CN109961875A - 一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺 - Google Patents

一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺。该半导电带包括导电屏蔽层和设置在导电屏蔽层两侧的绝缘层，所述导电屏蔽层为导电碳黑胶体，所述导电碳黑胶体按质量百分比由以下组分组成：硅胶：30％‑41％；纳米中空碳管：8％‑10％；乙酯：50％‑58％；固化剂：1％‑2％。本发明在导电屏蔽层两侧均设置绝缘层，在电缆受损破裂情况下能够保证电缆不会漏电、导电、触电；中间的导电碳黑胶体采用非金属材料，经测试表面电阻<100Ω，体积电阻<1x103Ω，能够有效均化电场，可广泛运用于超高压电缆、高压矿用电缆内层绕包屏蔽，更独特的应用于非金属导体制造的电缆。

Description

一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺
技术领域
本发明涉及电缆制造技术领域，具体涉及一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺。
背景技术
在电力电缆的国家标准中，对于500平方毫米10KV及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆，均要求在导体外面绕包一层半导电材料以达到均化电场的效果。
现有技术用于电缆屏蔽性能的包带均是铜带、铝带及极少部分的铅护套，它们均具有优越的屏蔽性能和良好的导电性能，但缺点是因表面无绝缘保护层，在电缆受损破裂情况下，屏蔽包带在接触电源情况下极易导电、触电、漏电。
另外在特别要求无金属成份做导体和屏蔽层的特种电缆中，例如既要保证良好的屏蔽效果，又要保证金属探测器无法探测到的地埋电缆，现有的金属材料包带无法满足上述要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝缘夹持型半导电带及其制造工艺，该半导电带具有表面绝缘、内部导电屏蔽、耐热、比重轻、柔软、易绕包等特点，并且该半导电带无金属成分，可用于制作有相应要求的特种电缆。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种绝缘夹持型半导电带，包括导电屏蔽层和设置在导电屏蔽层两侧的绝缘层，其特征在于，所述导电屏蔽层为导电碳黑胶体，所述导电碳黑胶体按质量百分比由以下组分组成：硅胶：30％-41％；纳米中空碳管：8％-10％；乙酯：50％-58％；固化剂：1％-2％。
本发明的进一步改进方案如下：
为了进一步取得良好的绝缘效果，所述绝缘层为尼龙织布，所述尼龙织布的经纱采用75-1000dtex尼龙长丝，密度为30-60根/cm；所述尼龙织布的纬纱采用75-1000dtex的尼龙长丝，密度为30-60根/cm。
本发明还提出了一种绝缘夹持形半导电带的制造工艺，按以下步骤进行：
1)按质量百分比将30％-41％的硅胶、8％-10％的纳米中空碳管、50％-58％的乙酯和1％-2％的固化剂加入高速搅拌机中搅拌得到导电碳黑胶体；
2)运用涂层机将导电碳黑胶体均匀涂覆于绝缘层一面，导电碳黑胶体的涂覆量为100-1000g/m2；
3)使用刮板处理绝缘层的涂覆面，保证导电碳黑胶体层厚度为0.1-0.3mm。
4)将单面涂覆有导电碳黑胶体的绝缘层烘干；
5)运用干式复合机，将导电碳黑胶体作为粘结剂，将两个单面涂覆有导电碳黑胶体的绝缘层的涂覆面相互粘结在一起，得到绝缘夹持形半导电带。
本发明的进一步改进方案如下：
为了进一步提高绝缘效果，所述绝缘层为尼龙织布，所述尼龙织布的经纱采用75-1000dtex尼龙长丝，密度为30-60根/cm；所述尼龙织布的纬纱采用75-1000dtex的尼龙长丝，密度为30-60根/cm。采用上述材料织布，确保尼龙织布目不透光，保证绝缘效果。
