一種高介電常數(shù)防水密封膠泥及其工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工材料領(lǐng)域，尤其涉及的是一種高介電常數(shù)防水密封膠泥及其工藝 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，電纜終端和中間接頭是輸變電電纜線路中的重要部件。電纜接頭之 間的連接質(zhì)量直接影響輸變電電纜線路的可靠性，進而影響整個輸變電線路的安全性以及 運行穩(wěn)定性。影響因素主要集中為兩點：第一，電應(yīng)力集中；第二，防水密封效果。
[0003] 電應(yīng)力集中：高壓電力電纜在運行過程中，線芯有高壓和強電流通過，從而導(dǎo)致電 纜的外半導(dǎo)電或者銅屏蔽層產(chǎn)生較強的感應(yīng)電場，而電纜過長時，外半導(dǎo)層或者銅屏蔽層 會感應(yīng)過電流，此時我們就需要在合適的位置加裝中間接頭，保護屏蔽層不被過電流或者 過電壓擊穿。用中間接頭對電纜連接及修復(fù)時需要剝掉半導(dǎo)屏蔽層，這會使得原來沿電纜 徑向平衡的電場發(fā)生畸變，產(chǎn)生對電纜主絕緣不利的切向電場，而因為半導(dǎo)屏蔽層接地，電 勢為零，所以半導(dǎo)斷口處的場強是最為集中的，也是最容易被擊穿的地方，因此需要采取措 施解決這個部位的電場應(yīng)力集中問題；電纜終端頭的線芯暴露出來，沒有被屏蔽層包裹， 也會產(chǎn)生沿電纜徑向及軸向的強大電場，所以也需要控制電纜終端的半導(dǎo)斷口應(yīng)力集中問 題。
[0004] 防水密封效果：電力電纜在長期運行過程中，進水這一現(xiàn)象越來越成為影響電纜 長期安全運行的潛在安全隱患，電纜一旦進水，在電場的作用下，會發(fā)生水樹老化現(xiàn)象，最 后導(dǎo)致電纜被擊穿，所以電纜連接及修復(fù)用中間接頭和電纜終端用冷縮附件對電纜的防水 密封效果非常重要，將影響到電力的正常運行，特別在雨雪天氣將直接影響電力傳輸?shù)陌?全可靠性。
[0005] 目前的解決方案有兩種：
[0006] 應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)設(shè)計。在冷縮電纜附件及冷縮中間接頭的端內(nèi)部設(shè)計一層應(yīng)力控制 層，該應(yīng)力層使用半導(dǎo)電材料，通過應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)力錐的結(jié)構(gòu)連接半導(dǎo)層和主絕緣， 將半導(dǎo)屏蔽層的切斷處做了一個延伸，同時其喇叭口的形狀設(shè)計，會改善絕緣層的電場分 布，解決電場應(yīng)力集中問題，減少了對電纜主絕緣的傷害，保證電纜的正常持久運行。應(yīng)力 錐結(jié)構(gòu)在中間接頭和終端的半導(dǎo)斷口位置都有應(yīng)用，能在一定程度上解決電應(yīng)力集中的問 題。
[0007] 密封膠泥設(shè)計。在冷縮電纜附件及冷縮中間接頭端部內(nèi)置一層密封膠泥，密封膠 泥會在冷縮管的徑向壓力下，自由流動，填充電纜絕緣端口的縫隙，以達到良好的防水密封 效果，能有效解決電纜連接及修復(fù)用中間接頭和電纜終端用冷縮附件對電纜的防水密封效 果。
[0008] 第一種，應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠在一定程度上解決電應(yīng)力集中，但是效果不是最理 想的辦法，原因是：應(yīng)力控制層的材料是半導(dǎo)電硅橡膠，經(jīng)過高溫硫化后，與外部的絕緣層 形成良好的應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)，但因為材料表面質(zhì)硬，無法與不規(guī)則、有縫隙的電纜接頭表面形成 完美的貼合，電纜附件與電纜本體接觸的界面產(chǎn)生氣隙的可能性將會增加，隨之就是局放 增大，最后發(fā)生閃絡(luò)或者擊穿，打斷電路的正常運行，同時防水密封效果不好，很容易滲水。
[0009] 第二種，密封膠泥設(shè)計，能有效解決電纜連接及修復(fù)用中間接頭和電纜終端用冷 縮附件對電纜的防水密封效果，但只能在低壓電纜上應(yīng)用，因為中高壓電纜的外半導(dǎo)電或 者銅屏蔽層產(chǎn)生較強的感應(yīng)電場，導(dǎo)致應(yīng)力集中，產(chǎn)生局部電擊穿。
[0010] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，迫切需要探索一種既能有效控制電應(yīng)力集中，又能防水 密封的膠泥以解決實際問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種具有高介電常數(shù)、防水密封性能好，為電 力的安全可靠性傳輸提供保障的高介電常數(shù)防水密封膠泥。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種高介電常數(shù)防水密封膠泥，其包含原料組分和份量 如下：聚硅氧烷：1〇〇份，白炭黑：15~40份，硅微粉：11~35份，阻燃填料：28~50份，高 介電常數(shù)粉料：10~50份，導(dǎo)電填料：15~65份，結(jié)構(gòu)化控制劑：2~10份，分散劑：1. 2~ 6份，內(nèi)脫模劑：0. 5~3份。
[0013] 應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，聚硅氧烷為聚二甲基 硅氧烷，或甲基乙烯基聚硅氧烷，或甲基苯基聚硅氧烷中的一種或任意幾種。
