CN108752767A - 一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆,所述绝缘屏蔽材料包括以下质量分数的原料:氯磺化聚乙烯橡胶、SV‑40氯丁橡胶、M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR‑302C、三氧化二锑、滑石粉、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、氧化镁、ZDC、促进剂TRA、Na‑22，绝缘屏蔽材料应用于35KV以上的高压绝缘电缆的制备，制备得到的高压绝缘电缆抗老化性和绝缘性均增加，并且还具有一定的抗弯曲能力和防潮能力，从而减少绝缘击穿的概率。

Description

一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆。
背景技术
随着国民经济的快速发展，作为国民经济主动脉的电力电缆的用量和使用范围越来越大。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。电力电缆是在电力***的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV以及以上各种电压等级、各种绝缘的电力电缆。其中高压电缆是电力电缆的一种，是指用于传输1kv-1000kv之间的电力电缆，多应用于电力传输和分配，可以输送交流或者直流电。
其中，高压直流输电具有线路损耗小、传输容量大、运行稳定性高等优点，主要用于远距离大容量输电、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络等方面，目前越来越受国内重视。高压电缆的通常由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成；线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分；绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分；屏蔽层，因为电力电缆通过的电流比较大，电流周围会产生磁场，为了不影响别的元件，所以加屏蔽层可以把这种电磁场屏蔽在电缆内；保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆。
但在输送高压电的过程中，高压电缆会出现绝缘击穿现象，即绝缘材料所承受的电压超过某一程度时，或者外加电压作用下产生很大的漏电流使绝缘材料发热，由于游离、电化学反应等因素都会使绝缘材料遭到破坏，丧失绝缘性能而导电。造成绝缘击穿的原因包括：机械损伤、施工不当、绝缘受潮、过电压、绝缘老化，其中施工不当属于外部操作原因造成的绝缘击穿，过电压可采用安装避雷针或者提高***自动保护的能力解决问题，而绝缘受潮和绝缘老化与高压电缆的制备工艺和绝缘材料有直接关系，机械损伤可通过更改高压电缆结构提高其抗弯折性。
现有技术“一种陶土改性电缆料及其制备方法”，公开号“CN 106916380 A”，解决的技术问题为提高电缆线耐高低温性能、腐蚀性、耐水性和耐臭氧、耐老化的能力，但根据实际生产情况分析，该发明包括德国朗盛三元乙丙橡胶3950、丁腈橡胶N41、氯磺化聚乙烯橡胶CSM2305、邻苯二甲酸二异癸酯、环氧化甘油三酸酯、柠檬酸三乙酯、氯化石蜡和陶土等原料，其添加陶土的对电缆有一定补强作用，但是该陶土改性仅为普通煅烧，其对电缆的硬度和绝缘能力提高作用较小。公开号“CN 102723130 A”，名称为“薄壁耐高压双层绝缘电缆”，包括导体和依次结合在导体外的内绝缘层以及外绝缘层，所述的导体为直径为0.1-0.3㎜的镀锡铜丝，所述的内绝缘层为交联聚烯烃，而所述的外绝缘层为聚偏氟乙烯，其虽然具有薄壁特征，可以减轻电缆重量和节省布线空间，但不能作为35KV以上高压电缆的电缆使用，因为高压电缆需承受的载流量较大，电缆绝缘层较薄，其绝缘能力不好，且抗弯曲性能也不好。