本發(fā)明屬于農(nóng)配網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域，涉及電纜，尤其涉及一種農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)提出更高的要求，要求系統(tǒng)具備高可靠性及良好的電能質(zhì)量。拿農(nóng)配網(wǎng)來(lái)說(shuō)，由于電網(wǎng)所用的電纜直接暴露在大氣中，由于大氣環(huán)境污染等因素，空氣中有害腐蝕介質(zhì)、酸雨、塵渣等物質(zhì)長(zhǎng)期對(duì)電纜侵害腐蝕，造成電纜嚴(yán)重銹蝕，甚至產(chǎn)生危害性裂紋導(dǎo)致斷裂，嚴(yán)重的將造成發(fā)電廠、變電站全部停止運(yùn)行，有的甚至發(fā)展成嚴(yán)重的系統(tǒng)事故，給整個(gè)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的危害。因此，解決電纜腐蝕問(wèn)題，保證其導(dǎo)電性，延長(zhǎng)電纜使用壽命，是電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所迫切需要解決的問(wèn)題。
為了提高電線的使用壽命，人們提出了各種各樣的解決方案，在傳統(tǒng)的絕緣材料表面涂抹防腐涂料，亦或是提供一種新的絕緣材料來(lái)替代傳統(tǒng)的護(hù)套材料，復(fù)合材料便應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。復(fù)合材料在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，代替了很多傳統(tǒng)的材料。
雖然，目前的電纜護(hù)套用的復(fù)合材料相較于傳統(tǒng)的材料，其使用壽命大大增加，但其扔存在阻燃效果差、易老化、環(huán)保等技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)上述的農(nóng)配網(wǎng)用電纜的絕緣材料存在阻燃效果差、易老化、環(huán)保等技術(shù)問(wèn)題，提出一種設(shè)計(jì)合理、配方簡(jiǎn)單、加工方便且能夠有效解決現(xiàn)有電纜用絕緣材料所存在技術(shù)問(wèn)題的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料及其制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，本發(fā)明提供一種農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料，按照重量份數(shù)包括以下有效成份：
其中，所述交聯(lián)聚乙烯為低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料按照重量比98:1:1的比例經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，最后由模頭擠出，即得到交聯(lián)聚乙烯，所述納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，所述納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的重量比為1:1:1。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述硅酸鹽為硅酸鈣和硅酸鎂的混合物。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述硅酸鹽中硅酸鈣和硅酸鎂的重量比為1:2。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述固化劑為三乙烯四胺。
本發(fā)明還提供了制備上述的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料的方法，包括以下有效步驟：
a、首先將稱量好的交聯(lián)聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對(duì)苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混煉，攪拌均勻；
b、在攪拌過(guò)程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，攪拌均勻，得到混合料；
c、將得到的混合料進(jìn)行擠出造料，得到半成品；
d、將半成品由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機(jī)中進(jìn)行脫水處理，由風(fēng)機(jī)吹入烘干料斗內(nèi)，最后得到最終制品。
作為優(yōu)選，所述熔融混煉的溫度170℃～200℃。
作為優(yōu)選，所述環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂的添加速度10～100kg/h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，
1、本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)絕緣材料的配方，利用一種交聯(lián)聚乙烯與其他材料相互配合，從而提高了絕緣材料的阻燃效果，增加了絕緣材料的使用壽命，同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保、無(wú)污染。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開(kāi)說(shuō)明書的具體實(shí)施例的限制。
在本發(fā)明所提供的農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料，交聯(lián)聚乙烯是保證絕緣材料絕緣和提高拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的主要原因，通過(guò)本發(fā)明提供的交聯(lián)聚乙烯和傳統(tǒng)的聚乙烯絕緣材料相比，其拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和電學(xué)性能都有顯著的提高，氫氧化硅有利于加強(qiáng)絕緣材料的強(qiáng)度；氧化鐵和硅酸鹽能夠有效改善絕緣材料的熱傳導(dǎo)性能，有效降低材料的熱膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性；云母粉和環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂能夠更好的配合，進(jìn)一步提高絕緣材料的抗老化性能，在本發(fā)明中，從成本的角度考慮，云母粉為微晶白云母粉；海泡石具有良好的隔熱性能，提高一定的阻燃效果，固化劑選用三乙烯四胺能夠起到更好的增塑效果；對(duì)苯二甲酸二辛酯和固話劑一樣，都起到增塑的作用。
實(shí)施例1，本實(shí)施例提供一種農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，經(jīng)過(guò)測(cè)試，添加有納米填充材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到13MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率大于600％，無(wú)機(jī)納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復(fù)合材料的電導(dǎo)值低于LDPE的電導(dǎo)值，同時(shí)也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過(guò)管道輸送到雙螺桿擠出機(jī)主喂料口，同時(shí)無(wú)機(jī)納米添加料使用另一臺(tái)粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料口強(qiáng)制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出，此時(shí)即得到交聯(lián)聚乙烯，
然后按照重量份數(shù)稱取交聯(lián)聚乙烯65份；環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂50份；氫氧化硅5份；氧化鐵5份；硅酸鈣5份；硅酸鎂10份；云母粉5份；海泡石5份；三乙烯四胺10份；對(duì)苯二甲酸二辛酯3份。