为了进一步保证搅拌效果，所述高速搅拌机的叶轮为全塑料叶轮，转速为500-800转/分，搅拌时间为30min。塑料叶轮耐磨性和耐腐蚀性较好，能够高效搅拌导电碳黑胶体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种绝缘夹持型半导电带在导电屏蔽层两侧均设置绝缘层，在电缆受损破裂情况下能够保证电缆不会漏电、导电、触电；中间的导电碳黑胶体采用非金属材料，经测试表面电阻<100Ω，体积电阻<1x103Ω，能够有效均化电场，可广泛运用于超高压电缆、高压矿用电缆内层绕包屏蔽，更独特的应用于非金属导体制造的电缆，具有屏蔽、抗辐射、抗紫外线等要求的特殊电缆，如可以制作军用光缆(金属探测仪无法探测到)，用于军用地下工事掩体，用于油储管道、气管道等外保护防护、防雷电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明一种绝缘夹持型半导电带的结构示意图。
图2是本发明一种绝缘夹持型半导电带的制造工艺流程图。
图中所示：1、尼龙织布；2、导电碳黑胶体。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
图1是本发明一种绝缘夹持型半导电带的结构示意图。
图2是本发明一种绝缘夹持型半导电带的制造工艺流程图。
实施例一：
一种绝缘夹持型半导电带，包括两层尼龙织布1和设置在尼龙织布1中间的导电碳黑胶体层2。
尼龙织布1采用75dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为60根/cm，保证尼龙织布1目不透光，保证绝缘效果。
导电碳黑胶体层2按质量分数包括以下组分：30％的硅胶，10％的纳米中空碳管，58％的乙酯，2％的固化剂，上述固化剂采用过氧化苯甲酰。
具体的制造方法如下：
1)通过织布机将75dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为60根/cm，制成尼龙织布，保证目不透光；
2)将30％的硅胶，10％的纳米中空碳管，58％的乙酯，2％的过氧化苯甲酰分别加入高速搅拌机中进行搅拌30min得到导电碳黑胶体，高速搅拌机采用全塑料叶轮，搅拌速率为500转/分；
3)运用涂布机，将20kg的导电碳黑胶体加入涂布机中，在尼龙织布1单面均匀涂抹导电碳黑胶体2，涂覆量为100g/m2；
4)使用刮板将多余的导电碳黑胶体2刮掉，将刮板间隙调至0.1mm，保证导电碳黑胶体层厚度为0.1mm；
5)将单面涂覆有导电碳黑胶体2的尼龙织布1放入烘箱，在115℃条件下烘干3min，得到单面半导电带，该半导电尼龙带一面具有绝缘，可在3KV、5秒内不击穿，尼龙带另一面具有屏蔽导电性，表面电阻在<100Ω，胶体导电层体积电阻<1X103Ω。
6)将两个单面半导电尼龙带放入干式复合机中，使用导电碳黑胶体2作为粘合剂，将两个单面半导电尼龙带的涂覆面相互粘结，得到上下面绝缘、夹层具有良好屏蔽导电的半导电带。
本实施例提供的一种绝缘夹持型半导电带，上下面采用尼龙织布材料，绝缘效果好，能在3KV、5秒内不被击穿；中间采用导电碳黑胶体材料的屏蔽导电层，表面电阻在<100Ω，胶体导电层体积电阻<1X103Ω，能够有效均化电场，整体耐热，比重轻，柔软、易绕包，并且该半导电带无金属成分，可用于制作有相应要求的特种电缆。
实施例二：
一种绝缘夹持型半导电带，包括两层尼龙织布1和设置在尼龙织布1中间的导电碳黑胶体层2。
尼龙织布1采用1000dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为30根/cm，保证尼龙织布1目不透光，保证绝缘效果。
导电碳黑胶体层2按质量分数包括以下组分：41％的硅胶，8％的纳米中空碳管，50％的乙酯，1％的固化剂，上述固化剂采用过氧化苯甲酰。
具体的制造方法如下：
1)通过织布机将1000dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为30根/cm，制成尼龙织布，保证目不透光；
2)将41％的硅胶，8％的纳米中空碳管，50％的乙酯，1％的过氧化苯甲酰分别加入高速搅拌机中进行搅拌30min得到导电碳黑胶体，高速搅拌机采用全塑料叶轮，搅拌速率为800转/分；
3)运用涂布机，将30kg的导电碳黑胶体加入涂布机中，在尼龙织布1单面均匀涂抹导电碳黑胶体2，涂覆量为1000g/m2；
4)使用刮板将多余的导电碳黑胶体2刮掉，将刮板间隙调至0.3mm，保证导电碳黑胶体层厚度为0.3mm；