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆,绝缘屏蔽材料可以提高高压电缆的抗老化性和绝缘性，含有该绝缘屏蔽材料的高压绝缘电缆具有一定的抗弯曲能力和防潮能力，能够减少绝缘击穿的概率。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种绝缘屏蔽材料，所述绝缘屏蔽材料包括以下质量分数的原料:氯磺化聚乙烯橡胶43～45.5％、SV-40氯丁橡胶2.52～2.63％、M550高耐磨炭黑3.9～3.95％、N774半补强炭黑3.6～3.95％、改性陶土18.2～18.42％、阻燃剂FR-302C 5.3～5.53％、三氧化二锑2.2～2.3％、滑石粉4.45～4.61％、TOTM 4.45～4.61％、52度氯化石蜡油3.5～3.68％、58度半精炼石腊0.92～1％、防老剂NBC 0.92～1％、氧化镁2.23～2.53％、ZDC 0.23～0.25％、促进剂TRA 0.45～0.46％、Na-22 1.8～1.84％。
氯磺化聚乙烯橡胶与SV-40氯丁橡胶在高压电缆应用上，具有特佳的耐磨性，同时具有低吸水性以及耐候、抗日晒、抗臭气、抗电晕等特点，但是还需要添加其他的原料进行补强和填充，才能使其制备成寿命长的、绝缘性高的高压绝缘电缆，M550高耐磨炭黑和N774半补强炭黑、滑石粉作为补强剂填料，能产生改善胶料的工艺性能、提高高压电缆的耐热与耐磨性能，还有降低成本的作用；而52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊油具有高闪点和低挥发性，为高压绝缘电缆加工提供了更好的耐候性和高温下挥发物少的特性，改性陶土也作为填料，具有良好的分散性，可以提高高压绝缘电缆的拉伸强度、抗冲击能力和抗疲劳性。
进一步，所述绝缘屏蔽材料包括以下质量分数的原料：43.42％氯磺化聚乙烯橡胶、2.63％SV-40氯丁橡胶、3.95％M550高耐磨炭黑、3.95％N774半补强炭黑、18.42％改性陶土、5.53％阻燃剂FR-302C、2.3％三氧化二锑、4.61％滑石粉、4.61％TOTM、3.68％52度氯化石蜡油、0.92％58度半精炼石腊、0.92％防老剂NBC、2.53％氧化镁、0.24％ZDC、0.46％促进剂TRA、1.84％Na-22。
进一步，所述绝缘屏蔽材料包括以下制备步骤：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯丁橡胶用切胶装置切成8～12kg的楔形小块胶料后，投入炼胶机，设置炼胶机辊温低于40℃，并将炼胶机的两辊间距调节至0.4～0.5mm，小块胶料在炼胶机中破碎后落入托盘，即得到生胶，备用；
塑炼：于温度60～90℃条件下，将生胶投入塑炼机两辊之间薄通，待自然落到托盘后，再将生胶扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作3～7次后，取出，在料架上放置12～24h后备用；
配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别进行干燥，过筛筛选杂质后，进行吸铁，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm，加入塑炼后的生胶至均匀包辊后，添加滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加氧化镁过程中将辊距由1.5mm逐渐调节至4mm，再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、滑石粉，于温度110～120℃条件下混练6～8min，混练完成后进行压片，得到胶片，胶片在料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，硫化后经薄通和打三角包分散均匀，得到绝缘屏蔽材料。
进一步，所述改性陶土的制备步骤包括：