接著將稱量好的交聯(lián)聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對(duì)苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個(gè)過(guò)程中，粒料供料速度為0.8kg/h，粉料供料速度為15kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍178℃，在在攪拌過(guò)程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說(shuō)，應(yīng)當(dāng)在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，這樣，能夠使交聯(lián)聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂的添加速度19kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機(jī)部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機(jī)中進(jìn)行脫水處理，由風(fēng)機(jī)吹入烘干料斗內(nèi)，最后得到農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料。整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)從物料的進(jìn)入到最終制備的產(chǎn)生均不與外界接觸，可以達(dá)到無(wú)二次污染的目的。
實(shí)施例2，本實(shí)施例提供一種農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，經(jīng)過(guò)測(cè)試，添加有納米填充材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到13MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率大于600％，無(wú)機(jī)納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復(fù)合材料的電導(dǎo)值低于LDPE的電導(dǎo)值，同時(shí)也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過(guò)管道輸送到雙螺桿擠出機(jī)主喂料口，同時(shí)無(wú)機(jī)納米添加料使用另一臺(tái)粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料口強(qiáng)制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出，此時(shí)即得到交聯(lián)聚乙烯，
然后按照重量份數(shù)稱取交聯(lián)聚乙烯45份；環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂30份；氫氧化硅15份；氧化鐵10份；硅酸鈣10份；硅酸鎂15份；云母粉10份；海泡石10份；三乙烯四胺20份；對(duì)苯二甲酸二辛酯5份。
接著將稱量好的交聯(lián)聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對(duì)苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個(gè)過(guò)程中，粒料供料速度為30kg/h，粉料供料速度為88kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍200℃，在在攪拌過(guò)程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說(shuō)，應(yīng)當(dāng)在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，這樣，能夠使交聯(lián)聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂的添加速度100kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機(jī)部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機(jī)中進(jìn)行脫水處理，由風(fēng)機(jī)吹入烘干料斗內(nèi)，最后得到農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料。整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)從物料的進(jìn)入到最終制備的產(chǎn)生均不與外界接觸，可以達(dá)到無(wú)二次污染的目的。
實(shí)施例3，本實(shí)施例提供一種農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，經(jīng)過(guò)測(cè)試，添加有納米填充材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到13MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率大于600％，無(wú)機(jī)納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復(fù)合材料的電導(dǎo)值低于LDPE的電導(dǎo)值，同時(shí)也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過(guò)管道輸送到雙螺桿擠出機(jī)主喂料口，同時(shí)無(wú)機(jī)納米添加料使用另一臺(tái)粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料口強(qiáng)制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出，此時(shí)即得到交聯(lián)聚乙烯，
然后按照重量份數(shù)稱取交聯(lián)聚乙烯52份；環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂48份；氫氧化硅22份；氧化鐵14份；硅酸鈣5份；硅酸鎂10份；云母粉8份；海泡石7份；三乙烯四胺15份；對(duì)苯二甲酸二辛酯4份。
接著將稱量好的交聯(lián)聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對(duì)苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機(jī)中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個(gè)過(guò)程中，粒料供料速度為30kg/h，粉料供料速度為88kg/h。所有物料經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融混煉，混煉溫度范圍200℃，在在攪拌過(guò)程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說(shuō)，應(yīng)當(dāng)在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂，這樣，能夠使交聯(lián)聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹(shù)脂的添加速度100kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機(jī)機(jī)頭處通過(guò)熔體過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾雜質(zhì)后，直接進(jìn)入熔體泵體穩(wěn)定輸出進(jìn)而提高擠壓質(zhì)量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機(jī)部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機(jī)中進(jìn)行脫水處理，由風(fēng)機(jī)吹入烘干料斗內(nèi)，最后得到農(nóng)配網(wǎng)用環(huán)保絕緣電纜材料。整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)從物料的進(jìn)入到最終制備的產(chǎn)生均不與外界接觸，可以達(dá)到無(wú)二次污染的目的。
按照GB/T 10582-2006、GB/T 11017.1-2002、GB/T 11026.1-2003、GB/T 11026.2-2012、GB/T 11026.3-2006、GB/T 11026.4-2012、GB/T 11026.5-2010、GB/T 11026.6-2010、GB/T 11026.7-2014的中檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)施例1、2、3進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，實(shí)施例1、2、3各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。