一種高壓直流電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力電纜材料及其制備方法，具體涉及一種高壓直流電纜料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力資源的日益緊缺，傳統(tǒng)的交流輸電方式由于高損耗、高成本等缺點(diǎn)而有 被低損耗、低成本的塑料高壓直流輸電方式所取代的趨勢(shì)。本發(fā)明人對(duì)目前塑料高壓直流 電纜進(jìn)行了大量的研宄發(fā)現(xiàn)投入市場(chǎng)的IOOkv及以上的高壓直流電纜料有些性能需要改 進(jìn)。
[0003] 例如電纜絕緣層在運(yùn)行中有大量的空間電荷注入、積聚，這種情況到一定程度會(huì) 發(fā)生電擊穿，最終釀成輸電事故。因此，需要提供一種抑制塑料電纜絕緣層在運(yùn)行中空間電 荷的注入、積聚成為制備高端塑料直流電纜的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高壓直流電纜料及其制備方法來(lái)解決現(xiàn)有塑料高壓 直流輸電空間電荷注入積聚的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的目的是用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；
[0006] 一種高壓直流電纜料，包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分：
[0007] 低密度聚乙烯 90~100份 改性納米氧化鎂 0.5~3.5份 液體石蠟 0.1~0.5份 抗氧劑300 0.001~0.08份 苯偶酰類(lèi)化合物 0.001~2.5份
[0008] 所述的高壓直流電纜料的第一優(yōu)選方案，包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分：
[0009] 低密度聚乙烯 100份 改性納米氧化鎂 1.15份 液體石蠟 0.2份
[0010] 抗氧劑300 0.002份 苯偶酰類(lèi)化合物 0.005份
[0011] 所述的高壓直流電纜料的第二優(yōu)選方案，所述低密度聚乙烯的密度為0.922~ 0· 934g/cm3。
[0012] 所述的高壓直流電纜料的第三優(yōu)選方案，所述改性納米氧化鎂是硅烷偶聯(lián)劑包覆 納米氧化鎂的殼核結(jié)構(gòu)。
[0013] 所述的高壓直流電纜料的第四優(yōu)選方案，所述硅烷偶聯(lián)劑包括極性和非極性硅烷 偶聯(lián)劑。
[0014] 所述的高壓直流電纜料的第五優(yōu)選方案，所述納米氧化鎂粒徑為30~100nm。
[0015] 所述的高壓直流電纜料的第六優(yōu)選方案，所述液體石蠟的粘度為40~60mm2/s。
[0016] 所述的高壓直流電纜料的第七優(yōu)選方案，所述苯偶酰類(lèi)化合物包括苯甲酰胺及其 衍生物。
[0017] 所述的高壓直流電纜料的制備方法，包括如下步驟：
[0018] 1)改性納米氧化鎂的制備：將氧化鎂與偶聯(lián)劑按質(zhì)量比20 :3混合后，滾筒球磨 1 ~2h ;
[0019] 2)預(yù)混：于60~75°C下，將改性納米氧化鎂加入低密度聚乙烯與液體石蠟混合物 中，混勻后再加入抗氧劑300和苯偶酰類(lèi)化合物混合；
[0020] 3)造粒：混合料于溫度為200~300°C的擠出機(jī)中，以300~400r/min的出料速 度制得電纜料。
[0021] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：
[0022] (1)本發(fā)明提供的技術(shù)方制備的改性電纜料，具有優(yōu)異的抑制空間電荷積聚特性， 在40kV/mm的直流電場(chǎng)下沒(méi)有空間電荷積聚；
[0023] (2)具有高擊穿強(qiáng)度，可以滿(mǎn)足IOOkV用高壓直流電纜輸電要求；
[0024] (3)成本低，工藝方案可以工業(yè)化生產(chǎn)，有利于商業(yè)化推廣；
[0025] (4)可以有效抑制電纜運(yùn)行產(chǎn)生的電樹(shù)枝，延長(zhǎng)電纜壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1 :實(shí)施例1的改性納米氧化鎂在混合料中的分布。