将Mn含量低于0.006％的高岭土研磨后分散于15～25wt％乙醇溶液中，再加入氯化镁进行超声波分散，再加入木炭粉搅拌均匀后，于50～60℃进行烘干，烘干过程中缓慢的添加硅烷偶联剂，待完全干燥后，于800～900℃、氧气气氛下进行煅烧3～5h，煅烧完成后取出晾至室温，加入磷酸三甲苯酯进行振荡，并添加聚氯乙烯和固化剂、分散剂，搅拌均匀，搅拌速率为2500～3000r/min，晾干后，得到改性陶土。
将高岭土每个结构单元层的氧与相邻结构单元层八面体层的-OH通过氢键相结合，使高岭土结构单元呈层状堆积，具有层间域，有机分子乙醇进入层间域中，并与结构层两表面与氢键相结合，使高岭土的结构单元增厚增大，而加入氯化镁后，溶解的氯化镁通过超声波分散从增大的结构单元进入高岭土层间域中，将高岭土镁化，再加入木炭粉，利用木炭粉表面的粗糙度将高岭土表面活化；添加硅烷偶联剂，利用硅烷偶联剂与高岭土表面的活性基团之间的相互作用，改性高岭土；高温煅烧时，将高岭土表面的部分或者全部羟基脱掉，表面重新稳定，促使高岭土的分散性提高、表面能降低，可以与磷酸三甲苯酯更好的交联在一起，而与磷酸三甲苯酯交联的高岭土与绝缘屏蔽材料的其它原料可以更好的相容在一起；氯化镁附着在高岭土内部，而氯化镁在高温下失水会生成碱式氯化镁，在高岭土层间域形成六方晶型的片状体，具有高温阻燃作用，可以防止高温下，高岭土内部结构被破坏，由高岭土改性制备得到的改性陶土，可作为填充料，提高绝缘屏蔽材料的绝缘强度，和抗老化性能。
进一步，所述绝缘屏蔽材料用于高压绝缘电缆的共挤绝缘屏蔽层，所述高压绝缘电缆输送电压在35KV以上。
进一步,所述高压绝缘电缆包括由多股导线绞合形成的线芯，以及包覆在线芯外侧的加强层和保护套，其特征在于，所述导线的外侧包覆有共挤绝缘屏蔽层，所述加强层由内至外包括非金属编织纤维、支撑层、缓冲层、防潮层，所述非金属编织纤维缠绕在线芯外侧，所述支撑层内部设置有与非金属编织纤维固定连接的支撑架，所述支撑架包括环向支架和径向支架，所述环向支架和径向支架相交，所述径向支架一端与非金属编织纤维粘接，所述支撑层内于支撑架外侧填充有填充物,所述填充物表面缠绕有阻燃带，所述缓冲层设置在阻燃带的外侧，所述缓冲层内设置有多个缓冲条，所述缓冲条与防潮层之间设置有纤维膜，所述缓冲条一端粘接在阻燃带上，另一端粘接在纤维膜上，所述防潮层内部设置有与纤维膜固定连接的防潮垫，所述保护套设置在防潮层外侧，所述防潮垫折叠成锯齿状安装于防潮层内，所述防潮垫的一侧与纤维膜粘接，另一侧与保护套粘接。
进一步，所述共挤绝缘屏蔽层厚度为12～15mm。
进一步，所述支撑架和缓冲条的材质为柔性塑料或橡胶。
导线外侧包裹的共挤绝缘屏蔽层能够有效的起到均化电场、屏蔽泄露电缆的作用，使高压电缆能够在高场强下安全稳定运行，同时也能够承受冲击电压；共挤绝缘屏蔽层与导线绞合而成的线芯外部缠绕的非金属编织纤维，可以提高线缆的抗扭转、耐弯曲性能，非金属编织纤维外部设置的支撑架和填充物，一方面可以支撑架防止高压绝缘电缆变形，提高其抗弯折能力；另一方面，填充物防止支撑架滑动产生静电。填充物外部缠绕有阻燃带，一方面是防止填充物散开，一方面阻燃带与火焰接触时形成碳化体，防止火焰引燃电缆，阻燃带外部的缓冲层包括多个缓冲条，利用缓冲条也可以提高抗弯曲能力和抗冲击能力，而缓冲条外部缠绕的纤维膜对防潮层有支撑作用，防止防潮层内陷，在防潮层内加入锯齿形防潮垫，不仅可以防潮，还可以提高高压绝缘电缆的硬度，防止变形，防潮层外部设置有保护套，防止高压绝缘电缆内部结构直接裸露在环境中，发生危险。
本发明提供的一种绝缘屏蔽材料及其制备方法和高压绝缘电缆，制备出来的高压绝缘电缆具有抗老化性和绝缘性，利用高压绝缘电缆的结构还可以提高硬度和抗冲击性、防潮能力，防止弯曲变形，从而减少绝缘击穿的概率。
附图说明
图1为本发明高压绝缘电缆的结构示意图；
其中，线芯1、共挤绝缘屏蔽层2、非金属编织纤维3、支撑架4、填充物5、缓冲条6、防潮垫7、保护套8、阻燃带9、纤维膜10。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和附图1对本发明进行详细说明：
