加熱電纜、半導電高分子材料及半導電高分子材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)用高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種自控溫加熱電纜用半導電高分 子材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在我國北方冬天比較寒冷，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活帶來諸多不便，如原油輸油管 道，在冬天原油里的石油蠟容易凝固在油管的內(nèi)管壁上，而且越積越多，造成輸油管堵塞， 給原油輸送帶來困難。傳統(tǒng)的解決辦法是用鍋爐熱水加進輸油管道，讓凝固在管道內(nèi)壁的 石油蠟融化，送到煉油廠前進行脫水處理，脫離出來的水再送回鍋爐進行循環(huán)，使用這種辦 法需要大量的物力和財力，還會浪費大量能源。因此，目前出現(xiàn)了一些新的解決方案，即將 自控溫加熱電纜纏繞在輸油管道外側(cè)，這種方案可以有效的解決這一技術(shù)難題。
[0003] 自控溫加熱電纜的制造關(guān)鍵是構(gòu)成電纜結(jié)構(gòu)的一種起到發(fā)熱作用的半導電材料， 因此開發(fā)此半導電高分子混合物具有很大的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，實有必要提供一種加熱電纜用的半導電高分子材料。
[0005] 本發(fā)明提供一種半導電高分子材料，該材料包括組分A、組分B和交聯(lián)劑，而組份A 由LLDPE為基材（英文：LinearLow-DensityPolyethy-lene，英文縮寫為LLDPE，中文： 線型低密度聚乙?。M份B由EVA(英文名稱：ethylene-vinylacetatecopolymer，英文 簡稱：EVA，中文名稱：塑膠原料為乙烯-醋酸乙烯共聚物）為基材，先將組份A和組份B分 別在高速混合機中混合造粒，再將組份A顆粒和組份B顆粒按一定比例投入高速混合機中 混合并加入交聯(lián)劑DCP(英文名稱：dicumylperoxide，英文縮寫：DCP，中文名稱：過氧化二 異丙苯），混合均勻后再經(jīng)造粒機造粒，制得一種自控溫加熱電纜用半導電高分子材料。本 發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種半導電高分子材料，所述半導電高分子材料包括A組分、B組分和交聯(lián)劑；以 重量份數(shù)計，所述A組分包括：
[0007] LLDPE:100 份；炭黑CB:20 份；陶土 ：10. 0 ~11. 0 份；石蠟：8. 0 ~8. 5 份；BaTi03 : 4. 5 ~5. 0 份；
[0008] 所述B組分包括：
[0009] EVA: 100 份；炭黑CB:20 份；抗氧劑 1010 :6. 0 ~6. 5 份；石蠟：7. 5 ~8. 0 份；
[0010] 交聯(lián)劑：2~3份。
[0011] 進一步的，所述交聯(lián)劑為DCP。
[0012] 進一步的，所述方法包括如下步驟：
[0013] 步驟a:將所述組分A加入至高速混合機中攪拌，將攪拌均勻后的組分A加入到造 粒機中，擠出造粒得到組分A顆粒；
[0014] 步驟b:將所述組分B加入到高速混合機中攪拌，將攪拌均勻后的組分B加入到造 粒機中，擠出造粒得到組分B顆粒；
[0015] 步驟c:將所述組分A顆粒和所述組分B顆粒投入至高速混合機，同時加入交聯(lián)劑 進行混合，將攪拌均勻后的混合物送入造粒機中，造粒得到所述加熱電纜用半導電高分子 材料。
[0016] 進一步的，所述步驟a的具體方法包括：
[0017]所述組分A加入高速混合機中攪拌，當達到87~93°C，將攪拌均勻后的組分A加 入到已預加溫至112~118°C的造粒機中，擠出造粒得到組分A顆粒。
[0018] 進一步的，所述步驟b的具體方法包括：
[0019] 所述組分B加入到高速混合機中攪拌，當達到52~58°C，將攪拌均勻后的組分B 加入到已預加熱至77~83°C的造粒機中，擠出造粒得到組分B顆粒。
[0020] 進一步的，所述步驟C的具體方法包括：
[0021] 將所述組分A顆粒和所述組分B顆粒按比例投入至高速混合機，同時加入交聯(lián)劑 進行混合，當溫度達到92~98°C，將攪拌均勻后的混合物送入已預加溫至107~113°C的 造粒機中，造粒得到所述加熱電纜用半導電高分子材料。
