一種含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)體屏蔽料，特別是一種含巴克球元素的額定電壓110kV及以上 高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，屬于電線電纜技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 巴克球（buckyball)，又稱(chēng)為C60,包含60個(gè)碳原子，以足球形狀排列，具有近似石 墨的SP2混成軌域，每個(gè)碳原子僅與相鄰的三個(gè)碳原子鍵結(jié)，具有三個(gè)S鍵和一個(gè)31鍵， 其化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，即使在時(shí)速高達(dá)二萬(wàn)四千公里的速度下撞擊鋼板也不會(huì)破裂，若在 氮?dú)庵屑訜崞渚w至550°C則會(huì)升華，在室溫下呈紫紅色固態(tài)分子晶體。目前，巴克球在電 纜行業(yè)中尚未被應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽 料，同時(shí)提供該屏蔽料的制備方法，將巴克球加入到導(dǎo)體屏蔽料中，從而提高電纜的載流 量，降低輸電損耗，節(jié)能降耗。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，它是由以下重量份的原料制成：乙 烯-乙酸乙烯共聚物80~150份、巴克球20~40份、導(dǎo)電炭黑10~30份、潤(rùn)滑劑5~10 份、抗氧化劑〇. 5~1. 0份、交聯(lián)劑8~15份、接枝劑4~7份。
[0006] 上述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，優(yōu)選的，所述原料的重量份為：乙 烯-乙酸乙烯共聚物100份、巴克球30份、導(dǎo)電炭黑25份、潤(rùn)滑劑8. 5份、抗氧化劑0. 8份、 交聯(lián)劑10份、接枝劑5份。
[0007] 前述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，優(yōu)選的，所述的乙烯-乙酸乙烯 共聚物是選用EVA460,導(dǎo)電炭黑是采用高結(jié)構(gòu)炭黑，潤(rùn)滑劑是選用7#工業(yè)白油，抗氧化劑 是選用抗氧劑1010,交聯(lián)劑是選用過(guò)氧化二異丙苯，接枝劑是選用TRD-200P。
[0008] 前述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料的制備方法，包括如下步驟：
[0009]1)、將乙烯-乙酸乙烯共聚物放入共振過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行過(guò)濾，將乙烯-乙酸乙烯共聚 物中結(jié)塊的部分震成粉末狀和將乙烯-乙酸乙烯共聚物料里面的雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，得A料；
[0010] 2)、將巴克球、導(dǎo)電炭黑、潤(rùn)滑劑和抗氧化劑放入密煉機(jī)中，混合均勻，得B料；
[0011] 3)、將上述步驟的A料和B料混合，然后放入密封的混煉機(jī)中混合5~10分鐘，混 合均勻后再放入雙螺桿造粒機(jī)中進(jìn)行混煉造粒，并切成直徑約4_、高度約3mm的顆粒；
[0012]4)、將符合要求的顆粒過(guò)濾到雙螺桿造粒機(jī)機(jī)頭下方的共振顆粒篩選箱內(nèi)，經(jīng)過(guò) 多道冷風(fēng)將顆粒吹到管道里進(jìn)行冷卻到50~60°C;
[0013] 5)、將冷卻好的顆粒吸入高速混煉機(jī)中，將交聯(lián)劑和接枝劑混合后，采用噴淋的方 式將交聯(lián)劑和接枝劑噴灑在顆粒上混煉8~10分鐘，待交聯(lián)劑和接枝劑滲透到顆粒里面后 再采用風(fēng)冷方式冷卻到30~40 °C，得顆粒料C ;
[0014] 6)、將上述顆粒料C放入吸收料斗內(nèi)，在溫度為50~70°C的條件下均化4~6h， 然后采用風(fēng)冷方式冷卻到25~40 °C，最后稱(chēng)重包裝。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首次把巴克球應(yīng)用到電纜行業(yè)中，用 于提高電纜的輸電性能。通過(guò)把巴克球增加到高壓電纜周?chē)乃芰现?，由于巴克球中包?60個(gè)碳原子，以足球形狀排列，可以捕獲電子，防止它們破壞組成塑料的其他分子，具有獨(dú) 一無(wú)二的電子質(zhì)量，可在塑料不分解的狀況下提高26%的輸電。申請(qǐng)人通過(guò)研宄發(fā)現(xiàn)，巴克 球雖然與鉆石一樣不具導(dǎo)電性，但在18K時(shí)具有超導(dǎo)性，研宄顯示，它是以晶格里的電洞來(lái) 傳導(dǎo)電流（類(lèi)似P型半導(dǎo)體），若加入其它分子（例如三溴甲烷）來(lái)拉長(zhǎng)晶格間距，可有效 地提升其超導(dǎo)相變溫度至117K，而且申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)巴克球的作用比炭黑中的碳更好，這是因 為巴克球比碳黑的顆粒更小、活性更高（巴克球碳化物分散體的顆粒大小是0. 7nm)，又由 于巴克球本身的特性就有傳導(dǎo)電流的作用，所以將巴克球加入到導(dǎo)體屏蔽料中，可以提高 電纜的載流量26%左右。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將對(duì)電力領(lǐng)域起極大的促進(jìn)作用，尤其是可再生 能源領(lǐng)域。新技術(shù)可使位于海上的風(fēng)電機(jī)和沙漠中的太陽(yáng)能板向遠(yuǎn)距離的用戶(hù)傳輸更多電 力。
