CN110938274A - 硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用。所述硅烷交联型半导电屏蔽材料包括A组分和B组分，所述A组分与所述B组分的质量比为90‑99.5:10‑0.5；其中，所述A组分包括：硅烷交联聚乙烯、导电炭黑以及乙烯‑辛烯共聚物；所述B组分包括：聚乙烯以及硅烷交联催化剂。本发明提供的硅烷交联型半导电屏蔽材料，具有较高的耐温等级、较好的加工性能及较低的体积电阻率等性能。

Description

硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电线、电缆材料领域，具体涉及一种硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用。
背景技术
电力电缆导体和绝缘的屏蔽主要是缓和电缆内部电场应力集中，消除导体绞合的影响，改善电缆内部电场径向分布，以提高电缆的电气强度，直接或者间接改善电缆的使用寿命。
热塑性屏蔽材料因其较低的成本，简单的加工工艺，目前的半导电屏蔽材料普遍使用热塑性屏蔽材料。交联型屏蔽料具有更好的耐温性能，目前以过氧化物交联型屏蔽材料为主，而过氧化物交联型屏蔽料在电缆生产时需要经过交联机，工艺复杂，生产效率低，生产成本高。
硅烷交联型半导电屏蔽材料，其交联更便捷，因此同时具备热塑性屏蔽料的加工性能，及交联材料具备的耐温性能。但是现有技术中的硅烷交联型半导电屏蔽材料均无法获得预期的耐温等级、加工性能及体积电阻率等性能。
引用文献1公开了一种硅烷交联型半导电内屏蔽料及其制备方法，由质量比为5～9:1的接枝A料和催化B料混合后经温水交联而成；其中：接枝A料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物50～100份，聚乙烯10～50份，硅烷1～4份，引发剂0.2～1份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂5～10份；催化B料组成，按重量份为：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，导电填料80～95份，润滑剂10～20份，分散剂1～5份，催化剂0.5～3份，抗氧剂0.5～2份；乙烯-醋酸乙烯共聚物，其VA含量为15～20，熔体流动速率为2.3～7.5g/10min(测试条件：190℃、2.16kg，下同)；聚乙烯的熔体流动速率为2～20g/10min。
引用文献2公开了一种硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法和应用，半导电屏蔽材料由质量比为2～5︰1的A料和B料混合后在水中交联而制成；以重量份计，A料的原料包括乙烯丙烯酸丁酯共聚物、双峰聚乙烯、导电炭黑、抗氧剂、硅烷、引发剂、润滑剂和分散剂；B料的原料包括双峰聚乙烯和水解催化剂；乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的丙烯酸丁酯含量为10～30％，双峰聚乙烯的熔融指数为0.1～20g/10min；制备：分别制备A料和B料，然后按质量比在水中交联而成。
上述引用文献1和引用文献2得到的硅烷交联型半导电屏蔽材料的综合性能较差。
引用文献：
引用文献1：CN 109294050A
引用文献2：CN 107868328A
发明内容
发明要解决的问题
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种交联更方便，且同时具备热塑性屏蔽料的加工性能，以及交联材料的耐温性能优异的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
本发明的目的之二在于提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法，其制备方法简单易行，原料易于获取。
用于解决问题的方案
本发明提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其中，所述硅烷交联型半导电屏蔽材料包括A组分和B组分，所述A组分与所述B组分的质量比为90-99.5:10-0.5；其中，
所述A组分包括：硅烷交联聚乙烯、导电炭黑以及乙烯-辛烯共聚物；
所述B组分包括：聚乙烯以及硅烷交联催化剂。
根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其中，以所述A组分的总质量计，所述硅烷交联聚乙烯的加入量为40％～60％，所述导电炭黑的加入量为20％～40％，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为10％～20％；
以所述B组分的总质量计，所述聚乙烯的加入量为95～99.9％，所述硅烷交联催化剂的加入量为0.1～5％；优选地，所述B组分中的聚乙烯包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯以及高密度聚乙烯中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其中，所述硅烷交联聚乙烯的接枝率为85～100％。
