一种高压电缆绝缘材料及其制备方法技术

本申请实施例提供了一种高压电缆绝缘材料及其制备方法，该高压电缆绝缘材料包括以下重量份数的各组分制备成的共混物：等规聚丙烯90份、丙烯‑乙烯共聚物10份。高压电缆绝缘材料制备方法包括：将颗粒性等规聚丙烯和丙烯‑乙烯共聚物按照9:1的配比混合后在180℃下融化2分钟；施加1吨压力压制1分钟；在180℃下施加5吨压力压制3分钟，得到初始薄膜样品；将所述初始薄膜样品进行萃取。本申请实施例提供的高压电缆绝缘材料，可满足现有交联聚乙烯产品，并且改善了聚丙烯材料的低韧性和较低的电气性能，此外，本发明专利技术的成品具有可回收性，对环境无危害。

A High Voltage Cable Insulation Material and Its Preparation Method

The embodiment of the application provides a high-voltage cable insulation material and a preparation method. The high-voltage cable insulation material comprises blends of 90 copies of isotactic polypropylene and 10 copolymers of propylene and ethylene prepared from the following components by weight. The preparation methods of high-voltage cable insulation materials include: mixing granular isotactic polypropylene and propylene-ethylene copolymer according to the ratio of 9:1 and melting for 2 minutes at 180C; pressing for 1 minute with 1 ton of pressure; pressing for 3 minutes with 5 tons of pressure at 180C to obtain the initial film sample; extracting the initial film sample. The high voltage cable insulation material provided in the embodiment of this application can satisfy the existing cross-linked polyethylene products, and improve the low toughness and low electrical performance of polypropylene materials. In addition, the product of the invention has recyclability and is harmless to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种高压电缆绝缘材料及其制备方法
本申请涉及复合电缆材料
，尤其涉及一种高压电缆绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
电力电缆的基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。其中，绝缘层用于将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，是保证电能输送不可缺少的组成部分。绝缘层由绝缘材料制成，常用的绝缘材料有油浸纸、塑料和橡胶等。高压电缆一般指110KV以上的电力电缆。目前在高压电缆中，广泛使用的电缆绝缘材料是XLPE(交联聚乙烯，CrossLinkedPolyethylene)。交联聚乙烯具有良好的介电性能和机械性能，但是该材料并不具有可回收性。随着环保要求的提高，开发新型的绿色可回收型电缆绝缘材料的需求逐渐提高。聚丙烯材料是广泛使用的基础塑料，价格低廉，加工简便，但是聚丙烯材料的韧性和电气性能相对交联聚乙烯较低，限制了其在高压电缆中的应用。
技术实现思路
本申请提供了一种高压电缆绝缘材料及其制备方法，以解决现有高压电缆材料不环保的问题。第一方面，本申请提供了一种高压电缆绝缘材料，该高压电缆绝缘材料包括包括以下重量份数的各组分制备成的共混物：等规聚丙烯90份、丙烯-乙烯共聚物10份。优选地，所述共混物的制备工艺包括使用高温压力机压制所述重量份数的各组分。优选地，所述等规聚丙烯包括等规立构聚丙烯均聚物。优选地，所述丙烯-乙烯共聚物包括弹性体丙烯-乙烯聚合物塑料。第二方面，本申请还提供了一种高压电缆绝缘材料制备方法，所述制备方法包括：将颗粒性等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物按照9:1的配比混合后在180℃下融化2分钟；施加1吨压力压制1分钟；在180℃下施加5吨压力压制3分钟，得到初始薄膜样品；将所述初始薄膜样品进行萃取。优选地，所述初始薄膜样品的厚度包括50μm、75μm、150μm和200μm。优选地，所述方法还包括：放置在铁板上进行冷却。本申请提供的高压电缆绝缘材料及其制备方法的有益效果包括：本专利技术提供的高压电缆绝缘材料包括90份等规聚丙烯、10份丙烯-乙烯共聚物制备成的共混物，可满足现有交联聚乙烯产品的电气性能，具有可回收性，对环境无危害；相较聚丙烯材料的高压电聚丙烯材料，韧性和电气性能有较大提升。