[发明专利]基于POSS调控三元乙丙橡胶的电树枝抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于POSS调控三元乙丙橡胶的电树枝抑制方法：OVPOSS纳米烘干，去除水分；对双辊混炼机辊筒加热，调整辊距和挡板间距，投入三元乙丙橡胶，混炼取出，清洗双辊；投入三元乙丙橡胶生胶，混炼，粘辊；称取OVPOSS纳米，加入三元乙丙橡胶基体中，混炼均匀；称取双2,5硫化剂加入双辊混炼机中，混炼得到未硫化胶料；称取未硫化胶料，放于两层PET薄膜间，放入高温热压成型机的模具中，热压，冷却后取出胶片；胶片悬挂于鼓风烘箱中，硫化得到改性后的三元乙丙橡胶复合材料样片；分析改性后三元乙丙橡胶复合材料样片的官能团构成及断面形貌、起始概率、电树枝形态及生长长度特征。

技术领域

本发明涉及一种高压直流电缆附件用三元乙丙橡胶材料电树枝绝缘劣化抑制方法，更具体的说，是涉及一种基于POSS调控三元乙丙橡胶的电树枝抑制方法。

背景技术

由于我国城市电网的发展及国家新能源战略的实施，我国的交、直流高压电缆使用量逐年增加。交联聚乙烯电力电缆由于其生产工艺简单、敷设容易且具有良好的电气性能及耐热性能，已基本上取代了常规的油纸绝缘电缆。在高压电缆输电系统中，电缆附件是保证其正常运行的关键部件。然而，高压直流电缆电压等级的提高却进展缓慢，一方面是因为相对交流而言，直流电缆在运行中要承受众多电压的作用，如额定电压、冲击电压等；另一方面是因为直流电缆附件结构复杂、尺寸紧凑、电场分布很不均匀，导致与高压直流交联聚乙烯电缆配套使用的附件绝缘设计和绝缘水平达不到工程应用要求。

电树枝现象是绝缘材料中由于局部放电引起的微米级放电通道，因其形状为树枝状，因此被称为电树枝。电树枝多由绝缘材料内的气隙、杂质、不规则形状等引起。研究表明高压电缆橡胶附件的击穿是逐步累积发展的，在目前工艺水平下，电树枝老化是导致击穿的主要原因。电树枝在其生长的早期由于局部放电较弱难以测量，但其在生长过程中会不断破坏电缆绝缘并最终导致击穿，对整条线路的供电甚至电力系统的稳定造成极大的威胁。

纳米材料的发展为提高聚合物电介质绝缘水平提供了新的途径，通过在聚合物介质中添加纳米粒子，可以调节聚合物中陷阱能级进而影响聚合物多方面性能。纳米粒子改善聚合物性能主要与两个方面有关，一方面是纳米粒子本身的性能，另一方面是纳米粒子与聚合物的相互作用。然而，在聚合物中无机纳米颗粒易团聚，聚合物与纳米颗粒之间通过氢键等弱作用力结合在一起，容易导致性能缺陷，如强度低、模量低、热稳定性差等，这些往往限制了纳米聚合物的应用。开发具有接枝功能的高性能纳米材料提高聚合物的绝缘水平是一项十分具有挑战的研究课题。研究高压电缆用三元乙丙橡胶附件中的电树枝老化抑制方法对交、直流电缆技术的发展具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种基于POSS调控三元乙丙橡胶的电树枝抑制方法，能够解决高压电力电缆附件用三元乙丙橡胶材料电树枝劣化的问题，给出关键参数，对交、直流电缆技术的发展具有十分重要的意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的基于POSS调控三元乙丙橡胶的电树枝抑制方法，包括以下步骤：

步骤一，将OVPOSS纳米置于80℃的烘箱中烘干24h，以去除颗粒中的水分；

步骤二，打开双辊混炼机辊筒加热电源对辊筒进行加热，保持辊筒温度约为185℃，调整辊距和挡板间的距离，将适量三元乙丙橡胶靠主动轮一端投入，混炼2～3min后取出，以达到清洗双辊的目的；

步骤三，将适量的三元乙丙橡胶生胶靠主动轮一端投入，混炼3min，使橡胶均匀粘辊；称取OVPOSS纳米，将其分成3-5份后逐步加入到三元乙丙橡胶基体中，待其全部加入后继续混炼10min使胶料混炼均匀；称取1.0phr双2,5硫化剂加入到双辊混炼机中，混炼3min使其在三元乙丙橡胶中充分分散均匀后打卷下片得到未硫化胶料；