如图1所示，本实施例的一种高压绝缘电缆,高压绝缘电缆包括由多股导线绞合形成的线芯1，以及包覆在线芯1外侧的加强层和保护套8，导线的外侧包覆有共挤绝缘屏蔽层2，共挤绝缘屏蔽层2厚度为12-15mm，加强层由内至外包括非金属编织纤维3、支撑层、缓冲层、防潮层，非金属编织纤维3缠绕在线芯1外侧，支撑层内部设置有与非金属编织纤维3固定连接的支撑架4，支撑架4包括环向支架和径向支架，环向支架和径向支架相交，且径向支架一端与非金属编织纤维3粘接，另一端与阻燃带9粘接，支撑层内于支撑架4外侧填充有填充物5,填充物5表面缠绕有阻燃带9，缓冲层设置在阻燃带9的外侧，缓冲层内设置有多个缓冲条6，多个缓冲条6一端粘接在阻燃带9的上，另一端粘接在纤维膜10上，缓冲条6与防潮层之间设置有纤维膜10，防潮层内部设置有一侧与纤维膜10粘接，另一侧与保护套8粘接的的防潮垫7，防潮垫7折叠成锯齿状安装于防潮层，保护套8设置在防潮层外侧。
高压绝缘电缆的共挤绝缘屏蔽层需要采用绝缘屏蔽材料制备，而绝缘屏蔽材料的原料需要改性陶土，以下实施例对改性陶土和绝缘屏蔽材料进行制备。
实施例1：改性陶土的制备一：
将Mn含量低于0.006％的50重量份的高岭土研磨至粒径为1～5μm，分散于15wt％的乙醇溶液中，制备得到悬浮剂，加入10重量份的氯化镁混合均匀后，进行超声波分散30min后，再浸泡24h，浸泡完成后取出，加入10重量份的木炭粉搅拌均匀，于50℃的温度下进行搅拌烘干，烘干过程中缓慢添加5重量份的硅烷偶联剂，当完全干燥后，于800℃进行煅烧，同时通入氧气，升温速率为30℃/min，煅烧5h后取出晾至室温，然后加入60重量份的磷酸三甲苯酯中，以300rpm的振荡频率振荡15h后，添加10重量份聚氯乙烯和3重量份固化剂、5重量份分散剂，搅拌均匀，搅拌频率为2500r/min，搅拌15min后取出，晾干，得到改性陶土。
实施例2：改性陶土的制备二：
将Mn含量低于0.006％的80重量份的高岭土研磨至粒径为1～5μm，分散于25wt％的乙醇溶液中，制备得到悬浮剂，加入11重量份的氯化镁混合均匀后，进行超声波分散40min后，再浸泡36h，浸泡完成后取出，加入15重量份的木炭粉搅拌均匀，于60℃的温度下进行搅拌烘干，烘干过程中缓慢添加6重量份的硅烷偶联剂，当完全干燥后，于900℃进行煅烧，同时通入氧气，升温速率为30℃/min，煅烧3h后取出晾至室温，然后加入70重量份的磷酸三甲苯酯中，以500rpm的振荡频率振荡10h后，添加20重量份聚氯乙烯和3重量份固化剂、5重量份分散剂，搅拌均匀，搅拌频率为3000r/min，搅拌10min后取出，晾干，得到改性陶土。
实施例3：按照表1中的配方1制备绝缘屏蔽材料制备高压绝缘电缆一：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯丁橡胶用切胶装置切成10kg的楔形小块胶料后投入炼胶机，炼胶机辊温低于40℃，两辊距调节至0.5mm，小块胶料在炼胶机中破碎后胶料落入托盘，得到生胶，备用；
塑炼：根据配方1用量，精确称量后将已破碎的生胶，于温度60℃条件下投入塑炼机两辊之间进行薄通，待自然落到托盘后，再将生胶胶料扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作7次后，取在料架上放置12h后备用；
配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别于40℃的温度下进行干燥，完全干燥后，过筛，同时筛选出肉眼可见杂质，然后进行吸铁，将含有磁性小颗粒分离出来，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm,将经过塑炼后的生胶投入，均匀包辊后，添加50％量的滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加过程中辊距由1.5mm逐渐开放到4mm，完全混合均匀后再