[0027] 圖2 :低密度聚乙烯在40kV/mm下的空間電荷特征。
[0028] 圖3 :實(shí)施例1制備的電纜料在40kV/mm下的空間電荷特征。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 實(shí)施例1
[0030] (1)電纜料配方
[0031] 低密度聚乙烯 100份 改性納米氧化鎂 1.15份 含苯環(huán)C16-C20正構(gòu)烷烴 0.2份 抗氧劑300 0.002份 聯(lián)苯甲酰 0.005份
[0032] (2)制備工藝為
[0033] 1)改性納米氧化鎂的制備：將粒徑為30nm氧化鎂與偶聯(lián)劑KH550按質(zhì)量比20 :3 混合，在滾筒球磨機(jī)上球磨lh，備用；
[0034] 2)預(yù)混：將低密度聚乙烯與液體石蠟在高速攪拌機(jī)中混合均勻，料溫升至60°C， 然后加入步驟1)中的改性納米氧化鎂，保持料溫直至混合均勻，最后加入抗氧劑300和聯(lián) 苯甲酰再次混合均勻；
[0035] 3)造粒：混合料于溫度為200°C的擠出機(jī)中，以300r/min的出料速度制得電纜料。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] (1)電纜料配方如下：
[0038] 低密度聚乙烯 95份 改性納米氧化鎂 1份 含苯環(huán)C20~C31的正異構(gòu)烷烴 0.2份 抗氧劑300 0.003份 2，2-甲基-苯甲酰胺 0.005份
[0039] (2)制備工藝為：
[0040] 1)改性納米氧化鎂的制備：將粒徑為50nm氧化鎂與偶聯(lián)劑KH580按質(zhì)量比20 :3 混合，在滾筒球磨機(jī)上球磨I. 5h，備用；
[0041] 2)預(yù)混：將低密度聚乙烯與液體石蠟在高速攪拌機(jī)中混合均勻，料溫升至65°C后 加入步驟1)中制備的改性納米氧化鎂，保持料溫直至混合均勻，最后加入抗氧劑300和2， 2-甲基-苯甲酰再次混合均勻；
[0042] 3)擠出造粒：混合料于溫度為220°C的擠出機(jī)中，以350r/min的出料速度制得電 纜料。
[0043] 實(shí)施例3
[0044] (1)電纜料配方
[0045] 低密度聚乙烯 100份 改性納米級(jí)氧化鎂 2.5份 含多芳香烴的C15-25烷烴 0.2份 抗氧劑300 0.004份 2, 2-乙基-苯甲酰胺 0.005份
[0046] (2)制備工藝
[0047] 1)改性納米氧化鎂的制備：將粒徑為80nm氧化鎂與偶聯(lián)劑KH560按質(zhì)量比20 :3 混合，在滾筒球磨機(jī)上球磨2h，備用；
[0048] 2)預(yù)混：將低密度聚乙烯與液體石蠟在高速攪拌機(jī)中混合均勻，料溫升至70°C， 然后加入步驟1)制備的改性納米氧化鎂，保持料溫直至混合均勻，最后加入抗氧劑300和 2, 2-乙基-苯甲酰再次混合均勻；
[0049] 3)擠出造粒：混合料于溫度為250°C的擠出機(jī)中，以400r/min的出料速度制得電 纜料。
[0050] 實(shí)施例4
[0051] (1)電纜料配方
[0052] 低密度聚乙烯 100份 改性納米級(jí)氧化鎂 3份 食品級(jí)C25-C30烷烴 0.4份 抗氧劑300 0.006份 2, 2-丁基-苯甲酰胺 0.005份
[0053] (2)制備工藝
[0054] 1)納米氧化鎂的改性：將粒徑為IOOnm氧化鎂與偶聯(lián)劑KH151按質(zhì)量比20 :3混 合，在滾筒球磨機(jī)上球磨lh，備用；
[0055] 2)預(yù)混：將低密度聚乙烯與液體石蠟在高速攪拌機(jī)中混合均勻，料溫升至75°C， 然后加入步驟1)制備的納米氧化鎂，保持料溫直至混合均勻，最后加入抗氧劑300和2， 2- 丁基-苯甲酰再次混合均勻；
[0056] 3)擠出造粒：混合料于溫度為270°C的擠出機(jī)中，以350r/min的出料速度制得電 纜料。
[0057] 實(shí)施例5
[0058] (1)電纜料配方
[0059] 低密度聚乙烯 90份 改性納米級(jí)氧化鎂 1.5份 食品級(jí)C25-C30烷烴 0.2份 抗氧劑300 0.005份 2, 2-丁基-苯甲酰胺 2份
[0060] (2)制備工藝
[0061] 1)納米氧化鎂的改性：將粒徑為IOOnm氧化鎂與偶聯(lián)劑KH151按質(zhì)量比20 :3混 合，在滾筒球磨機(jī)上球磨lh，備用；
