本发明专利技术提供了一种高压直流电缆绝缘材料，包括以下组份和质量份数：100份LDPE；1-2份CPE；0.5-1.5份BaTiO3；0.6-1.5份导电钛酸钾晶须；1-2.5份交联剂；0.1-0.5份抗氧剂。用该材料制备的半导电聚烯烃屏蔽材料，具有超光滑表面特性，物理性能好，综合性能优异。能够有效导出电流，起到良好的均匀电场的作用，防止半导电屏蔽层由于表面缺陷可能引起严重的电场集中，导致局部放电或绝缘击穿的问题。电离电荷和注入电荷吸引在深陷阱中，以免电荷在局部区域内积累，从而抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚并且降低其电导率。
【技术实现步骤摘要】
一种高压直流电缆绝缘材料
本专利技术涉及电缆材料领域，具体是一种高压直流电缆绝缘材料。
技术介绍
随着电力系统的不断扩大，输电功率的不断增加，输电距离逐渐增长，交流输电遇到一些技术困难，直流输电是解决输电技术困难的方向之一。直流输电相比于交流输电具有输送效率高、线路损失小、调节电流和改变功率传递方向方便、投资费用少，长度不受电容电流的限制、可作为两种电网的联接线、能降低主干线与电网间的短路电流、电晕无线电干扰小等优点。有多项研究证实交联聚乙烯中的空间电荷是导致电缆早期绝缘失效的主要原因。空间电荷注入电介质内，造成材料内部电场畸变,并最终导致材料的击穿,绝缘材料失效。绝缘介质中的空间电荷问题已经成为制约电力电缆向高电场发展的主要因素之一。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种能够抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚并且降低其电导率，有效导出电流，机械物理性能好，还具有超光滑表面特性的半导电可剥离聚烯烃屏蔽材料。本专利技术包括以下组份和质量份数:LDPE100 份；CPE1-2 份；BaTi030.5-1.5 份；·导电钛酸钾晶须0.6-1.5份；交联剂1-2.5份；抗氧剂0.1-0.5份。所述的LDPE熔融指数为0.8-12g/10min,密度为0.91-0.925g/cm3,使用茂金属催化剂催化。所述的导电钛酸钾晶须为一种表面用Sb/Sn02进行导电性处理的导电六钛酸钾晶须。所述的导电六钛酸钾晶须用其质量2.5%-3.5%的硬脂酸进行处理。所述的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二甲酰、二叔丁基过氧化物或双苯。所述的抗氧剂为氧剂300、抗氧剂BBM、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂TPL或抗氧剂1010。本专利技术有益效果在于:1、用该材料制备的绝缘材料，能够抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，物理性能好，综合性能优异。2、低密度聚乙烯(LDPE)柔韧性好，可以阻碍内部由于杂质离子解离形成的电荷的积累。3、低密度聚乙烯(LDPE)有成核剂作用，减小了球晶尺寸，改善了结晶完整度，从而降低了空间电荷的产生。4、添加少量的CPE相当于增加绝缘材料中的陷阱密度，吸引可移动的自由载流子，防止电荷在电场作用下的有序移动，从而阻止空间电荷的形成，能有效降低空间电荷效应和体积电阻率，提高直流预压短路树枝起始电压。BaTi03为极强性材料，能有效改善聚乙烯中空间电荷效应，提高直流预压短路击穿强度和直流击穿强度。5、钛酸钾晶须表面用Sb/Sn02进行导电性处理后，用作导电材料，经导电性处理后，在K+离子周围形成强大的电场，吸引极性分子的负极中心，因而可以中和产生的空间电荷，阻止空间电荷向绝缘体转移，达到有效消除空间电荷的目的。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明。实施例1聚乙烯100份；CPE2 份；BaTi031.5 份；导电钛酸钾晶须1.5份；过氧化二异丙苯2.5份；抗氧剂3000.5份。实施例2聚乙烯100份；CPE1 份；BaTi030.5 份；导电钛酸钾晶须0.6份；过氧化二甲酰1份；抗氧剂BBM0.1份。实施例3聚乙烯100份；CPE1.5 份；BaTi031.2 份；导电钛酸钾晶须0.8份；二叔丁基过氧化物1.5份；抗氧剂10760.2份。实施例4聚乙烯100份； CPE1.2 份；BaTi031 份；导电钛酸钾晶须1.2份；双(叔丁基过氧异丙基)苯1.2份；抗氧剂CA0.3份。实施例5聚乙烯100份；CPE1.8 份；BaTi030.7 份；导电钛酸钾晶须10份；过氧化二异丙苯2.2份；抗氧剂TPL0.4份。实施例6聚乙烯100份；CPE1.6 份；BaTi030.6 份；导电钛酸钾晶须14份；二叔丁基过氧化物2.5份；`抗氧剂10100.5份。本专利技术所涉及的高压直流电缆绝缘材料的制备方法与高压电缆用绝缘材料材料方法相同为:将LDPE、CPE、BaTi03、导电钛酸钾晶须、交联剂、抗氧剂通过失重电子秤、失重式计量泵进行喂料；进入双螺杆主机中混炼后，进入单螺杆主机，再经过偏心水雾切粒机，离心脱水机脱水，进入沸腾床、成品料仓后自动包装。