本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓直流電纜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電力工業(yè)的發(fā)展，對電網(wǎng)的安全性和可靠性的要求越來越高，近幾年，越來越多的電氣廠家開始使用復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電瓷來加工制造絕緣產(chǎn)品，復(fù)合絕緣材料經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已建立起從模具加工到注射成型的一整套的產(chǎn)品開發(fā)工藝及生產(chǎn)制造流程，且相對較成熟。但對于復(fù)合材料本身的研究還僅限于對于單類的基礎(chǔ)聚合物的研究，僅僅是利用基礎(chǔ)聚合物本身的根本特性，所以在產(chǎn)品的實際使用中仍存在很多問題。
對于早期使用廣泛的EPDM，其優(yōu)點是分子量極大，故其機械強度極高，邵氏硬度大，抗撕裂；耐電蝕損、起痕能力強；但其存在的缺點是憎水性差，材料表面易成片附著積水和污穢，導(dǎo)致表面電阻率下降，降低絕緣性能；同時其耐老化性能相對較差，易受紫外線影響加速老化。
而目前使用較廣的PDMSO，其先天具有極強的憎水性能及表面遷移性，即其表面不易形成大面積的水漬，避免了大面積的水漬形成導(dǎo)電通路致使絕緣強度降低的情況發(fā)生；其分子自身所具有的遷移性，使得即使表面粘附污穢，由于分子的遷移，會重新在污穢表面形成保護，恢復(fù)表面憎水性；同時由于聚二甲硅氧烷的主鍵為Si-O，地表的紫外線能量幾乎無法破壞其主分子鏈，故其抗紫外線老化能力較強直流高壓電纜附件中電場分布主要受電導(dǎo)率的影響，而電導(dǎo)率又受到直流場強和溫度的雙重影響，因此電場分布更為復(fù)雜，不適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率容易使電纜絕緣層和應(yīng)力錐處電場集中，導(dǎo)致電纜和應(yīng)力錐在運行中被擊穿，所以在直流電纜附件中電導(dǎo)率的控制尤為重要，如何將電導(dǎo)率控制在一個合理的范圍對直流電纜附件的運行至關(guān)重要，特別是在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計期間需要用電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)進行模擬分析計算。另外，對于用于電纜附件中的絕緣材料來說，不但要將電導(dǎo)率控制在一個合適的范圍內(nèi)，但還必須將其它電性能和機械性能等綜合性能控制在一個合適的范圍內(nèi)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流電纜材料，該高壓直流電纜材料機械強度大、電導(dǎo)率可控、抗紫外老化性能優(yōu)、耐熱、耐腐蝕的同時還具有防鼠咬、防蟻噬的功能。本發(fā)明的高壓直流電纜材料成本較低、原料易得、且制備方法簡單，具有良好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種高壓直流電纜材料，包括以下重量份的原料：
三元乙丙橡膠80-90份、硅橡膠5-10份、環(huán)烷基油5-15份、聚二甲硅氧烷2-8份、增強填料15-25份、氫氧化鋁25-35份、偶聯(lián)劑0.5-2份、硫化添加劑1-2份、防鼠劑合成辣椒素2-7份、鈦白粉2-4份、聯(lián)苯菊酯1-3份。
優(yōu)選地，所述高壓直流電纜材料包括以下重量份的原料：
三元乙丙橡膠85份、硅橡膠8份、環(huán)烷基油10份、聚二甲硅氧烷4份、增強填料20份、氫氧化鋁30份、偶聯(lián)劑1份、硫化添加劑1.5份、防鼠劑合成辣椒素4份、鈦白粉3份、聯(lián)苯菊酯2份。
優(yōu)選地，所述增強填料為煅燒高嶺土、凹凸棒石黏土中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為γ- 氨丙基三乙氧基硅烷。