根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其中，所述硅烷交联聚乙烯的凝胶含量不低于80wt％，所述硅烷交联聚乙烯在200℃下的热延伸不大于20％。
根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其中，所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、苯磺酸中的一种或两种。
本发明还提供一种根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法，其中，所述制备方法包括将A组分和B组分混合后成型，并发生交联的步骤。
根据本发明的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
取A组分共混后造粒，得到A组分颗粒；
取B组分共混后造粒，得到B组分颗粒；
将A组分颗粒和B组分颗粒混合后成型，得到成型体；
使所述成型体发生交联，得到硅烷交联型半导电屏蔽材料。
根据本发明的制备方法，其中，所述交联是在水和/或水蒸气中进行交联。
本发明还提供一种根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料在制备电线、电缆架空绝缘材料中的应用。
本发明又提供一种电缆，其中，所述电缆包括根据本发明所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
发明的效果
本发明提供的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其具有较高的耐温等级、较好的加工性能及较低的体积电阻率等性能。
进一步地，本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
需要说明的是：
本说明书中，使用“可以”或“可”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
如无特殊声明，本发明所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所允许的误差。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
<第一方面>
在本发明的<第一方面>提供了一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，所述硅烷交联型半导电屏蔽材料包括A组分和B组分，所述A组分与所述B组分的质量比为90-99.5:10-0.5；
所述A组分包括：硅烷交联聚乙烯、导电炭黑以及乙烯-辛烯共聚物；
所述B组分包括：聚乙烯以及硅烷交联催化剂。
当所述A组分与所述B组分的质量比为90-99.5:10-0.5时，由于A组分含量高，硅烷交联聚乙烯、导电炭黑，乙烯-辛烯共聚物均可以包含在A组分内，能够分散均匀；B组分中聚乙烯作为硅烷交联催化剂载体，其性能更稳定，并且对设备适应性更好。
在本发明的一些具体的实施方式中，通过将A组分与所述B组分混合后成型，并在水和/或水蒸气中进行交联，以形成所述硅烷交联型半导电屏蔽材料。通过将A组分与所述B组分混合后成型，并在水和/或水蒸气中进行交联相比高温硫化管道中交联，本发明的交联效率更高，成本更低。
本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料的外观色泽和质地均匀，颗粒间不应有明显粉末状物质，拉伸强度、断裂伸长率均优异，能够满足老化实验，且在-40℃下，冲击脆化温度破裂率较低，且热延伸性能优异，体积电阻率小。
硅烷交联聚乙烯
在本发明硅烷交联型半导电屏蔽材料的A组分中含有硅烷交联聚乙烯。本发明的硅烷交联聚乙烯可以是通过购买得到，也可以是自行制备得到。具体地，以所述硅烷交联聚乙烯的总质量计，所述硅烷交联聚乙烯包括以下组分：
聚乙烯：95.5-96.8％；
偶联剂：3-4％；
交联剂：0.2-0.5％；
以及任选存在的抗氧剂，所述抗氧剂的加入量为0.02～0.9％。
具体地，所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及中密度聚乙烯(MDPE)中的一种或几种的组合。
所述抗氧剂可以包括N,N'-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(抗氧剂1024)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧剂DSTP)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)中的一种或两种以上的组合。