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、剩余的50％量的滑石粉，于120℃条件下进行混练6min，混练完成后进行压片，得到胶片，在料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将压片后的胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，再添加3kg硫磺，搅拌均匀后，同时进行匀速升温与匀速加压操作，当升温至70℃时，压力达到10kg/cm，当升温至100℃时，压力达到16kg/cm，停止加压，保持压力为16kg/cm持续升温，升温至150℃时，停止加热，保温20min后进行经薄通和打三角包，分散均匀并冷却后得到绝缘屏蔽材料，并可按照常规方法制备如图1所示的包裹有共挤绝缘屏蔽材料的线缆，在线缆外部利用导体屏蔽材料、绝缘屏蔽材料、半导电绝缘材料进行共挤，得到共挤绝缘屏蔽层，并在共挤绝缘屏蔽层外部缠绕非金属编织纤维，非金属编织纤维外部再粘接柔性塑料支撑架，支撑层内部于支撑架外侧填充的填充物，在填充物表面缠绕有阻燃带，阻燃带上外侧均匀粘接多个橡胶缓冲条，橡胶缓冲条外侧固定粘接有纤维膜，纤维膜外侧上粘接有折叠成锯齿状的防潮垫，相互嵌合安装于缓冲条上，最后挤出保护套后制成高压绝缘电缆,电缆标称截面70mm2。
获得的绝缘屏蔽材料，拉伸性能按GB/T528-92测定、硬度按GB/T531-92测定、体积电阻率按GB2439-89测定，检测结果见表2。
实施例4：按照表1中的配方2制备绝缘屏蔽材料制备高压绝缘电缆二：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯用切胶装置切成8kg的楔形小块胶料后投入炼胶机，炼胶机辊温低于40℃，两辊距调节至0.4mm，小块胶料在炼胶机中破碎后胶料落入托盘，得到生胶备用；
塑炼：根据配方2用量，精确称量后将已破碎的生胶，于温度70℃条件下投入塑炼机两辊之间进行薄通，待自然落到托盘后，再将生胶胶料扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作5次后，取在料架上放置12h后备用；
配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别于40℃的温度下进行干燥，完全干燥后，过筛，同时筛选出肉眼可见杂质，然后进行吸铁，将含有磁性小颗粒分离出来，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm,将经过塑炼后的生胶投入，均匀包辊后，添加50％量的滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加过程中辊距由1.5mm逐渐开放到4mm，完全混合均匀后再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、剩余的50％量的滑石粉，于110℃条件下进行混练6min,混练完成后进行压片得到胶片在，料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将压片后的胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，再添加3kg硫磺，搅拌均匀后，同时进行匀速升温与匀速加压操作，当升温至70℃时，压力达到10kg/cm，当升温至100℃时，压力达到16kg/cm，停止加压，保持压力为16kg/cm持续升温，升温至150℃时，停止加热，保温20min后进行经薄通和打三角包，分散均匀并冷却后得到绝缘屏蔽材料，并可按照常规方法制备如图1所示的包裹有共挤绝缘屏蔽材料的线缆，在线缆外部利用导体屏蔽材料、绝缘屏蔽材料、半导电绝缘材料进行共挤，得到共挤绝缘屏蔽层，并在共挤绝缘屏蔽层外部缠绕非金属编织纤维，非金属编织纤维外部再粘接柔性塑料支撑架，支撑层内部于支撑架外侧填充的填充物，在填充物表面缠绕有阻燃带，阻燃带上外侧均匀粘接多个橡胶缓冲条，橡胶缓冲条外侧固定粘接有纤维膜，纤维膜外侧上粘接有折叠成锯齿状的防潮垫，相互嵌合安装于缓冲条上，最后挤出保护套后制成高压绝缘电缆,电缆标称截面70mm2。