[0062] 2)預(yù)混：將低密度聚乙烯與液體石蠟在高速攪拌機(jī)中混合均勻，料溫升至75°C， 然后加入步驟1)制備的納米氧化鎂，保持料溫直至混合均勻，最后加入抗氧劑300和2， 2- 丁基-苯甲酰再次混合均勻；
[0063] 3)擠出造粒：混合料于溫度為300°C的擠出機(jī)中，以400r/min的出料速度制得電 纜料。
[0064] 以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實(shí)施例可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些 未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高壓直流電纜料，其特征在于，包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分： 低密度聚乙烯 90~100份 改性納米氧化鎂 0.5-3.5份 液體石蠟 0.1-0.5份 。 抗氧劑300 0.001~0.08份 苯偶酰類(lèi)化合物 0.001~2.5份2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料，其特征在于，包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分： 低密度聚乙烯 100份 改性納米氧化鎂 1.15份 液體石蠟 0.2份 。 抗氧劑300 0.002份 苯偶酰類(lèi)化合物 0.005份3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述低密度聚乙烯的密度為 0? 922 ~0? 934g/cm3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述改性納米氧化鎂是硅烷偶 聯(lián)劑包覆納米氧化鎂的殼核結(jié)構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑包括極性和非 極性硅烷偶聯(lián)劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述納米氧化鎂粒徑為30~ 100nm〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述液體石蠟的粘度為40~ 60mm2/s〇8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料，其特征在于所述苯偶酰類(lèi)化合物包括苯甲 酰胺及其衍生物。9. 一種權(quán)利要求1所述的高壓直流電纜料的制備方法，包括如下步驟： 1) 改性納米氧化鎂的制備：將氧化鎂與偶聯(lián)劑按質(zhì)量比20 :3混合后，滾筒球磨1~ 2h； 2) 預(yù)混：于60~75°C下，將改性納米氧化鎂加入低密度聚乙烯與液體石蠟混合物中， 混勻后再加入抗氧劑300和苯偶酰類(lèi)化合物混合； 3) 造粒：混合料于溫度為200~300°C的擠出機(jī)中，以300~400r/min的出料速度制 得電纜料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種高壓直流電纜材料及其制備方法。該電纜材料包括按質(zhì)量份計(jì)的以下組分：90～100份低密度聚乙烯、0.5～3.5份改性納米氧化鎂、0.1～0.5份液體石蠟、0.001～0.08份抗氧劑300和0.001～2.5份苯偶酰類(lèi)化合物。本發(fā)明提供的方法采用滾筒球磨法制備改性納米氧化鎂，再將原料預(yù)混，最后造粒制得高壓直流電纜料。本方案制備的電纜材料在40kV/mm下具有優(yōu)異的抑制空間電荷積聚特性，高擊穿場(chǎng)強(qiáng)，可滿(mǎn)足100kV高壓直流電纜輸電要求。
【IPC分類(lèi)】H01B3/44, C08K9/10, C08L91/06, C08K3/22, C08L23/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104910495
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510347222
【發(fā)明人】張翀, 于凡
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月19日