所述偶联剂可以包括硅烷偶联剂，优选包括乙烯基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A-171)、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(硅烷偶联剂A-172)中的一种或两种以上的组合。
所述交联剂包括过氧化物交联剂，例如：过氧化二异丙苯。
具体地，本发明的硅烷交联聚乙烯的制备方法包括将硅烷交联聚乙烯的各组分混合的步骤。具体地，硅烷交联聚乙烯的制备方法包括将各组分充分混合后，加入双螺杆挤出造粒，从而得到硅烷交联聚乙烯。
本发明通过使用硅烷交联聚乙烯作为A组分的载体，可有效保留导电炭黑的分散性及导电性。若先用聚乙烯作载体填充导电炭黑，再进行硅烷接枝反应，会降低导电炭黑的分散性，减弱硅烷交联型半导电屏蔽材料的导电性。
在本发明的一些具体的实施方式中，以所述A组分的总质量计，所述硅烷交联聚乙烯的加入量为40％～60％，当硅烷交联聚乙烯的加入量为40％～60％时，交联度和导电性均合适；如果硅烷交联聚乙烯的加入量小于40％，则交联度可能不够；如果硅烷交联聚乙烯的加入量大于60％，其导电性可能不佳。
在本发明中，对所述硅烷交联聚乙烯的种类没有特别限定，可以是本领域常用一些硅烷交联聚乙烯。作为优选的实施方式，本发明中使用接枝率为85～100％的高接枝率硅烷交联聚乙烯。使用高接枝率硅烷交联聚乙烯，可以使硅烷交联型半导电屏蔽材料交联后的交联度高，且耐老化，耐热性能更优，材料性能更可靠。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述硅烷交联聚乙烯的凝胶含量不低于80wt％，所述硅烷交联聚乙烯在200℃下的热延伸不大于20％。本发明采用的高接枝率硅烷交联聚乙烯，交联度更高，产品性能更可靠。
另外，本发明的接枝率的计算方式为：
接枝率＝[已接枝单体质量/(已接枝单体质量+未接枝单体质量)]×100％。
举例而言，假如有1kg聚乙烯，接枝了0.8kg，0.2kg未接枝。
接枝率＝[已接枝单体质量(0.8kg)/(已接枝单体质量(0.8kg)+未接枝单体质量(0.2kg))]×100％＝80％。
导电炭黑
在本发明硅烷交联型半导电屏蔽材料的A组分中还含有导电炭黑。导电炭黑是一种利用炭黑本身具有导电性能，可在绝缘体(如塑料)中形成立体网状结构导电通路，使绝缘体产品在导电炭黑的作用下具有了导电功能，从而使得绝缘体材料具有防静电和导电能力，有效的增加产品的使用性能和范围。
在本发明的一些具体的实施方式中，以所述A组分的总质量计，所述导电炭黑的加入量为20％～40％。如果导电炭黑加入量为20％～40％，其交联性能，机械性能，导电性能都比较出色，并且可以采用成本较低的导电炭黑实现。
乙烯-辛烯共聚物
乙烯-辛烯共聚物(POE)具有理想的单一活性中心，因而能够在聚合过程中精密地控制相对分子质量分布、共聚单体含量及其在主链上的分布，从而能准确地控制聚合物的物理机械性能和加工性能。
在本发明硅烷交联型半导电屏蔽材料的A组分中还含有乙烯-辛烯共聚物。在本发明的一些具体的实施方式中，以所述A组分的总质量计，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为10％～20％。当乙烯-辛烯共聚物的加入量为10％～20％时，材料韧性强，断裂伸长率优异；当乙烯-辛烯共聚物的加入量低于10％时，则材料韧性不够，伸长率无法达到要求。当乙烯-辛烯共聚物的加入量高于20％时，材料韧性不再增长。
在本发明中，所述乙烯-辛烯共聚物按照ASTM D1238-2004在190℃和2.16kg载荷下测量的熔体流动指数为1-10g/10min。
聚乙烯
在本发明硅烷交联型半导电屏蔽材料的B组分中含有聚乙烯，聚乙烯作为硅烷交联催化剂的载体使用。在本发明的一些具体的实施方式中，以所述B组分的总质量计，所述聚乙烯的加入量为95～99.9％，具体地，如果聚乙烯的加入量低于95％，则较难加工。
具体地，在本发明的组分B中，所述聚乙烯包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯以及高密度聚乙烯中的一种或两种以上的组合。
硅烷交联催化剂
在本发明硅烷交联型半导电屏蔽材料的B组分中含有硅烷交联催化剂，本发明对硅烷交联催化剂的种类没有特定限定，可以是本领域中常用的硅烷交联催化剂。作为本发明优选的实施方式，所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、苯磺酸中的一种或两种。
在本发明的一些具体的实施方式中，以所述B组分的总质量计，所述硅烷交联催化剂的加入量为0.1～5％。如果硅烷交联催化剂的加入量低于0.1％，催化效果不足；如果硅烷交联催化剂的加入量高于5％，则催化效果不再增加，引起不必要的浪费。
本发明的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其具有较高的耐温等级、较好的加工性能及较低的体积电阻率等性能。
<第二方面>
在本发明的<第二方面>中提供了一种根据<第一方面>所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法，所述制备方法包括将A组分和B组分混合后成型，并发生交联的步骤。