優(yōu)選地，所述硫化添加劑包括按照質(zhì)量之比為3:1:2的硫化活性劑、硫化助劑、硫化劑；所述硫化活性劑為無機活性劑氧化鋅；所述硫化助劑為噻唑類促進劑、秋蘭姆類促進劑、三烯丙基異氰脲酸酯中的一種或幾種；所述硫化劑為有機過氧化物。
本發(fā)明還提供了一種高壓直流電纜材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將三元乙丙橡膠、硅橡膠混合加入密煉機中，在溫度為120-125℃下混煉1-3小時，再加入增強填料、環(huán)烷基油繼續(xù)混煉30-60分鐘，混煉結(jié)束后加入氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑、鈦白粉，將密煉機溫度升至135-140℃，混煉2-5小時得到混合物A；
步驟二，將步驟一制得的混合物A、防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯加入密煉機混煉，混煉溫度為35-40℃，混煉時間20-30分鐘，擠壓混煉物通過100 目的篩網(wǎng)，注入模具，壓緊成型即得發(fā)明的高壓直流電纜材料。
優(yōu)選地，所述步驟一為將三元乙丙橡膠、硅橡膠混合加入密煉機中，在溫度為123℃下混煉2小時，再加入增強填料、環(huán)烷基油繼續(xù)混煉45分鐘，混煉結(jié)束后加入氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑、鈦白粉，將密煉機溫度升至138℃，混煉3小時得到混合物A。
優(yōu)選地，所述步驟二中混煉溫度為38℃、混煉時間25分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明的高壓直流電纜材料通過對三元乙丙橡膠與硅橡膠復(fù)合使用，可以控制絕緣材料的不同電導(dǎo)率，從而使電纜附件內(nèi)部的電場強度得到更加合理的分布。
（2）本發(fā)明的高壓直流電纜材料添加了鈦白粉可以有效增強材料的抗紫外線防老化功能，使得發(fā)明的高壓直流電纜材料的使用壽命得到了有效延長。
（3）本發(fā)明的高壓直流電纜材料添加的聚二甲硅氧烷、增強填料、氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑，這些添加劑的使用使得本發(fā)明的材料耐油、耐候、阻燃，材料的機械強度增加，力學(xué)性能更好。
（4）本發(fā)明的高壓直流電纜材料添加了防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯，使得材料具有防鼠咬，防蟻噬的功能，增加了材料的使用范圍，增強了材料的防護功能。
（5）本發(fā)明的高壓直流電纜材料成本較低、原料易得、且制備方法簡單，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1.
本實施例的高壓直流電纜材料，包括以下重量份的原料：
三元乙丙橡膠80份、硅橡膠5份、環(huán)烷基油5份、聚二甲硅氧烷2份、增強填料15份、氫氧化鋁25份、偶聯(lián)劑0.5份、硫化添加劑1份、防鼠劑合成辣椒素2份、鈦白粉2份、聯(lián)苯菊酯1份。
本實施例中增強填料為煅燒高嶺土。
本實施例中偶聯(lián)劑為γ- 氨丙基三乙氧基硅烷。
本實施例中硫化添加劑包括按照質(zhì)量之比為3:1:2的硫化活性劑、硫化助劑、硫化劑；所述硫化活性劑為無機活性劑氧化鋅；硫化助劑為噻唑類促進劑；硫化劑為有機過氧化物。
本實施例的高壓直流電纜材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將三元乙丙橡膠、硅橡膠混合加入密煉機中，在溫度為120℃下混煉1小時，再加入增強填料、環(huán)烷基油繼續(xù)混煉30分鐘，混煉結(jié)束后加入氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑、鈦白粉，將密煉機溫度升至135℃，混煉2小時得到混合物A；
步驟二，將步驟一制得的混合物A、防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯加入密煉機混煉，混煉溫度為35℃，混煉時間20分鐘，擠壓混煉物通過100 目的篩網(wǎng)，注入模具，壓緊成型即得發(fā)明的高壓直流電纜材料。
實施例2.
