一種高強(qiáng)度耐電老化電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度耐電老化電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電技術(shù)由于其在穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，成為目前電氣工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。高壓直流塑料電纜是直流輸電的關(guān)鍵設(shè)備之一，具有體積小、輸送容量大、免維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，因此研究和開(kāi)發(fā)直流塑料絕緣電纜對(duì)直流輸電至關(guān)重要。
[0003]聚合物以其優(yōu)越的電氣和機(jī)械性能而被廣泛應(yīng)用于電氣絕緣領(lǐng)域。聚乙烯具有高介電強(qiáng)度和低介電損耗，被廣泛應(yīng)用于電力電纜中，然而，由于高壓領(lǐng)域的直流電纜在運(yùn)行過(guò)程中，聚乙烯的低電導(dǎo)率特性使得內(nèi)部積聚的空間電荷難以擴(kuò)散，引起局部場(chǎng)強(qiáng)的嚴(yán)重畸變，尤其當(dāng)滿負(fù)荷運(yùn)行中存在溫度梯度效應(yīng)時(shí)，此現(xiàn)象更為嚴(yán)重，當(dāng)絕緣層表面局部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，便會(huì)引起局部放電、樹(shù)枝化等絕緣老化現(xiàn)象，大大降低電纜的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度耐電老化電纜，其強(qiáng)度高，耐電老化性好，使用壽命長(zhǎng)。
[0005]本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)度耐電老化電纜，包括纜芯，纜芯包括位于中部的導(dǎo)體以及包覆在導(dǎo)體外部的絕緣層；在纜芯外設(shè)有內(nèi)護(hù)套層，在內(nèi)護(hù)套層外設(shè)有外護(hù)套層，外護(hù)套層采用高性能改性聚乙烯材料制作，其中，所述高性能改性聚乙烯材料的原料按重量份包括以下組分:低密度聚乙烯45-75份、三元乙丙橡膠15-25份、環(huán)氧樹(shù)脂10-30份、有機(jī)改性納米碳酸鈣12-22份、有機(jī)改性蒙脫土 30-50份、改性納米氧化鎂20-45份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物5-10份、環(huán)氧脂肪酸辛酯5-12份、十溴二苯乙烷40-55份、硬脂酸鈣5_10份、過(guò)氧化二異丙苯3-7份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2-6份、三烯丙基異氰脲酸酯3-7份、抗氧劑3-14份、硅烷偶聯(lián)劑15-30份。
[0006]優(yōu)選地，高性能改性聚乙烯材料的原料按重量份包括以下組分:低密度聚乙烯55-68份、三元乙丙橡膠20-25份、環(huán)氧樹(shù)脂18-23份、有機(jī)改性納米碳酸鈣15-20份、有機(jī)改性蒙脫土 38-43份、改性納米氧化鎂32-40份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物6.3-9份、環(huán)氧脂肪酸辛酯8-10份、十溴二苯乙烷48-52份、硬脂酸鈣6.5-8.3份、過(guò)氧化二異丙苯5_7份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3-6份、三烯丙基異氰脲酸酯5-7份、抗氧劑6-11份、硅烷偶聯(lián)劑21-26份。
[0007]優(yōu)選地，高性能改性聚乙烯材料的原料按重量份包括以下組分:低密度聚乙烯63份、三元乙丙橡膠22份、環(huán)氧樹(shù)脂20份、有機(jī)改性納米碳酸鈣17份、有機(jī)改性蒙脫土 41份、改性納米氧化鎂36份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物7份、環(huán)氧脂肪酸辛酯8.5份、十溴二苯乙烷49份、硬脂酸鈣7份、過(guò)氧化二異丙苯6份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5.2份、三烯丙基異氰脲酸酯5.3份、抗氧劑10份、硅烷偶聯(lián)劑22份。
[0008]優(yōu)選地，所述有機(jī)改性納米碳酸鈣的改性劑為硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或者兩種的組合。
[0009]優(yōu)選地，所述有機(jī)改性蒙脫土的改性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨中的一種或者兩種的組合。
[0010]優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑164、抗氧劑CA中的一種或者多種與磷酸三辛酯、雙十二碳醇酯中的一種或者兩種的組合。
[0011]優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑164、抗氧劑CA、磷酸三辛酯、雙十二碳醇酯的組合，且抗氧劑1010、抗氧劑164、抗氧劑CA、磷酸三辛酯、雙十二碳醇酯的重量比為2-5:3-5:1-5:3-7:2-6 ο
[0012]優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑164、抗氧劑CA、磷酸三辛酯、雙十二碳醇酯的組合，且抗氧劑1010、抗氧劑164、抗氧劑CA、磷酸三辛酯、雙十二碳醇酯的重量比為3:4:2:5:5ο
[0013]優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ550、硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ570、硅烷偶聯(lián)劑S1-69中的一種或者多種的組合。
[0014]本發(fā)明所述高性能改性聚乙烯材料可以按照常規(guī)的塑料制備方法制備而成。