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种高压电缆绝缘材料制备方法的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请实施例提供了一种高压电缆绝缘材料，适用于制作高压电缆的绝缘层。本申请实施例提供的高压电缆绝缘材料，由下列重量百分比的组分作为制备原料制备而成的共混物：90wt％的等规聚丙烯、10wt％的丙烯-乙烯共聚物。共混物指两种或两种以上分子结构不同的均聚物、共聚物或均聚物和共聚物的物理混合物，一般两组分的大分子之间没有共价键的联系。本申请实施例使用的等规聚丙烯为西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司(英国，多塞特郡，吉林厄姆(Gillingham,Dorset,UK)生产的产品，丙烯-乙烯共聚物为丙烯-乙烯共聚物VERSIFYTM2200，获自陶氏(Dow)化学公司(美国，密歇根州，米德兰(Midland,Michigan,USA)。VERSIFYTM的塑性体和弹性体的独特分子结构为薄膜、纤维和模塑件提供了优异的光学、密封和热粘接性能，以及在共混物中的弹性、灵活性、柔软性和兼容性。该弹性体对聚乙烯和聚丙烯有极好的附着力，适用于与聚丙烯共挤时用作密封剂。为对本申请实施例提供的一种基于聚丙烯共混物的高压电缆绝缘材料作进一步说明，本申请还提供了一种高压电缆绝缘材料制备方法，参见图1，为本申请实施例提供的一种高压电缆绝缘材料制备方法的流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供的高压电缆绝缘材料制备方法，具体包括以下步骤：步骤S110：将颗粒性等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物按照9:1的配比混合后在180℃下融化2分钟。具体的，本申请实施例使用的等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物均为颗粒型原料，将等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物的颗粒型原料按照9:1的配比混合后，放置在压力机的压板上，在180℃温度下预熔化2分钟，有利于原料的混合。本申请实施例所使用的压力机为Micro-Mould压力机，当然，还可选用其他压力机，如GrasebySpecac水泵压力机等。步骤S120：施加1吨压力压制1分钟。具体的，保持180℃温度，在压力机的压板上施加1吨的压力，施加时间为1分钟，使等规聚丙烯和丙烯-乙烯共聚物组成的共混样品充分融化并良好的混合。步骤S130：在180℃下施加5吨压力压制3分钟，得到初始薄膜样品。具体的，保持180℃的温度，继续对样本施加5吨的压力，施加时间为3分钟，以产生约150μm厚的初始薄膜样品。根据不同测试仪器的结构和测试方法，可制备多种不同厚度的样品以备测试，例如用GrasebySpecac水泵压力机制作厚度约50μm的薄膜用于电导率测试，制作约75μm的厚度薄膜样品用于电气击穿试验以及制作200μm左右的样品用于机械拉力测试。步骤S140：将所述初始薄膜样品进行萃取。具体的，快速取出样品进行萃取操作，将初始薄膜样品放置在铁板上进行冷却，可使样品在30s内冷却至室温，确保了所有初始薄膜样品具有相同的结晶速率，得到最终薄膜样品。进一步的，对上述制备方法制备得到的75μm厚最终薄膜样品进行电气击穿实验，主要使用在硅油浸泡下的双电极系统进行测试。在测试箱中浸泡有硅油的两个电极之间放置75μm厚最终薄膜样品。将速率为100V/s的电压施加于电极之间，直到最终薄膜样品被击穿。通常用韦伯分布(Weibulldistribution)来对击穿强度的试验结果进行概率分布的可靠性分析，公式如下：其中，F(E)是击穿概率，α是比例参数(scaleparameter)，β是形状参数(shapeparameter)。进一步的，对50μm厚最终薄膜样品进行电导试验，采用三电极法，用直流电导率测试系统对50μm厚最终薄膜样品进行测试。在电导曲线进入稳定状态后，记录电导率数据。进一步的，对本申请实施例提供的高压电缆绝缘材料进行机械试验。机械试验通常使用万能材料试验机以恒定的延伸速度拉伸矩形或哑铃形薄膜的样品。在本申请实施例中，使用TiniusOlsenH25KS拉力试验机测试厚度为200μm、长度为5cm、宽1cm的矩形最终薄膜样品。通过试验软件得到应力-应变曲线进而分析拉伸试验结果。绝缘材料的拉伸性能可以由杨氏模量(E)表示：其中，E为杨氏模量，σ是拉伸应力，ε是拉伸应变。结果表明，本专利技术提供的高压电缆绝缘材料可以同时满足以下要求：(1)较高的介电性能，电气击穿强度可达到283.20kV/mm，电导测试结果为4.35E-18S/cm；(2)高韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压电缆绝缘材料，其特征在于，所述高压电缆绝缘材料包括以下重量份数的各组分制备成的共混物：等规聚丙烯90份、丙烯‑乙烯共聚物10份。

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆绝缘材料，其特征在于，所述高压电缆绝缘材料包括以下重量份数的各组分制备成的共混物：等规聚丙烯90份、丙烯-乙烯共聚物10份。2.如权利要求1所述的高压电缆绝缘材料，其特征在于，所述共混物的制备工艺包括使用高温压力机压制所述重量份数的各组分。3.如权利要求1所述的高压电缆绝缘材料，其特征在于，所述等规聚丙烯包括等规立构聚丙烯均聚物。4.如权利要求1所述的高压电缆绝缘材料，其特征在于，所述丙烯-乙烯共聚物包括弹性体丙烯-乙烯聚合物塑料。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹骁勇，沈鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53