專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超高壓直流電纜絕緣材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料加工改性的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種絕緣材料及其制備方法，具體涉及一種超高壓直流電纜絕緣材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
超高壓直流電纜絕緣材料是直流輸電中的關(guān)鍵設(shè)備之一，是電力輸送的載體及整個(gè)電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。直流輸電是電力系統(tǒng)中近年來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)，主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)距離海底電纜或大城市地下電纜送電、配電網(wǎng)絡(luò)的輕型直流輸電等方面。另外，采用柔性直流輸電技術(shù)還可以很好地解決近年來(lái)快速發(fā)展的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電以及生物能發(fā)電等分布式能源并網(wǎng)輸電問(wèn)題。相對(duì)于交流輸電技術(shù)，超高壓直流輸電具有線(xiàn)路造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)較省、輸送容量大、輸送功率的大小和方向可以快速控制和調(diào)節(jié)、可以限制短路電流，還不受系統(tǒng)穩(wěn)定極限的限制、直流電纜線(xiàn)路沒(méi)有交流電纜線(xiàn)路中電容電流的困擾，沒(méi)有磁感應(yīng)損耗和介質(zhì)損耗，基本上只有芯線(xiàn)電阻損耗，絕緣電壓相對(duì)較低、可靠性高、能夠通過(guò)換流站的無(wú)功功率控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的交流電壓和不存在系統(tǒng)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。塑料直流電力電纜是超高壓直流電纜絕緣材料中的一種，其具有機(jī)械性能好，安裝以及運(yùn)行維護(hù)成本低，對(duì)環(huán)境友好，耐酸、耐堿，抗腐蝕性和可以實(shí)現(xiàn)大落差敷設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。然而絕緣體或半導(dǎo)體中局部區(qū)域內(nèi)，異質(zhì)相間和電極界面處存在的凈電荷的存在、轉(zhuǎn)移和消失會(huì)直接導(dǎo)致電介質(zhì)內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)布的改變。其對(duì)介質(zhì)內(nèi)部電場(chǎng)的畸變，對(duì)絕緣材料的電導(dǎo)、老化、擊穿破壞等各方面的電性能都有明顯的影響。電纜中的空間電荷問(wèn)題已經(jīng)成為制約電力電纜向高電場(chǎng)發(fā)展的重要因素之一。已有的研究結(jié)果表明，納米粒子的添加能夠引起直流電纜中能帶分布的改變。導(dǎo)致電極與聚合物的界面由歐姆接觸最終變?yōu)橹行越佑|，從而抑制了電荷的注入與空間電荷的積累。Hayase.Y等在2006年舉行的第八屆介質(zhì)材料性能與應(yīng)用國(guó)際會(huì)議(International Conference on Properties andapplications of Dielectric Materials)上的報(bào)告(Space Charge Formation in LDPE/MgO Nano-composite Thin Film under Ultra-high DC Electric Stress)中指出，向 LDPE內(nèi)添加納米MgO粉末可以擬制聚乙烯內(nèi)部空間電荷的分布，但是由于LDPE的牌號(hào)較多，通過(guò)納米氧化鎂粉末，并不能使所有牌號(hào)的LDPE內(nèi)的空間電荷分布得到改善。因此，需要尋求更為有效的方法，尋找更好的適用于直流電纜絕緣的添加劑，用于制備超高壓直流電纜絕緣材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超高壓直流電纜絕緣材料及其制備方法，通過(guò)在聚苯醚樹(shù)脂中添加作為極性/導(dǎo)電無(wú)機(jī)納米填料用的用離子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子等，達(dá)到抑制電荷 的注入與空間電荷的積累，改善其內(nèi)部電場(chǎng)的目的。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種超高壓直流電纜絕緣材料及其制備方法，組分及其含量為:聚苯醚樹(shù)脂20-60重量份，彈性體25-40重量份，相容劑0-5重量份，抗氧劑0.1-1重量份，尚子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子0.5-5重量份，交聯(lián)劑0.1-5重量份。進(jìn)一步的,所述聚苯醚樹(shù)脂的粘度為40_50g/cm3。進(jìn)一步的，所述彈性體選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烴彈性體和乙烯醋酸乙烯共聚物的一種或幾種。進(jìn)一步的，所述相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯等的一種或幾種。進(jìn)一步的，所述抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑300。

進(jìn)一步的，所述離子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子為
權(quán)利要求
1.一種超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于，組分及其含量為:聚苯醚樹(shù)脂20-60重量份，彈性體25-40重量份，相容劑0-5重量份，抗氧劑0.1-1重量份，尚子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子0.5-5重量份，交聯(lián)劑0.1-5重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述聚苯醚樹(shù)脂的粘度為 40-50g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述彈性體選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烴彈性體和乙烯醋酸乙烯共聚物的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯等的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑300。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述離子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料，其特征在于:所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化二枯基或過(guò)氧化二叔丁基。
8.制備權(quán)利要求1所述的超高壓直流電纜絕緣材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟I)將所述聚苯醚樹(shù)脂、所述彈性體、所述相容劑、所述抗氧劑、所述離子液體修飾的納米無(wú)機(jī)粒子和所述交聯(lián)劑依次放入混合機(jī)中混煉，混和溫度為20-50°C，轉(zhuǎn)速為100-700r/min，混和時(shí)間 2_15min ；步驟2)將混和后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，熔融擠出造粒，擠出時(shí)擠出機(jī)各段溫度為200-300°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速為10_60r/min，得到所述超高壓直流電纜絕緣材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超高壓直流電纜絕緣材料及其制備方法，組分及其含量為聚苯醚樹(shù)脂20-60重量份，彈性體25-40重量份，相容劑0-5重量份，抗氧劑0.1-1重量份，離子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子0.5-5重量份，交聯(lián)劑0.1-5重量份。本發(fā)明中所用的離子液體修飾的無(wú)機(jī)納米粒子的添加能夠引起直流電纜中能帶分布的改變，導(dǎo)致電極與聚合物的界面由歐姆接觸最終變?yōu)橹行越佑|，從而抑制了電荷的注入與空間電荷的積累。本發(fā)明制備的絕緣材料柔韌性好、機(jī)械性能優(yōu)良，并且可以有效提高超高壓直流電纜的力學(xué)性能和電氣性能，具有環(huán)境友好性、維護(hù)成本低以及可以實(shí)現(xiàn)大落差敷設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/36GK103242643SQ201210246300
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者嚴(yán)鋒, 司志紅, 林本才 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)