进一步地，所述制备方法包括以下步骤：
取A组分共混后造粒，得到A组分颗粒；
取B组分共混后造粒，得到B组分颗粒；
将A组分颗粒和B组分颗粒混合后成型，得到成型体；
使所述成型体发生交联，得到半导电屏蔽材料。
具体地，所述制备方法包括以下步骤：
A组分颗粒制备：按原料配方称取各原料，然后加入密炼机中密炼均匀，密炼后的料团通过挤出造粒，制得A组分颗粒；
B组分颗粒制备：将聚乙烯、硅烷交联催化剂，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称称量后，加入双螺杆挤出机中混炼，并造粒，制得B组分颗粒；
成型体制备：将所述A组分和所述B组分按比例混合，挤出成型，得到成型体；
交联步骤：将成型体置于水和/或水蒸气中进行交联，即得所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
其中，A组分颗粒制备过程中：密炼的设定温度为130-150℃，可以使得密炼温度为140-180℃，密炼的时间为2-5小时。
B组分颗粒制备过程中：双螺杆的挤出温度为130-220℃，螺杆停留时间为10秒-60秒。
交联步骤中：于80-100℃水浴3-5小时，完成交联，在不同温度湿度下，交联时间不同。
具体地，本发明的A组分和B组分按比例混合均匀，经电缆挤出机，加工成成型体，该成型体在80-100℃水浴3-5小时的条件下水解，完成硅烷交联；经硅烷交联后的硅烷交联型半导电屏蔽材料具有比热塑性屏蔽层更高的耐温等级、更长的使用寿命。
<第三方面>
在本发明的<第三方面>中提供了一种根据<第一方面>所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据<第二方面>所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料在制备电线、电缆架空绝缘材料中的应用。
<第四方面>
在本发明的<第四方面>中提供了一种电缆，所述电缆包括根据<第一方面>所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据<第二方面>所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明中，高接枝率硅烷交联聚乙烯的组成和制备方法如下：以所述硅烷交联聚乙烯的总质量计，
线性低密度聚乙烯：96.7％；
乙烯基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂A-151)：3％；
过氧化二异丙苯：0.3％。
将线性低密度聚乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂A-151)及过氧化二异丙苯，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称及失重式粉体计量称，按上述比例加入双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机的温度依次为130℃-140℃-100℃-180℃-190℃-190℃-200℃-220℃-220℃，螺杆剪切2分钟，充分接枝后，熔体投至单螺杆挤出机造粒完成，得到硅烷交联聚乙烯。
该硅烷交联聚乙烯的凝胶含量为85wt％，所述硅烷交联聚乙烯在200℃下的热延伸为15％，所述硅烷交联聚乙烯的接枝率为93％。
其中，采用JB/T10437的检测方法，检测凝胶含量和在200℃下的热延伸，利用如下公式计算接枝率：
接枝率＝[已接枝单体质量/(已接枝单体质量+未接枝单体质量)]×100％。
导电炭黑：生产厂家，山西永东化工股份有限公司；型号，炭黑250；
乙烯-辛烯共聚物：生产厂家，陶氏化工；型号，8200；
线性低密度聚乙烯：生产厂家，中国石化股份公司镇海炼化分公司；型号，7042。
实施例1
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分：以所述A组分的总质量计，原料配方如下：高接枝率硅烷交联聚乙烯43％，导电炭黑37％，乙烯-辛烯共聚物20％。
B组分：以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.4％，苯磺酸0.1％。
所述硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法如下：
A组分颗粒制备：按原料配方称取各原料，然后加入密炼机中，密炼机的设定温度为140℃，从而可以使密炼温度为150-170℃，密炼时间为3小时，密炼均匀，密炼后的料团通过挤出造粒，制得A组分颗粒；
B组分颗粒制备：将线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称称重后，加入双螺杆挤出机中混炼造粒；双螺杆挤出温度为150℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃-210℃-220℃，螺杆停留时间60秒，制得B组分颗粒；