将获得的绝缘屏蔽材料，拉伸性能按GB/T528-92测定、硬度按GB/T531-92测定、体积电阻率按GB2439-89测定，检测结果见表2。
实施例5：按照表2中的配方3制备绝缘屏蔽材料制备高压绝缘电缆三：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯丁橡胶用切胶装置切成9kg的楔形小块胶料后投入炼胶机，炼胶机辊温低于40℃，两辊距调节至0.5mm，小块胶料在炼胶机中破碎后胶料落入托盘，得到生胶备用；
塑炼：根据配方3用量，精确称量后将已破碎的生胶，于温度90℃条件下投入塑炼机两辊之间进行薄通，待自然落到托盘后，再将生胶胶料扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作3次后，取在料架上放置12h后备用；配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别于40℃的温度下进行干燥，完全干燥后，过筛，同时筛选出肉眼可见杂质，然后进行吸铁，将含有磁性小颗粒分离出来，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm,将经过塑炼后的生胶投入，均匀包辊后，添加50％量的滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加过程中辊距由1.5mm逐渐开放到4mm，完全混合均匀后再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、剩余的50％量的滑石粉，于混练温度为120℃进行混练6min,，混练完成进行压片，得到胶片，在料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将压片后的胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，再添加3kg硫磺，搅拌均匀后，同时进行匀速升温与匀速加压操作，当升温至70℃时，压力达到10kg/cm，当升温至100℃时，压力达到16kg/cm，停止加压，保持压力为16kg/cm持续升温，升温至150℃时，停止加热，保温20min后进行经薄通和打三角包，分散均匀并冷却后得到绝缘屏蔽材料，并可按照常规方法制备如图1所示的包裹有共挤绝缘屏蔽材料的线缆，在线缆外部利用导体屏蔽材料、绝缘屏蔽材料、半导电绝缘材料进行共挤，得到共挤绝缘屏蔽层，并在共挤绝缘屏蔽层外部缠绕非金属编织纤维，非金属编织纤维外部再粘接柔性塑料支撑架，支撑层内部于支撑架外侧填充的填充物，在填充物表面缠绕有阻燃带，阻燃带上外侧均匀粘接多个橡胶缓冲条，橡胶缓冲条外侧固定粘接有纤维膜，纤维膜外侧上粘接有折叠成锯齿状的防潮垫，相互嵌合安装于缓冲条上，最后挤出保护套后制成高压绝缘电缆,电缆标称截面70mm2。
将获得的绝缘屏蔽材料，拉伸性能按GB/T528-92测定、硬度按GB/T531-92测定、体积电阻率按GB2439-89测定，检测结果见表2。
将制备的高压绝缘电缆，按照MT/T818.1-2009《中华人民共和国煤炭行业标准第6部分：额定电压8.7/10KV及以下移动金属屏蔽监视型软电缆》的要求进行绝缘电阻实验，检测结果见表2。
比较例：按照表2中的配方4制备高压绝缘电缆：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯丁橡胶用切胶装置切成10kg的楔形小块胶料后投入炼胶机，炼胶机辊温低于40℃，两辊距调节至0.5mm，小块胶料在炼胶机中破碎后胶料落入托盘，得到生胶备用；
塑炼：根据配方4用量，精确称量后将已破碎的生胶，于温度60℃条件下投入塑炼机两辊之间进行薄通，待自然落到托盘后，再将生胶胶料扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作7次后，取在料架上放置12h后备用；
