[發明專利]一種用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410557927.5
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104292639A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 何金良;胡軍;周垚;郭寶華;黨斌;曾嶸;余占清
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08K3/38;C08K3/22;H01B3/44
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法，屬于電力設備技術領域。

背景技術

直流輸電技術相對于交流輸電技術具有很多優勢，能夠節省大量土地資源、無系統安全問題、無交流系統大范圍連鎖故障風險。因此直流輸電技術將在遠距離、大容量、以及分布式能源輸電方面被廣泛采用，這也是減小未來電網的環境影響、提高電網可靠性的有效途徑。而塑料電力電纜由于價格低廉、加工方便、介電性能和機械性能好，被廣泛應用于輸配電工程中。

目前使用中的電纜絕緣材料一般采用聚乙烯樹脂作為基體材料，工作溫度通常在70℃以下并且其電氣性能有限，所以一般應用于中低壓電纜中。而為了進一步提高絕緣材料的工作溫度和工作電壓，對聚乙烯進行了交聯產生交聯聚乙烯。交聯聚乙烯具有較好的熱性能和機械性能，能夠耐受較高的工作溫度和電場強度。但是交聯聚乙烯是一種熱固性材料，不能夠在使用壽命到期后回收再利用且難以降解，容易造成環境污染。同時交聯聚乙烯在生產過程中耗能嚴重并且加工過程中會造成環境污染。

因此為了進一步提高絕緣材料的工作溫度和耐受電場強度，并提高絕緣材料與環境的相容性，需要開發一種非交聯的熱塑性絕緣材料。聚丙烯相對于聚乙烯具有更高的工作溫度和絕緣強度，但是常溫下聚丙烯的機械性能不好，非常容易脆斷，給電纜的運輸和安裝過程帶來很大困難。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法，采用聚烯烴彈性體改善聚丙烯的機械性能，同時保持其良好電氣性能和熱性能，并且能夠回收再利用。

本發明提出的用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將100份聚丙烯樹脂和25～40份聚烯烴彈性體加入到密煉機中，在180～200℃下混煉5～10分鐘，得到混煉物，其中所述的聚丙烯樹脂為等規聚丙烯，等規聚丙烯的密度為0.90～0.94g/cm³，熔體流動速率為1.7～3.1g/10min，等規度＞97％，所述的聚烯烴彈性體為乙烯-1-辛烯共聚物，乙烯-1-辛烯共聚物的密度為0.85～0.88g/cm³，熔體流動速率為0.4～0.6g/10min，辛烯含量為20～30％；

(2)在步驟(1)的混煉物中加入0.5～1份抗氧劑，2～5份阻燃劑和0.5～1份加工助劑，混煉5～10分鐘，混煉溫度為180～200℃，得到用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料，其中所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑2246或者抗氧劑264，所述的加工助劑為硬脂酸甘油酯，所述的阻燃劑為氫氧化鎂、低水硼酸鋅、氫氧化鋁或三氧化二銻。

本發明提出的用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法，采用了聚烯烴彈性體，即在熔融混煉過程中添加了聚烯烴彈性體。采用聚烯烴彈性體的優點主要有兩個，一是聚烯烴彈性體有很好的機械性能，二是聚烯烴彈性體與聚丙烯有很好的相容性。與傳統的交聯聚乙烯絕緣材料相比，本發明方法制備的絕緣材料最大的優點在于可回收再利用，是環境友好型材料。同時具有良好的機械性能、電氣性能和熱性能。

具體實施方式

本發明提出的用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將100份聚丙烯樹脂和25～40份聚烯烴彈性體加入到密煉機中，在180～200℃下混煉5～10分鐘，得到混煉物，其中所述的聚丙烯樹脂為等規聚丙烯，等規聚丙烯的密度為0.90～0.94g/cm³，熔體流動速率為1.7～3.1g/10min，等規度＞97％，所述的聚烯烴彈性體為乙烯-1-辛烯共聚物，乙烯-1-辛烯共聚物的密度為0.85～0.88g/cm³，熔體流動速率為0.4～0.6g/10min，辛烯含量為20～30％；

(2)在步驟(1)的混煉物中加入0.5～1份抗氧劑，2～5份阻燃劑和0.5～1份加工助劑，混煉5～10分鐘，混煉溫度為180～200℃，得到用于高壓直流電纜的可回收絕緣材料，其中所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑2246或者抗氧劑264，所述的加工助劑為硬脂酸甘油酯，所述的阻燃劑為氫氧化鎂、低水硼酸鋅、氫氧化鋁或三氧化二銻。

本發明將通過下面的具體實施例對本發明的技術方案進行更加詳細的說明，但是本發明并不局限于以下提出的實施案例。