[0016] 本發(fā)明的導(dǎo)體屏蔽料以乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA)為基礎(chǔ)樹(shù)酯，由于它的分子 鏈中含有乙酸乙烯（VA)含量和熔體流動(dòng)速率（MFR)，當(dāng)VA含量增加時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度下 降，柔軟性及填料的容納能力提高，所以選擇EVA460作為基料。本發(fā)明中的導(dǎo)電炭黑也是 導(dǎo)電材料，由于炭黑之間的距離在〇. 14nm，炭黑粒子表面的II電子就會(huì)在電場(chǎng)作用下連續(xù) 傳遞，形成電流，所以要選用吸油量大和表面積大的炭黑，即高結(jié)構(gòu)炭黑。本發(fā)明的潤(rùn)滑劑 采用7#工業(yè)白油，其優(yōu)點(diǎn)是：潤(rùn)滑性能優(yōu)良，無(wú)腐蝕性，無(wú)污染。產(chǎn)品低硫、低芳、無(wú)嗅、無(wú) 味?？寡趸瘎┻x用抗氧劑1010,它是一種多元受阻酚型抗氧劑，與大多數(shù)聚合物具有很好的 相容性，有良好的防止光和熱引起的變色作用。由于它具有大分子型抗氧劑、無(wú)污染、不著 色、揮發(fā)性小，耐水抽低，所有選用此材料。
[0017] 為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，申請(qǐng)人進(jìn)行了以下試驗(yàn)：
[0018] 一、輸電性能測(cè)試
[0019] 2014年12月份，申請(qǐng)人在本公司內(nèi)使用兩條同等型號(hào)、同等規(guī)格長(zhǎng)度的電力電纜 (一條為普通放入電力電纜，一條為加入巴克球的內(nèi)屏蔽料的電力電纜）連接同一臺(tái)電柜 作為入線，出線連接同一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備JL12+18+24/630框式絞線機(jī)，做通電試驗(yàn)。產(chǎn)品的型 號(hào)規(guī)格為：YJV228. 7/15kV 3X50的電纜，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，其特征在于：它是由以下重量份的原 料制成：乙烯-乙酸乙烯共聚物80~150份、巴克球20~40份、導(dǎo)電炭黑10~30份、潤(rùn) 滑劑5~10份、抗氧化劑0. 5~I. 0份、交聯(lián)劑8~15份、接枝劑4~7份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，其特征在于：所述 原料的重量份為：乙烯-乙酸乙烯共聚物100份、巴克球30份、導(dǎo)電炭黑25份、潤(rùn)滑劑8. 5 份、抗氧化劑〇. 8份、交聯(lián)劑10份、接枝劑5份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料，其特征在于：所述 的乙烯-乙酸乙烯共聚物是EVA460,導(dǎo)電炭黑是高結(jié)構(gòu)炭黑，潤(rùn)滑劑是7#工業(yè)白油，抗氧化 劑是抗氧劑1010,交聯(lián)劑是過(guò)氧化二異丙苯，接枝劑是TRD-200P。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料的制備方法， 其特征在于，包括如下步驟： 1) 、將乙烯-乙酸乙烯共聚物放入共振過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行過(guò)濾，將乙烯-乙酸乙烯共聚物中 結(jié)塊的部分震成粉末狀和將乙烯-乙酸乙烯共聚物料里面的雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，得A料； 2) 、將巴克球、導(dǎo)電炭黑、潤(rùn)滑劑和抗氧化劑放入密煉機(jī)中，混合均勾，得B料； 3) 、將上述步驟的A料和B料混合，然后放入密封的混煉機(jī)中混合5~10分鐘，混合均 勻后再放入雙螺桿造粒機(jī)中進(jìn)行混煉造粒，并切成直徑約4_、高度約3mm的顆粒； 4) 、將符合要求的顆粒過(guò)濾到雙螺桿造粒機(jī)機(jī)頭下方的共振顆粒篩選箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)多道 冷風(fēng)將顆粒吹到管道里進(jìn)行冷卻到50~60 °C ; 5) 、將冷卻好的顆粒吸入高速混煉機(jī)中，將交聯(lián)劑和接枝劑混合后，采用噴淋的方式將 交聯(lián)劑和接枝劑噴灑在顆粒上混煉8~10分鐘，待交聯(lián)劑和接枝劑滲透到顆粒里面后再采 用風(fēng)冷方式冷卻到30~40°C，得顆粒料C ; 6) 、將上述顆粒料C放入吸收料斗內(nèi)，在溫度為50~70°C的條件下均化4~6h，然后 采用風(fēng)冷方式冷卻到25~40 °C，最后稱(chēng)重包裝。
5. 巴克球元素在制備高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含巴克球元素的高壓電纜用導(dǎo)體屏蔽料及其制備方法，該屏蔽料是由以下重量份的原料制成：乙烯-乙酸乙烯共聚物80～150份、巴克球20～40份、導(dǎo)電炭黑10～30份、潤(rùn)滑劑5～10份、抗氧化劑0.5～1.0份、交聯(lián)劑8～15份、接枝劑4～7份。本發(fā)明首次把巴克球應(yīng)用到電纜行業(yè)中，通過(guò)將巴克球加入到導(dǎo)體屏蔽料中，可以提高電纜的載流量26％左右，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將對(duì)電力領(lǐng)域起極大的促進(jìn)作用，尤其是可再生能源領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】C08K5-14, C08L23-08, C08K3-04, C08L91-06, H01B1-24, C08K5-134, C08K13-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104744803
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510170030
【發(fā)明人】李華, 曲國(guó)輝, 方陶, 張春芳, 王科海, 張小敏
【申請(qǐng)人】貴州星天電線電纜有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日