或进入单螺杆主机，风冷模面热切机头热切后，进入旋风分离器冷却分离，进入风冷加长振动筛、料仓后自动包装。LDPE (低密度聚乙烯)为电缆绝缘或屏蔽材料常用的。高密度聚乙烯(HDPE)结晶度较高，虽然可以阻碍内部由于杂质离子解离形成的电荷的积累，但其柔韧性相对较差，不低于电缆的弯曲。线性低密度聚乙烯(LLDPE)结晶度较低，虽然柔韧性较好，但内部容易形成空间电荷且空间电荷的分布较为复杂。而选用低密度聚乙烯(LDPE)，柔韧性好，可以阻碍内部由于杂质离子解离形成的电荷的积累。为了更好地进行工艺控制及获得更好的性能，其熔融指数为 0.8-12g/10min，密度为 0.91-0.925g/cm3。一种较好LDPE选用茂金属催化剂催化的LDPE，简称MLDPE。可以抑制聚乙烯中水树的生长，提高聚合物的击穿特性。MLDPE中LDPE中有成核剂作用，减小了球晶尺寸，改善了结晶完整度，从而降低了空间电荷的产生。茂金属催化剂一般是由三个组分组成的:有机金属络合物、助催化剂、载体；在溶液聚合中不需要载体，有机金属络合物是由过渡金属与各种有机物取代基相结合构成的，其重量占催化剂重量的1-2%。助催化剂具有强化过渡金属系统的作用。茂金属催化剂催化的LDPE，分子量及组成分布极窄，茂金属催化剂生产的聚合物链长及侧链间隔都是一致的，因而每个链都有其基本相同的共聚单位含量。聚合活性寿命长，性能稳定。CPE (氯化聚乙烯)为极性聚合物，为电缆工业常用，由聚乙烯烃氯化取代反应制得的饱和高分子材料，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。在聚乙烯中作用相当于增加绝缘材料中的陷阱密度，吸引可移动的自由载流子，防止电荷在电场作用下的有序移动，从而阻止空间电荷的形成。能有效降低空间电荷效应和体积电阻率，提高直流预压短路树枝起始电压。一种较好的选用氯含量25%-40% 的 CPE。BaTi03为极强性材料，钛酸钡是一种强介电材料，介电常数高达104以上。BaTi03在聚乙烯中的作用相互矛盾:它一方面增加聚乙烯材料的电导；另一方面又增加聚乙烯材料的陷阱。当BaTi03添加合适的质量分数时，2种作用相互竞争达到平衡状态，能有效改善聚乙烯中空间电荷效应，提高直流预压短路击穿强度和直流击穿强度。一种较好选用超细BaTi03，可以具有较好的工艺性能，易于混合均匀。更进一步的改进选用纳米BaTi03，纳米材料本身的性质所改变的微观原子与宏观物质的性能之间的效应，纳米离子具有的小尺寸效应会使聚合物中原有的深陷阱变成浅陷阱，从而进一步降低空间电荷效应。导电六钛酸钾晶须，为钛酸钾晶须表面用Sb/Sn02进行导电性处理后，用作导电材料，其添加量小于导电炭黑的用量，不仅能保持原有钛酸钾晶须的优良物理化学性质:高强度、高模量、耐高温、抗腐蚀，具有工艺性能好，显微填充性好，增强塑料制品各向同性、尺寸稳定性好、表面光洁度高、摩擦滑动性能好等许多显著的优点，而且还具备了在冷热环境下均匀稳定的导电性、可按需求设计任意适当的电阻值、并可任意着色。六钛酸钾晶体结构中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压直流电缆绝缘材料，其特征在于：包括以下组份和质量份数：LDPE????????????????????????????????????????????????100份；CPE?????????????????????????????????????????????????1?2份；BaTiO3??????????????????????????????????????????????0.5?1.5份；导电钛酸钾晶须??????????????????????????????????????0.6?1.5份；交联剂??????????????????????????????????????????????1?2.5份；抗氧剂??????????????????????????????????????????????0.1?0.5份。
【技术特征摘要】
1.一种高压直流电缆绝缘材料，其特征在于:包括以下组份和质量份数:LDPE100 份；CPE1-2 份；BaTiOs0.5-1.5 份；导电钛酸钾晶须0.6-1.5份；交联剂1-2.5份；抗氧剂0.1-0.5份。2.根据权利要求1所述的高压直流电缆绝缘材料，其特征在于:所述的LDPE熔融指数为0.8-12g/10min，密度为0.91-0.925g/cm3，使用茂金属催化剂催化。3.根据权利要求1所述的高压直流电缆绝缘材料，其特征在于:所述的导电钛酸钾晶须为一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓军，马壮，刘军，夏亚芳，李昆昌，韩俊杰，
申请(专利权)人：无锡江南电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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