[0022] 一種加熱電纜，包括鍍錫軟銅絞合導體、發(fā)熱元件、鍍錫銅絲編織層和PVC外保護 套；所述發(fā)熱元件所述的半導體高分子材料制成；兩條所述鍍錫軟銅絞合導體并列設(shè)置， 所述發(fā)熱元件一體式包覆于所述兩條鍍錫軟銅絞合導體的外部；所述渡錫銅絲編織層包覆 于所述發(fā)熱元件外部，所述PVC外護套包覆于所述鍍錫銅絲編織層外部。
[0023] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種半導電高分子材料的主要有益效果在于：采用 組分A和組分B的分組共混工藝，使炭黑CB在所述半導電高分子材料中均勻分布，以使材 料導電性均勻；因陶土和BaTi03正電性具有吸附電子的能力，大大提高材料的電熱穩(wěn)定 性；石蠟可以明顯改善材料的正電阻溫度系數(shù)特性，材料具有很好的控溫靈敏度；抗氧劑 1010,使材料具有良好的耐熱、抗老化特性。本發(fā)明提供加熱電纜半導電用高分子材料是具 有正溫度系數(shù)的半導電高分子材料，達到了具有良好的導電性且同時具有良好的電熱循環(huán) 性能及良好的機械性能的有益技術(shù)效果。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下為具體實施例，對本發(fā) 明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用來 限定本發(fā)明。
[0025] 實施例1
[0026] 本發(fā)明實施例提供一種半導電高分子材料，所述半導電高分子材料包括A組分、B 組分和交聯(lián)劑；以重量份數(shù)計，所述A組分包括：
[0027]LLDPE:100 份；炭黑CB:20 份；陶土 ：10. 0 份；石蠟：8. 0 ;BaTi03:4. 5 份；
[0028] 所述B組分包括：
[0029] EVA:100份；炭黑CB:20份；抗氧劑1010 :6. 0份；石蠟：7. 5份；交聯(lián)劑：2份。
[0030] 需要說明的是，組分A中，以LLDPE為基材，加入陶土和BaTi03大大提高混合物的 電熱穩(wěn)定性，因其正電性具有吸附電子的能力。
[0031] 炭黑CB為高導電炭黑，現(xiàn)有技術(shù)中導電炭黑CB分散困難，導致半導電高分子材料 導電性不均勻，本發(fā)明采用分組混合工藝，將所述炭黑等量分配至兩個組分中，使材料中的 導電炭黑CB分散均勻，在起到導電作用的同時，使導電性能均勻。
[0032] 石蠟可以明顯改善材料的正電阻溫度系數(shù)特性，材料具有很好的控溫靈敏度。
[0033] 交聯(lián)劑把導電的CB粒子"禁錮"在交聯(lián)網(wǎng)格中，有效限制CB粒子在結(jié)晶/熔融過 程中運動的自由度，同時提高材料的居里點溫度。
[0034] 加入抗氧劑1010,使材料具有良好的耐熱、抗老化特性。
[0035] 該加熱電纜用半導體高分子材料的制備方法包括如下步驟：
[0036]組分A顆粒制備：所述組分A加入高速混合機中攪拌，當達到87°C，將攪拌均勻后 的組分A加入到已預加溫至112°C的造粒機中，擠出造粒得到組分A顆粒。
[0037] 組分B顆粒制備：所述組分B加入到高速混合機中攪拌，當達到52°C，將攪拌均勻 后的組分B加入到已預加熱至77°C的造粒機中，擠出造粒得到組分B顆粒。
[0038] 組分A顆粒與組分B顆粒共混：將所述組分A顆粒和所述組分B顆粒投入至高速 混合機，同時加入交聯(lián)劑進行混合，當溫度達到92°C，將攪拌均勻后的混合物送入已預加溫 至97°C的造粒機中，造粒得到加熱電纜用的半導電高分子材料。
[0039] 性能檢測：
[0040] 1、電性能檢測，在不同的溫度下檢測材料的電阻率，電阻率對數(shù)與溫度的關(guān)系如 下：
[0041] 表 1
[0043] -般情況下，自控溫加熱電纜的控制溫度范圍在30~50°C，在加熱電纜的自動控 溫范圍內(nèi)，電阻率對數(shù)大于等于4,所述材料具有正溫度系數(shù)，電性能良好。
[0044] 2、物理機械性能檢測
[0045] 檢測所述材料老化前和老化后的抗拉強度和斷裂伸長率，如下表所示：
[0046] 表 2
[0048] 由以上實例的測試結(jié)果可知，本發(fā)明實施例公開的加熱電纜半導電高分子混合物 具有優(yōu)良的正的電阻溫度系數(shù)，經(jīng)多次冷/熱循環(huán)，電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定，具有良好的電熱循 環(huán)性能，物理機械性能滿足制造自控溫加熱電纜要求，以使電纜可以重復使用，且制備方法 簡單、操作方便、成本低。
[0049] 實施例2
[0050] 本發(fā)明實施例提供一種半導電高分子材料，所述半導電高分子材料包括A組分、B 組分和交聯(lián)劑；以重量份數(shù)計，所述A組分包括：
[0051]