[0015]本發(fā)明高性能改性聚乙烯材料中，選擇了三元乙丙橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂與低密度聚乙烯共混，賦予材料優(yōu)異的耐氧化、抗臭氧、抗侵蝕和電絕緣能力；蒙脫土經(jīng)有機(jī)改性后得到有機(jī)改性蒙脫土加入到材料中，在硅烷偶聯(lián)劑的輔助下，低密度聚乙烯、三元乙丙橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂均勻地插入到了有機(jī)改性蒙脫土的片層間，破壞了有機(jī)改性蒙脫土的層狀有序結(jié)構(gòu)，形成了剝離型的納米級(jí)復(fù)合材料，有機(jī)改性蒙脫土與基體的相互作用增強(qiáng)，同時(shí)還存在氫鍵等次分子鍵的作用，在基體間起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，導(dǎo)致了聚乙烯分子鏈的老化降解受阻，改善了材料的擊穿性能，提高了材料的耐電老化性；加入改性納米氧化鎂，材料中沒(méi)有空間電荷的積聚，高溫側(cè)和低溫側(cè)場(chǎng)強(qiáng)變化平緩，削弱了材料的場(chǎng)強(qiáng)畸變性，改善了材料的綜合性能，提高了材料的直流擊穿強(qiáng)度和體積電阻率，與有機(jī)改性蒙脫土配合，賦予材料優(yōu)異的耐電氣老化性能；抗氧劑加入到材料中，提高了材料的耐老化性能，通過(guò)多種抗氧劑的配合使用，使其性能協(xié)同促進(jìn)，賦予材料優(yōu)異的耐老化性能。
[0016]本發(fā)明中，通過(guò)選擇合適的原料，控制各原料的比例，使其處于最佳比例狀態(tài)，各原料的優(yōu)勢(shì)協(xié)同促進(jìn)，制作的電纜外護(hù)套強(qiáng)度高，耐電老化性好，用于電纜中，提高了電纜的強(qiáng)度，改善了電纜的耐老化性能，延長(zhǎng)了電纜的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐電老化電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述高性能改性聚乙烯材料的原料中，低密度聚乙烯的重量份可以為 45、47、48、49.3、52、53、56、57、58、59、62、63、64.5、67、68、69.3、72、73、74.2、75份；三元乙丙橡膠的重量份可以為15、17、18、19、21、22、22.3,23,24.2、25份；環(huán)氧樹(shù)脂的重量份可以為 10、12、13、15、16、18、19、21、23、24.2、26、27、28、29.3、30 份；有機(jī)改性納米碳酸鈣的重量份可以為12、14、15、16、18、19、21、21.3、22份；有機(jī)改性蒙脫土的重量份可以為 30、32、34、35、36、38、39.3、42、43、46、47.3、48、49.3、50 份；改性納米氧化鎂的重量份可以為 20、23、25、26、28、29、31、32、34、35、36、37、38.3、41、42、43.4、44.2、45 份；乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的重量份可以為5、5.6、6、6.3、7、7.3、8、8.6、9.2、10份；環(huán)氧脂肪酸辛酯的重量份可以為5、6、7、8、8.3、9、9.4、10、10.6、11、11.3、12份；十溴二苯乙烷的重量份可以為40、42、43、45、46、48、49、52、53、53.4,54,54.2、55份；硬脂酸鈣的重量份可以為5、6、7、8、9、9.3、10份;過(guò)氧化二異丙苯的重量份可以為3,3.2、4、4.2、5、5.3、6、6.3、7份；三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的重量份可以為2、2.6、3、3.4、4、4.5、5、5.3、6份；三烯丙基異氰脲酸酯的重量份可以為3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.7、7份；抗氧劑的重量份可以為3、4、
5、6、6.3、7、7.8、9、9.2、10、11、13、13.4、14 份；硅烷偶聯(lián)劑的重量份可以為 15、17、18、19、21、23、24、25、26.3、27、28、28.6、30 份。
[0020]實(shí)施例1
[0021]圖1為本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐電老化電纜的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D1，本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐電老化電纜，包括纜芯，纜芯包括位于中部的導(dǎo)體I以及包覆在導(dǎo)體外部的絕緣層2 ;在纜芯外設(shè)有內(nèi)護(hù)套層3，在內(nèi)護(hù)套層3外設(shè)有外護(hù)套層4，外護(hù)套層4采用高性能改性聚乙烯材料制作，其中，所述高性能改性聚乙烯材料的原料按重量份包括以下組分:低密度聚乙烯72份、三元乙丙橡膠22.3份、環(huán)氧樹(shù)脂24.2份、有機(jī)改性納米碳酸鈣21.3份、有機(jī)改性蒙脫土 39.3份、改性納米氧化鎂34份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物9.2份、環(huán)氧脂肪酸辛酯10.6份、十溴二苯乙烷53.4份、硬脂酸鈣9份、過(guò)氧化二異丙苯6.3份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.5份、三烯丙基異氰脲酸酯4份、抗氧劑7份、硅烷偶聯(lián)劑23份。
[0022]實(shí)施例2
[0023]參照?qǐng)D1，本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐電老化電纜，包括纜芯，纜芯包括位于中部的導(dǎo)體I以及包覆在導(dǎo)體外部的絕緣層2 ;在纜芯外設(shè)有內(nèi)護(hù)套層3，在內(nèi)護(hù)套層3外設(shè)有外護(hù)套層4，外護(hù)套層4采用高性能改性聚乙烯材料制作，其中，所述高性能改性聚乙烯材料的原料按重量份包括以下組分:低密度聚乙烯45份、三元乙丙橡膠25份、環(huán)氧樹(shù)脂30份、有機(jī)改性納米碳酸鈣22份、有機(jī)改性蒙脫土 30份、改性納米氧化鎂45份、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物5份、環(huán)氧脂肪酸辛酯12份、十溴二苯乙烷40份、硬脂酸鈣10份、過(guò)氧化二異丙苯3份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯6份、三烯丙基異氰脲酸酯7份、抗氧劑3份、硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ55030 份；
[0024]其中，所述抗氧劑為