[发明专利]一种直流电缆绝缘材料

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种直流电缆绝缘材料，具体讲涉及一种添加纳米氢氧化铝粒子的直流电缆绝缘材料。

【背景技术】

交联聚乙烯直流电缆在直流电场下其场强分布主要取决于电导率的变化和空间电荷的积聚。由于交联聚乙烯的电导率随温度的变化而变化，电缆在空载时，其绝缘下不存在温度差，因此最大场强出现在导体屏蔽处，满载时靠近线芯处绝缘的温度高于外部温度，因此电导率分布由内到外是逐渐减小即电阻率是逐渐增大，电阻率大的地方分担电压更多，因此绝缘外部的场强要大大高于内部场强，导致更容易击穿。而空间电荷的积聚会畸变局部电场，从而造成直流电缆绝缘中的局部场强过高，引起绝缘失效，因此解决直流电缆绝缘交联聚乙烯的温度对电导率的影响和空间电荷的积聚对于改善直流电缆的电场分布，提高其绝缘的可靠性至关重要。

【发明内容】

本发明提供了一种直流电缆绝缘材料，该材料能有效抑制直流电缆绝缘材料的空间电荷积聚和减小温度对绝缘材料电导率变化的影响。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种直流电缆绝缘材料，所述绝缘材料是由按质量份计的下述成分制备的：低密度聚乙烯100份、改性处理的纳米氢氧化铝0.5-5份、交联剂1-2.5份和抗氧剂0.1-0.5份。

优选的，所述的改性处理的纳米氢氧化铝粒子是由硅烷偶联剂对纳米氢氧化铝粒子改性并溶于环己烷中，蒸发干燥得到的。更优选的，所述纳米氢氧化铝粒子与硅烷偶联剂的质量比为3-10：100。

再一优选的，所述的纳米氢氧化铝平均粒径为30±5nm，比表面积为180±30m²/g。

另一优选的，所述低密度聚乙烯熔融指数为0.8-12g/10min，密度为0.90-0.925g/cm³。

另一优选的，所述的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二甲酞或双苯。

另一优选的，所述的抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]。

所述直流电缆绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：

步骤1、按照质量称取100份的低密度聚乙烯、0.1-0.5份的抗氧剂、1-2.5份的交联剂和0.5-5份改性处理的纳米氢氧化铝；

步骤2、将步骤1称取的低密度聚乙烯、抗氧剂和纳米氢氧化铝同时加入到双螺杆混炼机中，在温度为120～200℃下混炼均匀，得母料；

步骤3、母料进入熔体泵内，熔体泵使物料流过过滤器进行过滤，过滤后的母料进入单螺杆造粒机造粒，所得粒料经偏心水雾切粒机进一步切粒后，经蒸馏水冷却并被输送到离心脱水机内进行离心脱水和干燥处理，然后预热到70～90℃，再进入双螺杆混炼机并保温在70～90℃，将称取的交联剂喷淋到粒料的表面，继续转动至粒料表面干燥，获得混有交联剂的粒料；

步骤4、混有交联剂的粒料进入成品料仓，在温度为70～90℃的条件下均匀化15～20h，然后冷却至室温，即得到所述绝缘材料。

和最接近的现有技术比，本发明的有益效果为：本发明所述的绝缘材料，能够有效改善温度对电导率的影响即改变聚乙烯电导率随温度的增大而增大的特性，从而有效改善直流电缆绝缘中的场强随温度变化而发生变化的特性，电导性能优异；在20～70℃下，本发明所述的绝缘材料，能够抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，改善局部电场分布，绝缘性能更好。

【附图说明】

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1是添加纳米氢氧化铝的交联聚乙烯和未添加的交联聚乙烯的不同温度下的电导率。

附图2为添加纳米氢氧化铝的交联聚乙烯和未添加的交联聚乙烯在20℃～70℃下的空间电荷分布图。

【具体实施方式】

下面结合实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1

所述直流电缆绝缘材料，其制备方法包括以下步骤：