[0014] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，選用兩種不同聚 合度的聚硅氧烷配合使用，其中，第一種聚合度為7500~9000,第二種聚合度為4500~ 6000,且按照高聚合度：低聚合度=9:1~9:4的配比使用，
[0015] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，選用的白炭黑是 經(jīng)過八甲基環(huán)四硅氧烷表面改性處理后的疏水氣相白炭黑，或者疏水沉淀白炭黑；并且，選 用的硅微粉為超細硅微粉，其粒徑為2~3微米。
[0016] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，阻燃填料選用表 面改性納米氫氧化鋁、表面改性納米氫氧化鎂和氮系阻燃劑組合使用，并且，表面改性納米 氫氧化鋁、表面改性納米氫氧化鎂和氮系阻燃劑按照3:1:1的配比使用。
[0017] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，高介電常數(shù)粉料 選用經(jīng)表面改性后的鈦酸鍶鋇，或者鈦酸鋇、鈦酸銅鈣、鋯鈦酸鈣鋇、鋯鈦酸鉛中的一種或 幾種配合使用，其中，選用的高介電常數(shù)粉料的粒徑為0. 01~20微米。
[0018] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，導(dǎo)電填料選用乙 炔炭黑和金屬氧化物二氧化鈦，其中，乙炔炭黑和金屬氧化物二氧化鈦按照2:1~4:1配 比使用；并且，結(jié)構(gòu)化控制劑選擇羥基硅油和二苯基硅二醇，羥基硅油和二苯基硅二醇按照 1:1~3:1的配比使用，其中，羥基硅油的粘度（25°C) :25~35mm2/s。
[0019] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的高介電常數(shù)防水密封膠泥中，分散劑選用甲基 三甲氧基硅烷，或者選用甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、 六甲基二硅氮烷中的一種或任意幾種配合使用；并且，內(nèi)脫模劑選用硬脂酸和硬脂酸鋅，硬 脂酸和硬脂酸鋅按照1:1的比例配合使用。
[0020] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，一種制備權(quán)以上任一所述高介電常數(shù)防水密封膠泥的 工藝方法，包括如下步驟：A:配料及混煉：按照權(quán)1中的原料組分和份量進行配料，配料完 成后，按照配方比例將聚硅氧燒、白炭黑、娃微粉、阻燃填料，高介電常數(shù)粉料、導(dǎo)電填料、結(jié) 構(gòu)化控制劑、分散劑、內(nèi)脫模劑添加到捏合機中進行混煉，在捏合機中混煉成團，并在高溫 真空中捏合2小時，其中，捏合的真空度為-0. 08~-0.IMPa，溫度為：150~160°C;B:冷 卻：混煉結(jié)束后，待成團料降溫至室溫25°C，形成膠泥；C:開煉：將膠泥在二輥開煉機上開 煉、出片；D:成型：可根據(jù)產(chǎn)品的具體需要，選擇擠出工藝或四輥機成型。
[0021] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的工藝方法中，步驟D之后，還執(zhí)行步驟E:通過配 套電纜終端附件、電纜中間接頭或其它產(chǎn)品，根據(jù)需求進行再加工。
[0022] 采用上述方案，本發(fā)明通過形成的高介電常數(shù)防水密封膠泥，不經(jīng)過硫化工藝，具 有優(yōu)異的流動性、柔韌性、可塑性、阻燃性、介電常數(shù)高，能夠在冷縮終端附件及冷縮中間接 頭的徑向壓力下，自由流動，填充電纜絕緣端口的縫隙，以達到良好的防水密封效果，同時 能夠?qū)淇s終端附件及冷縮中間接頭的應(yīng)力控制層形成良好的補充，有效解決電應(yīng)力集中 及局部放電的問題，為電力的安全可靠性傳輸提供長期的保障。
【具體實施方式】
[0023] 以下對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024] 實施例1
[0025] 本實施例提供了一種高介電常數(shù)防水密封膠泥，該密封膠泥具有高介電常數(shù)和防 水性能，其經(jīng)常作為一種輔助材料使用，多與中高壓冷縮電纜附件及冷縮電纜中間接頭搭 配使用，以達到分散電纜局部電場，解決局部電應(yīng)力集中，同時優(yōu)化冷縮電纜附件或冷縮中 間接頭對電纜接頭的防水密封效果，為電力的安全可靠性傳輸提供長期的保障。
[0026] 本實施例高介電常數(shù)防水密封膠泥包含原料組分和份量如下：聚硅氧烷：100份， 白炭黑：15~40份，硅微粉：11~35份，阻燃填料：28~50份，高介電常數(shù)粉料：10~50 份，導(dǎo)電填料：15~65份，結(jié)構(gòu)化控制劑：2~10份，分散劑：1. 2~6份，內(nèi)脫模劑：0. 5~ 3份。
[0027] 其中，所使用的聚硅氧烷優(yōu)先選用聚二甲基硅氧烷，在實際使用時，可以選用兩 種不同聚合度的聚二甲基硅氧烷配合使用，其中，選擇聚二甲基硅氧烷的第一種聚合度為 7500~9000,選擇聚二甲基硅氧烷的第二種聚合度為4500~6000,兩種聚合度的聚二甲基 硅氧烷按照高聚合度：低聚合度=9:1~9:4的配比使用。
[0028] 其中，聚二甲基硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：
[0029]
[0030] 或者，聚硅氧烷也可以選用聚二甲基硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅 氧烷的一種或任意幾種搭配使用，在選用時，同樣選用兩種不同聚合度的聚硅氧烷