[發明專利]一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010531953.6
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN113801385A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 李文鵬;趙維佳;李維康;史曉寧;閆轟達;張翀;陳新;李震宇;關健昕
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08K5/14;C08K5/375;C08J3/20;H01B3/44
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料及其制備方法，所述材料包括質量百分比計的以下組份：非極性基料97.5?99.3％、交聯劑0.5?2％和抗氧化劑0.1?0.5％。通過引入不含雜質和極性分子的材料對傳統絕緣料進行改性，降低了絕緣材料中引起電導非線性變化的極性雜質及交聯分解副產物有效抑制了電荷在直流電場下產生和遷移，進而抑制了高壓電纜中電導率非線性效應；同時該材料的制備方法簡單可行，工業化可實施性強。

技術領域

本發明涉及絕緣材料領域，具體涉及一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料及其制備方法。

背景技術

隨著電力建設的快速發展，絕緣材料電纜因具有體積小，重量輕，工作溫度高，維護成本低以及環保的優點，在生產運輸，安裝回收等方面相被廣泛應用。但是由于絕緣材料電導率隨溫度、場強非線性變化效應過大，現有的聚乙烯電纜絕緣材料只能在低壓配電系統中用于直流電能的傳輸，卻無法直接應用在高壓直流系統中。

目前，局部電場強度遠高于電纜的運行強度，會導致電纜材料直接擊穿，同時絕緣材料中的添加劑和交聯副產物在直流電場下電離和極化均會加劇聚乙烯絕緣電纜中的電導率非線性變化現象，因此需要抑制高壓直流電纜中電導率非線性過度增大效應聚集。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料及其制備方法，該材料可抑制高壓電纜中電導率非線性效應。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供了一種用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料，其改進之處在于，所述材料包括質量百分比計的以下組份：

非極性基料97.5-99.3％、交聯劑0.5-2％和抗氧化劑0.1-0.5％。

優選的，所述材料由質量百分比計的以下組份制成：

非極性基料97.5-98.5％、交聯劑1.5-2％和抗氧化劑0.1-0.2％。

優選的，其特征在于，所述非極性基料為低密度聚乙烯或質量分數≥80％的低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯的混合物，其熔體流動速率為0.15-0.25g/min,密度為910-915g/m³。

優選的，所述非極性基料分子量分布為5.2～6.3，非極性基料灰分含量≤100ppm的超凈導低密度聚乙烯或聚乙烯混合物。

優選的，所述交聯劑為過氧化物類化合物。

優選的，所述抗氧化劑為硫代雙酚類化合物。

進一步的，所述交聯劑包括：過氧化二異丙苯。

進一步的，所述抗氧化劑包括：雙硫醚。

本發明提供了一種權利要求1所述的用于高壓電纜的可交聯聚乙烯絕緣材料的制備方法，其改進之處在于，所述方法包括：

1)融化混合：將非極性基料與抗氧化劑于120℃～125℃下融混；

2)吸收：將步驟1)的混合物降溫至80℃，并通過噴霧吸收法將所交聯劑摻入混合物中；

3)烘干：將步驟2)得到的產物烘干，然后冷卻至室溫得到交聯聚乙烯絕緣材料。

與最接近的現有技術相比，本發明具有的有益效果：

(1)本發明提供的技術方案，通過引入不含雜質和極性分子的材料對傳統絕緣料進行改性，降低了絕緣材料中引起電導非線性變化的極性雜質及交聯分解副產物有效抑制了電荷在直流電場下產生和遷移，使得絕緣材料在30℃、10kV/mm,到70℃、50kV/mm條件下電導率非線性變化由目前普通材料的1000～2000倍降低到目前200～500倍，抑制了高壓電纜中電導率非線性效應；