[發明專利]一種高壓電纜穩定劑及其制備方法

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• 申請號: 202010094969.5
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111286082A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 樓超民
• 申請（專利權）人: 安徽華文塑膠科技有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K9/04;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種高壓電纜穩定劑及其制備方法，采用乙烯基芳香酮化合物和無機納米粒子通過偶聯反應，制備出由包覆的硅烷偶聯劑和接枝的電壓穩定劑乙烯基芳香酮化合物修飾改性的無機納米粒子，將電壓穩定劑作為表面改性劑與改性后的納米顆粒通過范德華力或化學鍵相互作用，既增進了納米顆粒的分散，又抑制了電壓穩定劑的遷移和析出，得到電壓穩定劑和納米顆粒的協同效應，改善聚合物絕緣材料的擊穿特性、電導特性、空間電荷特性并增強其抑制電樹枝和水樹枝的能力。

技術領域

本發明涉及高壓電纜穩定劑技術領域，特別是指一種高壓電纜穩定劑及其制備方法。

背景技術

電力電纜作為電能傳輸的關鍵組成部分，在諸多場合有著不可替代的地位。目前，我國已經投運的交聯聚乙烯絕緣高壓交流電力電纜的最高電壓等級已達到500k V，絕緣高壓直流電力電纜雖然研發起步相對較晚，也完成了電壓等級的三級跳并達到了±320k V。雖然該電壓等級已經達到世界先進水平，仍無法滿足我國經濟發展的需要，為提高電能的傳輸效率，需要進一步提高電力電纜的工作電壓等級。

通常，為了提高電力電纜的工作電壓等級，主要是通過提高電力電纜材料的絕緣厚度，或者不斷減少絕緣材料中的缺陷尺寸和數量，進而提高電力電纜的耐電樹枝性能和擊穿強度。受限于制造材料的固有特性，電纜絕緣材料的耐電能力是有極限的，尤其在高電場下，絕緣材料材料中會產生電樹枝和擊穿兩種典型不可恢復的電致破壞現象，嚴重威脅了電纜的穩定運行，并限制了電力電纜電壓等級的提高。因此，現有的單純通過提高電力電纜材料的絕緣厚度，或者不斷減少絕緣材料中的缺陷尺寸和數量的方法，已無法滿足電纜耐高壓的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種高壓電纜穩定劑及其制備方法，用于對提高聚合物絕緣材料的耐電性能。

基于上述目的本發明提供的一種高壓電纜穩定劑的制備方法，包括如下步驟：

將無機納米粒子分散在偶聯劑溶液中，超聲處理10～30min，然后加入乙烯基芳香酮化合物，繼續超聲處理5～20min，將混合物進行減壓蒸餾，將蒸餾后的固體進行真空干燥，得高壓電纜穩定劑。

可選的，所述無機納米粒子為SiO₂、ZnO或氧化石墨烯中的一種。

可選的，所述偶聯劑溶液的濃度為0.01～0.06mol/L。

可選的，所述偶聯劑為硅氧烷偶聯劑。

可選的，所述硅氧烷偶聯劑為γ-巰丙基三乙氧基硅烷。

可選的，所述乙烯基芳香酮化合物為ALRB、RQCT或RBBT。

可選的，所述超聲處理的功率為100～200w，頻率為80～150Hz。

可選的，所述真空干燥的溫度為140～170℃，時長15～20h。

一種高壓電纜穩定劑，采用所述的制備方法制備而成，且包括如下質量百分比成分：無機納米粒子15～35％，偶聯劑0.2～0.75％，乙烯基芳香酮化合物余量。

可選的，包括如下質量百分比成分：無機納米粒子28.5％，偶聯劑0.5％，乙烯基芳香酮化合物71％。

從上面所述可以看出，本發明提供的一種高壓電纜穩定劑及其制備方法，采用乙烯基芳香酮化合物和無機納米粒子通過偶聯反應，制備出由包覆的硅烷偶聯劑和接枝的電壓穩定劑乙烯基芳香酮化合物修飾改性的無機納米粒子，納米粒子的引入可以作為成核劑，加入高壓電纜聚合物材料的結晶，使聚合物材料中產生更多不完善的結晶，帶來聚合物性質的改變，同時將電壓穩定劑作為表面改性劑與改性后的納米顆粒通過范德華力或化學鍵相互作用，既增進了納米顆粒的分散，又抑制了電壓穩定劑的遷移和析出，得到電壓穩定劑和納米顆粒的協同效應，改善聚合物絕緣材料的擊穿特性、電導特性、空間電荷特性并增強其抑制電樹枝和水樹枝的能力。