[發(fā)明專利]一種具有抗焦燒性能的絕緣料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110387794.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113087993A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆轟達(dá);張翀;李文鵬;李維康;于凡;史曉寧;趙維佳;喬博;李紅雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國(guó)網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08K5/14;C08K5/12;C08K5/526;C08K5/375;H01B3/44
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發(fā)明屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗焦燒性能的絕緣料及其制備方法。本發(fā)明通過(guò)各組分之間的協(xié)同配合作用，在不需要額外添加抗焦燒劑的情況下，大大提高材料的抗焦燒性能，具體的，本發(fā)明通過(guò)選用特定的復(fù)配抗氧劑體系，使得材料的扭矩隨溫度隨時(shí)間的變化保持在一個(gè)較低的水平，同時(shí)采用特定的復(fù)配交聯(lián)劑，使得材料的交聯(lián)效率更高，它們之間的協(xié)同效應(yīng)使得交聯(lián)劑和抗氧劑的匹配性能更好，在抗焦燒性能提升的同時(shí)材料的電氣性能保持在較高的水平；另外，增塑劑的添加使得材料的整個(gè)體系的抗焦燒性能更加穩(wěn)定可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有抗焦燒性能的絕緣料及其制備方法。

背景技術(shù)

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)高壓擠包絕緣電纜的發(fā)展晚于浸漬紙絕緣電纜和充油電纜。由于其具有良好的機(jī)械性能和絕緣性能，安裝維護(hù)方便，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，使XLPE在電力系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛。

最早的110kV電纜始于20世紀(jì)50年代，但早期的擠塑電纜故障頻發(fā)，直到60年代發(fā)現(xiàn)了絕緣的空間電荷問(wèn)題和電樹(shù)枝老化問(wèn)題，自1972年以后更高電壓等級(jí)的擠塑絕緣超高壓電纜才相繼被研制。1977年，日本研制出交流187kV XLPE電纜，同年，法國(guó)研制出交流245kV XLPE電纜，均掛網(wǎng)運(yùn)行。隨后，日本在擠塑電纜的研發(fā)方面取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在1980年成功研發(fā)出交流275kV XLPE電纜并投入使用；1988年研制成功的交流500kV XLPE電纜在日本今市與下鄉(xiāng)抽水蓄能電站使用，這是最早交流500kV擠塑電纜的應(yīng)用。但此時(shí)的擠塑電纜受電纜附件技術(shù)水平的限制，僅能應(yīng)用于較短距離的電力傳輸。后來(lái)的發(fā)展圍繞著電纜附件展開(kāi)，隨著電纜附件可靠性的提高，高壓擠塑電纜才逐漸在城市電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，并向海底電纜等較長(zhǎng)距離的輸電領(lǐng)域推廣。

焦燒，指的是膠料在加工過(guò)程中出現(xiàn)的早期硫化行為，焦燒的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致膠料粘度的上升，降低膠料的加工性。絕緣材料的抗焦燒性能是保證大長(zhǎng)度直流海纜制造的關(guān)鍵技術(shù)，可以有效控制海纜絕緣內(nèi)部的雜質(zhì)和缺陷，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)擠出。現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高絕緣材料的抗焦燒性能，一般需要額外添加抗焦燒劑，其組成中會(huì)存在CaCO₃+Silica載體，針對(duì)高壓電纜絕緣料來(lái)說(shuō)，在擠出過(guò)程中產(chǎn)生缺陷的概率會(huì)大大增加，最終導(dǎo)致絕緣發(fā)生擊穿。因此，如何在不使用額外功能性添加劑的情況下提升交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的抗焦燒性能，對(duì)于生產(chǎn)直流海纜長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定擠出具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣材料抗焦燒劑的使用容易在材料中產(chǎn)生缺陷，而不適用抗焦燒劑的話材料的抗焦燒性能差，從而影響膠料的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)擠出等缺陷，從而提供一種具有抗焦燒性能的絕緣料及其制備方法。

為此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種具有抗焦燒性能絕緣料，包括如下重量份的組分，

低密度聚乙烯90-100份；

復(fù)配抗氧劑0.1-1.5份；

復(fù)配交聯(lián)劑1-5份；

增塑劑0.01-0.3份；

其中，所述復(fù)配抗氧劑為硫代雙酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物；

所述復(fù)配交聯(lián)劑為常溫狀態(tài)為固體的過(guò)氧化物類交聯(lián)劑和常溫狀態(tài)為液體的交聯(lián)劑的混合物。

可選的，所述復(fù)配抗氧劑中硫代雙酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑二者的重量比為0.08-1.2：0.02-0.3；

所述復(fù)配交聯(lián)劑中常溫狀態(tài)為固體的過(guò)氧化物類交聯(lián)劑和常溫狀態(tài)為液體的交聯(lián)劑二者的質(zhì)量比為0.8-4:0.2-1。

可選的，所述硫代雙酚類抗氧劑的熔點(diǎn)為150-170℃，亞磷酸酯類抗氧劑的熔點(diǎn)為170-190℃；

所述常溫狀態(tài)為固體的過(guò)氧化物類交聯(lián)劑的熔點(diǎn)為60-90℃。