配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、普通陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别于40℃的温度下进行干燥，完全干燥后，过筛，同时筛选出肉眼可见杂质，然后进行吸铁，将含有磁性小颗粒分离出来，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm,将经过塑炼后的生胶投入，均匀包辊后，添加50％量的滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加过程中辊距由1.5mm逐渐开放到4mm，完全混合均匀后再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、普通陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、剩余的50％量的滑石粉，于120℃条件下进行混练6min，混练完成后进行压片，得到胶片，在料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将压片后的胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，再添加3kg硫磺，搅拌均匀后，同时进行匀速升温与匀速加压操作，当升温至70℃时，压力达到10kg/cm，当升温至100℃时，压力达到16kg/cm，停止加压，保持压力为16kg/cm持续升温，升温至150℃时，停止加热，保温20min后进行经薄通和打三角包，分散均匀并冷却后得到绝缘屏蔽材料，并可按照常规方法制备如图1所示的包裹有共挤绝缘屏蔽材料的线缆，在线缆外部利用导体屏蔽材料、绝缘屏蔽材料、半导电绝缘材料进行共挤，得到共挤绝缘屏蔽层，并在共挤绝缘屏蔽层外部缠绕非金属编织纤维，非金属编织纤维外部再粘接柔性塑料支撑架，支撑层内部于支撑架外侧填充的填充物，在填充物表面缠绕有阻燃带，阻燃带上外侧均匀粘接多个橡胶缓冲条，橡胶缓冲条外侧固定粘接有纤维膜，纤维膜外侧上粘接有折叠成锯齿状的防潮垫，相互嵌合安装于缓冲条上，最后挤出保护套后制成高压绝缘电缆,电缆标称截面70mm2。
将获得的绝缘屏蔽材料，拉伸性能按GB/T528-92测定、硬度按GB/T531-92测定、体积电阻率按GB2439-89测定，检测结果见表2。
表1实施例及比较例原料配方
表2实施例及对比例检测结果
实施例3、实施例4、实施例5、对比例得到的绝缘材料的邵氏硬度在65以上，可以有足够的强度保护线芯，防止线芯被硬物硌伤或扎穿，并且拉伸强度均＞9，承受的塑性形变应力较大，不容易被拉断；绝缘材料的体积电阻率均大于1015，其绝缘能力足够强。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种绝缘屏蔽材料，其特征在于，所述绝缘屏蔽材料包括以下质量分数的原料:氯磺化聚乙烯橡胶43～45.5％、SV-40氯丁橡胶2.52～2.63％、M550高耐磨炭黑3.9～3.95％、N774半补强炭黑3.6～3.95％、改性陶土18.2～18.42％、阻燃剂FR-302C 5.3～5.53％、三氧化二锑2.2～2.3％、滑石粉4.45～4.61％、TOTM 4.45～4.61％、52度氯化石蜡油3.5～3.68％、58度半精炼石腊0.92～1％、防老剂NBC 0.92～1％、氧化镁2.23～2.53％、ZDC0.23～0.25％、促进剂TRA 0.45～0.46％、Na-22 1.8～1.84％。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘屏蔽材料，其特征在于，所述绝缘屏蔽材料包括以下质量分数的原料：氯磺化聚乙烯橡胶43.42％、SV-40氯丁橡胶2.63％、M550高耐磨炭黑3.95％、N774半补强炭黑3.95％、改性陶土18.42％、阻燃剂FR-302C 5.53％、三氧化二锑2.3％、滑石粉4.61％、TOTM 4.61％、52度氯化石蜡油3.68％、58度半精炼石腊0.92％、防老剂NBC 0.92％、氧化镁2.53％、ZDC 0.24％、促进剂TRA 0.46％、Na-22 1.84％。
