一种绝缘电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆料技术领域，尤其涉及一种绝缘电缆料及其制备方法。PP/SEBS共混材料体内存在大量的“海

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘电缆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆料
，尤其涉及一种绝缘电缆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]环保节能理念成为全球性趋势，电线电缆行业也开始重视环保电缆的开发与推广。XLPE为热固性材料，其作为绝缘电缆材料在退役后无法被再次加工利用，焚烧或掩埋对环境造成严重的破坏。新形势下，交联聚乙烯为主的电线电缆已经不能代表绿色环保现代化可持续发展的全球性趋势。
[0003]目前，热塑性绝缘材料受到了电介质学术研究者的普遍关注。热塑性电绝缘材料，退役后可再次被回收利用，满足可持续发展的环保要求。聚丙烯是常见的热塑性材料，其熔融温度可以达到150℃以上，可连续在90℃的环境下工作。聚丙烯的短时击穿场强可达到300kV左右，体电阻率随着温度的升高变化不显著，空间电荷集聚的情况不明显，几乎不受环境湿度的影响，是一种潜在的高压电缆绝缘材料。
[0004]但是，聚丙烯的结晶度大，在工作温度范围内表现出模量高，使得聚丙烯分子刚性强、韧性差，低温环境中容易脆性开裂，在电线电缆制作、运输、安装、敷设及运行的过程中造成巨大的影响。利用弹性体增韧聚丙烯是最为常见的一种方式。但是应用弹性体改性聚丙烯后，共混材料的击穿强度显著降低，空间电荷集聚量增多，这种现象的原因是弹性体与聚丙烯交界面容易集聚电荷。研究表明，PP/SEBS共混材料体内存在大量的“海
‑
岛”界面结构，电极注入电荷与极化产生的电荷易于在“海
‑
岛”界面处积累。载流子在不同介质中的迁移速率各不相同，因而到达“海
‑
岛”界面处的载流子数量与离开的载流子数量不能同步，因而空间电荷易于积聚在“海
‑
岛”界面处。当弹性体SEBS引入PP基体时，PP球晶会变得松散，片晶变细、变短，PP分子链松弛活动能力增大，载流子在分子链间迁移的速率增大，极易在PP/SEBS共混材料体内存在大量的“海
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岛”界面结处形成空间电荷集聚，使得PP/SEBS共混材料的介电性能低于PP。
[0005]研究表明，将纳米粒子引入到PP与弹性体共混体系中可以显著改善共混材料的介电性能，提高耐电压击穿场强，减少空间电荷集聚。原因是纳米粒子与聚丙烯基体熔融共混后，形成了大量的纳米粒子与基体界面，外加电压作用时界面处形成了大量深陷阱，抑制了材料内部空间电荷的形成。在PP/SEBS共混体系中引入纳米粒子后，可以在一定程度上改善共混材料的介电性能，PP/SEBS共混体系的介电性能还有待于进一步提高。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术要解决的技术问题是：PP/SEBS共混材料体内存在大量的“海
‑
岛”界面结构，电极注入电荷与极化产生的电荷易于在“海
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岛”界面处积累，易造成空间电荷积聚，降低材料的耐电压击穿场强。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种绝缘电缆料，以重量份数计，包括以下成份：
[0008]PP
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70
‑
80份
[0009]弹性体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
30份
[0010]抗氧剂
ꢀꢀꢀ
0.1
‑
0.5份
[0011]改性石墨烯
ꢀꢀ
0.5
‑
2份
[0012]纳米二氧化硅
ꢀꢀ1‑
5份。
[0013]具体地，所述弹性体为SEBS。
[0014]具体地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂1035。
[0015]具体地，所述改性石墨烯按照以下步骤制备：
[0016](1)称取200mg GO溶于100mL DMF中超声分散均匀，得到GO分散液；
[0017](2)将GO分散液转移至三口烧瓶中，在氮气保护下，依次加入0.3mL三乙胺和2.5g十六烷基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后，在110℃下反应过夜，反应完成后，对反应产物进行过滤，再依次用无水乙醇、去离子水洗涤3
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5次，最后置于80℃的真空干燥箱中真空干燥24h，即得到改性石墨烯。
[0018]具体地，所述的一种绝缘电缆料，按照以下步骤制备：
[0019]按照配方量，将弹性体与改性石墨烯置于转矩流变仪中，熔融共混8
‑
10min，之后再加入PP和抗氧剂，熔融共混10
‑
12min，然后再加入改性纳米粒子熔融共混3
‑
5min，即得到绝缘电缆料。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术采用特殊的加料顺序，使得改性纳米粒子主要分布在PP/SEBS共混材料“海
‑
岛”界面处，改性纳米粒子的引入可以在“海
‑
岛”界面处形成深陷井，可有效提高共混材料的击穿场强，并抑制空间电荷积聚；
[0022](2)PP/SEBS共混材料体内存在大量的“海
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岛”界面结构，电极注入电荷与极化产生的电荷易于在“海
‑
岛”界面处积累；SEBS的内部结构存在聚苯乙烯链段之间形成的物理交联网络降低了载流子的迁移速度；本专利技术采用十六烷基三甲氧基硅烷对石墨烯改性，在石墨烯片层结构中引入了长碳链，一方面增加了纳米石墨烯片层结构之间的接触距离，使其不容易发生团聚，更容易机械分散，另一方面，纳米石墨烯片层结构表面的长碳链还可以充当“桥梁”作用，使得纳米石墨烯片层之间更容易形成“接触长链”，加快了SEBS中载流子向各个方向迁移的速度，使得PP/SEBS共混材料“海
‑
岛”界面处极化过程中到达与离开的载流子数量差值减小，有效改善了界面处的空间电荷积聚现象；
[0023](3)在弹性体、抗氧剂、纳米粒子与改性石墨烯的多重作用下，本专利技术所制备的绝缘电缆料具有较大的直流击穿场强和优异的力学性能。
具体实施方式
[0024]现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]本专利技术以下实施例所使用的PP为中国石油化工生产的等规聚丙烯，等规度为96％，密度为0.905g/cm3，熔体流动速率(MFR)为3.2g/10min，收缩率为1.8
‑
2.5％，挤出温度：180
‑
260℃。
[0026]本专利技术以下实施例所采用的纳米二氧化硅为德固赛疏水气相二氧化硅R812S，其粒径为8000目。
[0027]本专利技术以下实施例所采用的氧化石墨烯为改进hummers方法制备的氧化石墨烯。
[0028]实施例1
[0029]一种绝缘电缆料，以重量份数计，包括以下成份：
[0030]PP
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70份
[0031]SEBS
ꢀꢀꢀꢀꢀ
20份
[0032]抗氧剂1010 0.1份...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘电缆料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成份：PP
ꢀꢀꢀꢀꢀ
70
‑
80份弹性体
ꢀꢀꢀꢀ
20
‑
30份抗氧剂
ꢀꢀꢀ
0.1
‑
0.5份改性石墨烯
ꢀꢀ
0.5
‑
2份纳米二氧化硅
ꢀꢀ1‑
5份。2.根据权利要求1所述的一种绝缘电缆料，其特征在于，所述弹性体为SEBS。3.根据权利要求1所述的一种绝缘电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂1035。4.根据权利要求1所述的一种绝缘电缆料，其特征在于，所述改性石墨烯按照以下步骤制备：（1）称取200mg GO溶于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高铭泽，杨艳芳，李中原，寇昭强，付高洁，张艳洁，徐敏，陈晶，吕春会，高质涵，
申请(专利权)人：牡丹江医学院，
类型：发明
国别省市：