本實施例的高壓直流電纜材料，包括以下重量份的原料：
三元乙丙橡膠90份、硅橡膠10份、環(huán)烷基油15份、聚二甲硅氧烷8份、增強填料25份、氫氧化鋁35份、偶聯(lián)劑2份、硫化添加劑2份、防鼠劑合成辣椒素7份、鈦白粉4份、聯(lián)苯菊酯3份。
本實施例中增強填料為煅燒高嶺土。
本實施例中偶聯(lián)劑為γ- 氨丙基三乙氧基硅烷。
本實施例中硫化添加劑包括按照質(zhì)量之比為3:1:2的硫化活性劑、硫化助劑、硫化劑；所述硫化活性劑為無機活性劑氧化鋅；硫化助劑為秋蘭姆類促進劑；硫化劑為有機過氧化物。
本實施例的高壓直流電纜材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將三元乙丙橡膠、硅橡膠混合加入密煉機中，在溫度為125℃下混煉3小時，再加入增強填料、環(huán)烷基油繼續(xù)混煉60分鐘，混煉結(jié)束后加入氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑、鈦白粉，將密煉機溫度升至140℃，混煉5小時得到混合物A；
步驟二，將步驟一制得的混合物A、防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯加入密煉機混煉，混煉溫度為40℃，混煉時間30分鐘，擠壓混煉物通過100 目的篩網(wǎng)，注入模具，壓緊成型即得發(fā)明的高壓直流電纜材料。
實施例3.
本實施例的高壓直流電纜材料，包括以下重量份的原料：
三元乙丙橡膠85份、硅橡膠8份、環(huán)烷基油10份、聚二甲硅氧烷4份、增強填料20份、氫氧化鋁30份、偶聯(lián)劑1份、硫化添加劑1.5份、防鼠劑合成辣椒素4份、鈦白粉3份、聯(lián)苯菊酯2份。
本實施例中增強填料為凹凸棒石黏土。
本實施例中偶聯(lián)劑為γ- 氨丙基三乙氧基硅烷。
本實施例中硫化添加劑包括按照質(zhì)量之比為3:1:2的硫化活性劑、硫化助劑、硫化劑；所述硫化活性劑為無機活性劑氧化鋅；硫化助劑為三烯丙基異氰脲酸酯；硫化劑為有機過氧化物。
本實施例的高壓直流電纜材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將三元乙丙橡膠、硅橡膠混合加入密煉機中，在溫度為123℃下混煉2小時，再加入增強填料、環(huán)烷基油繼續(xù)混煉45分鐘，混煉結(jié)束后加入氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑、鈦白粉，將密煉機溫度升至138℃，混煉3小時得到混合物A；
步驟二，將步驟一制得的混合物A、防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯加入密煉機混煉，混煉溫度為38℃，混煉時間25分鐘，擠壓混煉物通過100 目的篩網(wǎng)，注入模具，壓緊成型即得發(fā)明的高壓直流電纜材料。
本發(fā)明的高壓直流電纜材料通過對三元乙丙橡膠與硅橡膠復(fù)合使用，可以控制絕緣材料的不同電導(dǎo)率，從而使電纜附件內(nèi)部的電場強度得到更加合理的分布；添加了鈦白粉可以有效增強材料的抗紫外線防老化功能，使得發(fā)明的高壓直流電纜材料的使用壽命得到了有效延長；添加的聚二甲硅氧烷、增強填料、氫氧化鋁、偶聯(lián)劑、硫化添加劑，這些添加劑的使用使得本發(fā)明的材料耐油、耐候、阻燃，材料的機械強度增加，力學(xué)性能更好；添加了防鼠劑合成辣椒素、聯(lián)苯菊酯，使得材料具有防鼠咬，防蟻噬的功能，增加了材料的使用范圍，增強了材料的防護功能。本發(fā)明的高壓直流電纜材料成本較低、原料易得、且制備方法簡單，具有良好的應(yīng)用前景。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。