5)将单面涂覆有导电碳黑胶体2的尼龙织布1放入烘箱，在115℃条件下烘干5min，得到单面半导电带，该半导电尼龙带一面具有绝缘，可在3KV、5秒内不击穿，尼龙带另一面具有屏蔽导电性，表面电阻在<100Ω，胶体导电层体积电阻<1X103Ω。
6)将两个单面半导电尼龙带放入干式复合机中，使用导电碳黑胶体2作为粘合剂，将两个单面半导电尼龙带的涂覆面相互粘结，得到上下面绝缘、夹层具有良好屏蔽导电的半导电带。
实施例三：
一种绝缘夹持型半导电带，包括两层尼龙织布1和设置在尼龙织布1中间的导电碳黑胶体层2。
尼龙织布1采用500dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为45根/cm，保证尼龙织布1目不透光，保证绝缘效果。
导电碳黑胶体层2按质量分数包括以下组分：35％的硅胶，9％的纳米中空碳管，55％的乙酯，1％的固化剂，上述固化剂采用过氧化苯甲酰。
具体的制造方法如下：
1)通过织布机将500dtex的尼龙长丝作为经纱和纬纱，密度为45根/cm，制成尼龙织布，保证目不透光；
2)将35％的硅胶，9％的纳米中空碳管，55％的乙酯，1％的过氧化苯甲酰分别加入高速搅拌机中进行搅拌30min得到导电碳黑胶体，高速搅拌机采用全塑料叶轮，搅拌速率为650转/分；
3)运用涂布机，将30kg的导电碳黑胶体加入涂布机中，在尼龙织布1单面均匀涂抹导电碳黑胶体2，涂覆量为500g/m2；
4)使用刮板将多余的导电碳黑胶体2刮掉，将刮板间隙调至0.2mm，保证导电碳黑胶体层厚度为0.2mm；
5)将单面涂覆有导电碳黑胶体2的尼龙织布1放入烘箱，在115℃条件下烘干4min，得到单面半导电带，该半导电尼龙带一面具有绝缘，可在3KV、5秒内不击穿，尼龙带另一面具有屏蔽导电性，表面电阻在<100Ω，胶体导电层体积电阻<1X103Ω。
6)将两个单面半导电尼龙带放入干式复合机中，使用导电碳黑胶体2作为粘合剂，将两个单面半导电尼龙带的涂覆面相互粘结，得到上下面绝缘、夹层具有良好屏蔽导电的半导电带。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种绝缘夹持型半导电带，包括导电屏蔽层和设置在导电屏蔽层两侧的绝缘层，其特征在于，所述导电屏蔽层为导电碳黑胶体，所述导电碳黑胶体按质量百分比由以下组分组成：硅胶：30％-41％；纳米中空碳管：8％-10％；乙酯：50％-58％；固化剂：1％-2％。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘夹持形半导电带，其特征在于，所述绝缘层为尼龙织布，所述尼龙织布的经纱采用75-1000dtex尼龙长丝，密度为30-60根/cm；所述尼龙织布的纬纱采用75-1000dtex的尼龙长丝，密度为30-60根/cm。
3.一种如权利要求1所述的绝缘夹持形半导电带的制造工艺，其特征在于，按以下步骤进行：
1)按质量百分比将30％-41％的硅胶、8％-10％的纳米中空碳管、50％-58％的乙酯和1％-2％的固化剂加入高速搅拌机中搅拌得到导电碳黑胶体；
2)运用涂层机将导电碳黑胶体均匀涂覆于绝缘层一面，导电碳黑胶体的涂覆量为100-1000g/m2；
3)使用刮板处理绝缘层的涂覆面，保证导电碳黑胶体层厚度为0.1-0.3mm。
4)将单面涂覆有导电碳黑胶体的绝缘层烘干；
5)运用干式复合机，把导电碳黑胶体作为粘结剂，将两个单面涂覆有导电碳黑胶体的绝缘层的涂覆面相互粘结在一起，得到绝缘夹持形半导电带。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘夹持形半导电带的制造工艺，其特征在于，所述绝缘层为尼龙织布，所述尼龙织布的经纱采用75-1000dtex尼龙长丝，密度为30-60根/cm；所述尼龙织布的纬纱采用75-1000dtex的尼龙长丝，密度为30-60根/cm。
5.根据权利要求3所述的一种绝缘夹持形半导电带的制造工艺，其特征在于，所述高速搅拌机的叶轮为全塑料叶轮，转速为500-800转/分，搅拌时间为30min。
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