将所述A组分颗粒和所述B组分颗粒按所述质量比97:3混合，挤出成型，得到成型体；其中，电缆用单螺杆挤出机机身温度100℃-130℃-160℃-180℃，机头温度160℃-200℃-210℃。然后将成型体于90℃水浴4小时，完成交联，即得所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
实施例2
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分：以所述A组分的总质量计，原料配方如下：高接枝率硅烷交联聚乙烯48％，导电炭黑37％，乙烯-辛烯共聚物15％。
B组分：以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.5％。
所述硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法如下：
A组分颗粒制备：按原料配方称取各原料，然后加入密炼机中，密炼机的设定温度为140℃，从而可以使密炼温度为150-170℃，密炼时间为3小时，密炼均匀，密炼后的料团通过挤出造粒，制得A组分颗粒；
B组分颗粒制备：将线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称称重后，加入双螺杆挤出机中混炼造粒双螺杆挤出温度为150℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃-210℃-220℃，螺杆停留时间60秒，制得B组分颗粒；
将所述A组分颗粒和所述B组分颗粒按所述质量比97:3混合，挤出成型，得到成型体；其中，电缆用单螺杆挤出机机身温度100℃-130℃-160℃-180℃，机头温度160℃-200℃-210℃，然后将成型体于90℃水浴4小时，完成交联，即得所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
实施例3
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分：以所述A组分的总质量计，原料配方如下：高接枝率硅烷交联聚乙烯53％，导电炭黑37％，乙烯-辛烯共聚物10％。
B组分：以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.3％，苯磺酸0.2％。
所述硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法如下：
A组分颗粒制备：按原料配方称取各原料，然后加入密炼机中，密炼机的设定温度为140℃，从而可以使密炼温度为150-170℃，密炼时间为3小时，密炼均匀，密炼后的料团通过挤出造粒，制得A组分颗粒；
B组分颗粒制备：将线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称称重后，加入双螺杆挤出机中混炼造粒；双螺杆挤出温度150℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃-210℃-220℃，螺杆停留时间60秒，制得B组分颗粒；
将所述A组分颗粒和所述B组分颗粒按所述质量比97:3混合，挤出成型，得到成型体；其中，电缆用单螺杆挤出机机身温度100℃-130℃-160℃-180℃，机头温度160℃-200℃-210℃，然后将成型体于90℃水浴4小时，完成交联，即得所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
实施例4
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分，以所述A组分的总质量计，原料配方如下：高接枝率硅烷交联聚乙烯55％，导电炭黑35％，乙烯-辛烯共聚物10％。
B组分，以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.5％。
所述硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法如下：
A组分颗粒制备：按原料配方称取各原料，然后加入密炼机中，密炼机的设定温度为140℃，从而可以使密炼温度为150-170℃，密炼时间为3小时，密炼均匀，密炼后的料团通过挤出造粒，制得A组分颗粒；
B组分颗粒制备：将线性低密度聚乙烯、硅烷交联催化剂，分别由失重式固体计量称、失重式液体计量称称重后，加入双螺杆挤出机中混炼造粒；双螺杆挤出温度150℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃-210℃-220℃，螺杆停留时间60秒，制得B组分颗粒；
将所述A组分颗粒和所述B组分颗粒按所述质量比97:3混合，挤出成型，得到成型体；其中，电缆用单螺杆挤出机机身温度100℃-130℃-160℃-180℃，机头温度160℃-200℃-210℃，然后将成型体于90℃水浴4小时，完成交联，即得所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
对比例1
