[发明专利]一种阻燃乙丙橡胶及其制备方法与其在高压直流电缆附件中的应用

说明书

本发明提供了一种阻燃乙丙橡胶及其制备方法与其在高压直流电缆附件中的应用，属于电线电缆技术领域。本发明向乙丙橡胶中掺入阻燃剂，即可赋予乙丙橡胶难燃或自熄特性和较强的拉伸撕裂等性能。本发明通过改善乙丙橡胶的制备工艺、阻燃剂的选择以及添加量来提升乙丙橡胶的阻燃性能，扩大其适用范围，在提升乙丙橡胶阻燃性能的同时保证其电气性能和机械性能不受影响，满足高压直流电缆附件的性能需求。

技术领域

本发明属于电线电缆技术领域，尤其是指一种阻燃乙丙橡胶及其制备方法与其在高压直流电缆附件中的应用。

背景技术

近些年，随着我国经济发展和电力需求的日益增长，使得我国电力系统不断向更高电压等级发展以满足用电负荷的需求。高压直流电缆作为直流输电网络系统中的关键部分，它的绝缘安全可靠性与整个高压直流输电网络的稳定性息息相关，而电缆附件是高压直流电缆系统中必不可少的部分。电缆附件内绝缘一般是由电缆主绝缘XLPE和附件增强绝缘两部分组成，电缆附件长期以来一直都是电缆结构中绝缘最为薄弱和重视的环节。运行经验表明，在直流电缆中长时间的直流电压作用下会使得电缆附件内部增强绝缘的温度远高于电缆本身XLPE的温度，一旦电缆系统因故障发生短路，会使得电缆附件的温度再度急剧上升，有自燃的风险，极大地影响了高压直流电缆系统的安全运行稳定性。

目前采用的电缆附件绝缘材料主要有三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶(SiR)两大类，SiR的电气强度、耐电弧能力更好，具有较好的绝缘可靠性，并且乙丙橡胶材料的高弹性极其优异、具有较好的断裂伸长率和较低的硬度，在现场安装敷设时十分方便，所以乙丙橡胶作为主绝缘材料在直流电缆附件中得到了较多的应用。

但这种材料的最大缺点是具有易燃性，氧指数仅为19，特别是其容易阴燃，存在潜在的燃烧风险，而且在有湿气条件下的老化性能不够好；机械强度在橡胶材料中也比较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种阻燃乙丙橡胶及其制备方法与其在高压直流电缆附件中的应用。本发明通过工艺上的改进和材料选择相结合，制备得到一种具有强阻燃性，并具有良好的力学行性能和电气性能，满足高压直流电缆附件的性能需求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明第一个目的是提供一种阻燃乙丙橡胶，按重量份计，包含以下组分：三元乙丙橡胶65份-80份、阻燃剂90份-110份、偶联剂2份-3份、氧化锌4份-6份、硬脂酸0.5份-1.5份、防老剂2份-5份、陶土50份-60份、石蜡油3份-5份、白炭黑20份-25份、碳化硅10份-15份、硫1份-3份、硫化促进剂3份-4份、硫化剂4份-5份。

陶土在橡胶中有一定的补强作用,能提高胶料力学性能，并赋予胶料优异的耐磨性、耐水性和耐化学药品性能，还能提高未硫化胶的硬度。碳化硅的作用是改善直流空间电荷的积聚。

在本发明的一个实施例中，所述阻燃剂选自EVM和氢氧化镁。

在本发明的一个实施例中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂。

在本发明的一个实施例中，所述硫化促进剂选自TAIC、TMTD-80和DM中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述硫化剂选自BIBP、DTDM、IS90-65和DCP中的一种或多种_。

在本发明的一个实施例中，按重量份数计，包含以下组分：三元乙丙橡胶65份-80份、EVM20份-30份，氢氧化镁70份-80份、硅烷偶联剂2份-3份、氧化锌4份-6份、硬脂酸0.5份-1.5份、防老剂2份-5份、陶土50份-60份、石蜡油3份-5份、白炭黑20份-25份、碳化硅10份-15份、硫1份-3份、硫化促进剂3份-4份、硫化剂4份-5份。

本发明第二个目的是提供所述的阻燃乙丙橡胶在高压直流电缆附件中的应用。

本发明第三个目的是提供一种阻燃乙丙橡胶的制备方法，包括以下步骤：