3.根据权利要求1所述的绝缘屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
碎胶：将氯磺化聚乙烯橡胶、SV-40氯丁橡胶用切胶装置切成8～12kg的楔形小块胶料后，投入炼胶机，设置炼胶机辊温低于40℃，并将炼胶机的两辊间距调节至0.4～0.5mm，小块胶料在炼胶机中破碎后落入托盘，即得到生胶，备用；
塑炼：于温度60～90℃条件下，将生胶投入塑炼机两辊之间薄通，待自然落到托盘后，再将生胶扭转90°投入在辊筒上继续薄通，重复操作3～7次后，取出，在料架上放置12～24h后备用；
配合剂处理：将M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、三氧化二锑、滑石粉、氧化镁分别进行干燥，过筛筛选杂质后，进行吸铁，得到大小均匀的配合剂；
混练：控制密炼机的辊温低于60℃，调节辊距至1.5mm，加入塑炼后的生胶至均匀包辊后，添加滑石粉混合均匀后，再添加氧化镁，添加氧化镁过程中将辊距由1.5mm逐渐调节至4mm，再加入M550高耐磨炭黑、N774半补强炭黑、改性陶土、阻燃剂FR-302C、三氧化二锑、TOTM、52度氯化石蜡油、58度半精炼石腊、防老剂NBC、滑石粉，于温度110～120℃条件下混练6～8min，混练完成后进行压片，得到胶片，胶片在料架上于室温存放4h；
绝缘屏蔽材料的制备：将胶片与ZDC、促进剂TRA、Na-22混合，硫化后经薄通和打三角包分散均匀，得到绝缘屏蔽材料。
4.根据权利要求3所述的绝缘屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述改性陶土的制备步骤包括：
将Mn含量低于0.006％的高岭土研磨后分散于15～25wt％乙醇溶液中，再加入氯化镁进行超声波分散，再加入木炭粉搅拌均匀后，于50～60℃进行烘干，烘干过程中缓慢的添加硅烷偶联剂，待完全干燥后，于800～900℃、氧气气氛下进行煅烧3～5h，煅烧完成后取出晾至室温，加入磷酸三甲苯酯进行振荡，并添加聚氯乙烯和固化剂、分散剂，搅拌均匀，搅拌速率为2500～3000r/min，晾干后，得到改性陶土。
5.根据权利要求3或4所述制备方法制备得到的绝缘屏蔽材料，其特征在于，所述绝缘屏蔽材料用于高压绝缘电缆的共挤绝缘屏蔽层，所述高压绝缘电缆输送电压在35KV以上。
6.根据权利要求5所述的高压绝缘电缆,其特征在于，所述高压绝缘电缆包括由多股导线绞合形成的线芯，以及包覆在线芯外侧的加强层和保护套，其特征在于，所述导线的外侧包覆有共挤绝缘屏蔽层，所述加强层由内至外包括非金属编织纤维、支撑层、缓冲层、防潮层，所述非金属编织纤维缠绕在线芯外侧，所述支撑层内部设置有与非金属编织纤维固定连接的支撑架，所述支撑架包括环向支架和径向支架，所述环向支架和径向支架相交，所述径向支架一端与非金属编织纤维粘接，所述支撑层内于支撑架外侧填充有填充物,所述填充物表面缠绕有阻燃带，所述缓冲层设置在阻燃带的外侧，所述缓冲层内设置有多个缓冲条，所述缓冲条与防潮层之间设置有纤维膜，所述缓冲条一端粘接在阻燃带上，另一端粘接在纤维膜上，所述防潮层内部设置有与纤维膜固定连接的防潮垫，所述保护套设置在防潮层外侧，所述防潮垫折叠成锯齿状安装于防潮层内，所述防潮垫的一侧与纤维膜粘接，另一侧与保护套粘接。
7.根据权利要求6所述的高压绝缘电缆，其特征在于，所述共挤绝缘屏蔽层厚度为12～15mm。
8.根据权利要求6所述的高压绝缘电缆，其特征在于，所述支撑架和缓冲条的材质为柔性塑料或橡胶。
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