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分，以所述A组分的总质量计，原料配方如下：高接枝率硅烷交联聚乙烯63％，导电炭黑37％。
B组分，以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.5％。
其制备方法与实施例1一致。
对比例2
本实施例提供一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其原料包括：
A组分，以所述A组分的总质量计，原料配方如下：导电炭黑37％，乙烯-辛烯共聚物63％。
B组分，以所述B组分的总质量计，原料配方如下：线性低密度聚乙烯99.5％，二月桂酸二丁基锡0.3％，苯磺酸0.2％。
其制备方法与实施例1一致。
性能测试：
对上述的实施例1-4和对比例1-2所得的半导电屏蔽材料的基础性能及热延伸进行测试，结果如表1所示。
检测及判定依据：
《JB/T 10738-2007额定电压35kV及以下挤包绝缘电缆用半导电屏蔽料》
表1
Figure BDA0002317523590000151
由表1可以看出，本申请实施例1-4的硅烷交联型半导电屏蔽材料的外观色泽和质地均匀，颗粒间没有明显粉末状物质，拉伸强度、断裂伸长率均优异，能够满足老化实验，且在-40℃下，冲击脆化温度破裂率较低，且热延伸性能优异，体积电阻率小。
对比例1中不含有乙烯-辛烯共聚物，其断裂伸长率较差，仅11％。
对比例2中不含有硅烷交联聚乙烯，其90℃时体积电阻率过高，且经空气烘箱热老化试验后90℃时体积电阻率也过高。另外，对比例2的热延伸性能较差。
产业上的可利用性
本发明所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料及其制备方法，可以在工业上实施。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅烷交联型半导电屏蔽材料，其特征在于，所述硅烷交联型半导电屏蔽材料包括A组分和B组分，所述A组分与所述B组分的质量比为90-99.5:10-0.5；其中，
所述A组分包括：硅烷交联聚乙烯、导电炭黑以及乙烯-辛烯共聚物；
所述B组分包括：聚乙烯以及硅烷交联催化剂。
2.根据权利要求1所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其特征在于，以所述A组分的总质量计，所述硅烷交联聚乙烯的加入量为40％～60％，所述导电炭黑的加入量为20％～40％，所述乙烯-辛烯共聚物的加入量为10％～20％；
以所述B组分的总质量计，所述聚乙烯的加入量为95～99.9％，所述硅烷交联催化剂的加入量为0.1～5％；优选地，所述B组分中的聚乙烯包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯以及高密度聚乙烯中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1或2所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其特征在于，所述硅烷交联聚乙烯的接枝率为85～100％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其特征在于，所述硅烷交联聚乙烯的凝胶含量不低于80wt％，所述硅烷交联聚乙烯在200℃下的热延伸不大于20％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料，其特征在于，所述硅烷交联催化剂包括二月桂酸二丁基锡、苯磺酸中的一种或两种。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将A组分和B组分混合后成型，并发生交联的步骤。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
取A组分共混后造粒，得到A组分颗粒；
取B组分共混后造粒，得到B组分颗粒；
将A组分颗粒和B组分颗粒混合后成型，得到成型体；
使所述成型体发生交联，得到硅烷交联型半导电屏蔽材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述交联是在水和/或水蒸气中进行交联。
9.一种根据权利要求1～5任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据权利要求6～8任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料在制备电线、电缆架空绝缘材料中的应用。
10.一种电缆，其特征在于，所述电缆包括根据权利要求1～5任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料和/或根据权利要求6～8任一项所述的硅烷交联型半导电屏蔽材料的制备方法制备的硅烷交联型半导电屏蔽材料。
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