[發明專利]聚烯烴基非線性電介質材料

無效

• 申請號: 200810209802.8
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101440180A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 郭文敏;李忠華;韓寶忠;馬鳳蓮;馮濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08K13/02;C08K13/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/24;C08K3/04;C08K7/06;C08K7/24;H01B3/44
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 單 軍

技術領域

本發明涉及非線性電介質材料。

背景技術

非線性電介質是指電導率和/或相對介電常數隨電場強度改變而變化的絕緣介質。非線性電介質材料常應用于電氣絕緣與制品。而現有非線性電介質材料包括陶瓷基非線性電阻材料、環氧樹脂基防電暈漆(帶)和橡膠基電阻應變片；陶瓷基非線性電阻材料需經高溫燒結，其制造工藝復雜；環氧樹脂基防電暈漆(帶)和橡膠基電阻應變片因只含有一種功能組分碳化硅，且碳化硅摻量較大，故復合材料的電阻非線性系數可調控范圍小，且其物理-機械性能和加工性能變差。

發明內容

本發明是為了解決現有聚烯烴基非線性電介質材料因功能填料種類單一、摻量大而引起的物理-機械性能、加工性能變差的問題，而提供具有非線性介電常數和非線性電導的聚烯烴基電介質材料。

第一種具有非線性介電常數和非線性電導的聚烯烴基電介質材料按重量份數比由30～99份的聚烯烴基體材料、1～70份的功能組分和0.1～1份的抗氧劑制成；其中聚烯烴基體材料由聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯中的一種或幾種組成；功能組分由氧化鋅、鈦酸鋇和碳黑組成，或者由碳化硅、鈦酸鋇和碳黑組成，或者由氧化鋁、鈦酸鋯和碳納米管組成，或者由氧化鋅、鈦酸鍶、鈦酸鋯、碳纖維和碳納米管組成；抗氧劑由主抗氧劑組成，或者由主抗氧劑與輔助抗氧劑按質量比為1～3∶1的比例組成；其中主抗氧劑為4，4`-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和/或2，6-二叔丁基對甲酚；輔助抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和/或三(壬基苯基)亞磷酸酯。

第二種具有非線性介電常數和非線性電導的聚烯烴基電介質材料按重量份數比由30～99份的低密度聚乙烯、1～70份的功能組分、0.1～1份的抗氧劑和1～2.5份的交聯劑制成；其中功能組分由氧化鋅、鈦酸鋇、鈦酸鋯和碳納米管組成，或者由碳化硅、鈦酸鋇、碳纖維和碳納米管組成，或者由氧化鋅、鈦酸鋇、石墨和碳納米管組成；抗氧劑由主抗氧劑組成，或者由主抗氧劑與輔助抗氧劑按質量比為1～3∶1的比例組成；其中主抗氧劑為4，4`-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和/或2，6-二叔丁基對甲酚；輔助抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和/或三(壬基苯基)亞磷酸酯；交聯劑為過氧化二異丙苯或1，1-二叔丁基過氧化環己烷。

本發明得到的聚烯烴基非線性電介質材料具有良好的電導和/或介電常數非線性特性、物理-機械性能(主要表現為具有較大的抗張強度和斷裂伸長率、較好的韌性)和加工性能，具有較強的在不均勻電場中自行均化電場分布的能力。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式聚烯烴基非線性電介質材料按重量份數比由30～99份的聚烯烴基體材料、1～70份的功能組分和0.1～1份的抗氧劑制成；其中聚烯烴基體材料由聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯中的一種或幾種組成；功能組分由碳化硅、氧化鋅、氧化鋁、鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鋯、碳黑、石墨、碳纖維及碳納米管中的兩種或兩種以上組成；抗氧劑由主抗氧劑組成，或者由主抗氧劑與輔助抗氧劑按質量比為1～3∶1的比例組成；其中主抗氧劑為4，4`-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯和/或2，6-二叔丁基對甲酚；輔助抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和/或三(壬基苯基)亞磷酸酯。

本實施方式中所使用的原材料市場可購得。

本實施方式中功能組分由兩種或兩種以上混合時，按照任意比例混合。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同點是聚烯烴基非線性電介質材料按重量份數比由40～80份的聚烯烴基體材料、10～60份的功能組分和0.2～0.8份的抗氧劑制成。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一的不同點是聚烯烴基非線性電介質材料按重量份數比由50～70份的聚烯烴基體材料、20～50份的功能組分和0.3～0.7份的抗氧劑制成。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一的不同點是聚烯烴基非線性電介質材料按重量份數比由55～65份的聚烯烴基體材料、30～40份的功能組分和0.4～0.6份的抗氧劑制成。其它與具體實施方式一相同。