一种用于特种绝缘电缆的材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于特种绝缘电缆的材料，所述材料选自掺铈钛酸铜钙，分子式为Ca

【技术实现步骤摘要】
一种用于特种绝缘电缆的材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于特种电缆
，具体涉及一种用于特种绝缘电缆的材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国特高压技术的不断发展，高压直流输电已经得到广泛重视和发展。与交流输电相比，高压直流输电具有传输容量大、线路损耗小、不存在无功功率、电源连接方便、易于控制和调节等优点；而且不增加原有的电力系统短路电流的能力，不受系统稳定性的限制，直流电缆线路中不像交流电缆线路，没有电容电流故障，无磁损耗和介电损耗，基本上只有芯线绝缘电阻损耗，有相对较低的绝缘电压和高的可靠性等特点。
[0003]高压直流电缆附件是保障输电线路可靠运行的重要连接设备。由于电缆附件为多层复合绝缘结构容易产生凸起、气隙以及杂质等缺陷且承受复杂的工况以及敷设方式，因此也成为直流输电系统最为薄弱的环节。
[0004]对电缆附件故障的原因进行研究发现故障部位多集中于附件内半导电应力锥根部以及电缆主绝缘(XLPE)与应力锥增强绝缘界面处。这是由于在直流电压下附件内部的电场分布与各绝缘层材料的电导率有关。若要改善高压直流电缆附件内的电场分布，除了优化具体的绝缘结构，也可以从调控材料的直流介电性能入手。
[0005]中国专利申请CN103080237A公开了一种组合物和材料，所述组合物和材料具有变阻器性质，而且适用于电应力控制装置和电涌放电器装置。所述组合物和材料包括聚合物材料和煅烧的钛酸钙铜填充材料，而且具有可逆的非线性电流
‑
电压特性。作为填充材料，钛酸钙铜的非线性电流
‑
电压特性对组合物起了决定性作用。然而，对于特种绝缘电缆而言，所使用材料的介电性能和伏安特性仍然不能令人满意。
[0006]针对现有技术的上述缺陷，仍然需要寻找一种介电性能和伏安特性更好的用于特种绝缘电缆的材料及其制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于特种绝缘电缆的材料及其制备方法。相对于现有技术，本专利技术所述用于特种绝缘电缆的材料的介电性能和伏安特性更好。
[0008]为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种用于特种绝缘电缆的材料，其特征在于，所述材料选自掺铈钛酸铜钙，分子式为Ca
(1
‑
3x/2)
Ce
x
Cu3Ti4；其中，x＝0.10
‑
0.30。
[0009]根据本专利技术所述的材料，其中，x＝0.15
‑
0.25。
[0010]根据本专利技术所述的材料，其中，x＝0.18
‑
0.22。
[0011]另一方面，本专利技术提供了一种根据本专利技术所述的材料的制备方法，其中，包括：
[0012](1)由原料四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚制备掺铈钛酸铜钙溶胶；
[0013](2)由掺铈钛酸铜钙溶胶制备结晶掺铈钛酸铜钙粉末；
[0014](3)由结晶掺铈钛酸铜钙粉末制备根据本专利技术所述的材料。
[0015]根据本专利技术所述的制备方法，其中，原料四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚摩尔比为(1
‑
3x/2):x:3:4:16。
[0016]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述步骤(1)具体为：先将四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜置于乙二醇单甲醚，搅拌至完全溶解；随后滴加数滴无机酸，搅拌使其混合均匀；然后缓慢加入钛酸四丁酯，搅拌至完全溶解，加入完毕继续反应2
‑
8h；反应完毕，避光静置8
‑
48h。
[0017]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述无机酸选自浓硝酸。
[0018]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述步骤(2)具体为：将掺铈钛酸铜钙溶胶干燥粉末以3
‑
7℃/min升温至200
‑
400℃，保温1
‑
4h；再升温至1000
‑
1100℃，保温4
‑
12h。
[0019]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述步骤(3)具体为：将结晶掺铈钛酸铜钙粉末加入分散介质湿磨，再进行干燥除去分散介质。
[0020]根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述分散介质为无水乙醇。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所述用于特种绝缘电缆的材料的介电性能和伏安特性更好。
附图说明
[0022]图1是实施例和比较例样品的介电常数(右纵坐标)和介电损耗(左纵坐标)图。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0024]应理解，本专利技术的具体实施方式仅用于阐释本专利技术的精神和原则，而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整，这些等价技术方案同样落于本专利技术权利要求书所限定的范围。
[0025]在本专利技术中，如另有说明，所有百分比为重量百分比。
[0026]比较例1
[0027]按照摩尔比1:3:4:16，准备原料四水合硝酸钙、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚。先将四水合硝酸钙、三水合硝酸铜置于乙二醇单甲醚，搅拌至完全溶解；随后滴加数滴浓硝酸(质量百分数为68％)，搅拌使其混合均匀。然后缓慢加入钛酸四丁酯，搅拌至完全溶解，加入完毕继续反应4h。反应完毕，避光静置24h，得到钛酸铜钙溶胶。
[0028]将钛酸铜钙溶胶在80℃下干燥48h，研磨得到粉末。随后以5℃/min升温至300℃，保温2h；再升温至1050℃，保温8h，得到结晶钛酸铜钙粉末。加入无水乙醇作为分散介质，湿磨12h；再在80℃下干燥48h，得到钛酸铜钙产品。
[0029]实施例1
[0030]按照摩尔比0.7:0.2:3:4:16，准备原料四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚。先将四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜置于乙二醇单甲醚，搅拌至完全溶解；随后滴加数滴浓硝酸(质量百分数为68％)，搅拌使其混合均
匀。然后缓慢加入钛酸四丁酯，搅拌至完全溶解，加入完毕继续反应4h。反应完毕，避光静置24h，得到掺铈钛酸铜钙溶胶。
[0031]将掺铈钛酸铜钙溶胶在80℃下干燥48h，研磨得到粉末。随后以5℃/min升温至300℃，保温2h；再升温至1050℃，保温8h，得到结晶掺铈钛酸铜钙粉末。加入无水乙醇作为分散介质，湿磨12h；再在80℃下干燥48h，得到掺铈钛酸铜钙产品。
[0032]性能测试
[0033]将比较例1和实施例1的产品分别加入5wt％的PVA作为粘结剂造粒；造粒后的样品在10MPa压力下压制成直径20mm厚度2mm的样品；所得样品在1050℃直接烧结并保温10h，得到测试样品。
[0034]测试样品采用X
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于特种绝缘电缆的材料，其特征在于，所述材料选自掺铈钛酸铜钙，分子式为Ca
(1
‑
3x/2)
Ce
x
Cu3Ti4；其中，x=0.10
‑
0.30。2.根据权利要求1所述的材料，其中，x=0.15
‑
0.25。3.根据权利要求2所述的材料，其中，x=0.18
‑
0.22。4.一种根据权利要求1
‑
3任一项所述的材料的制备方法，其中，包括：(1) 由原料四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚制备掺铈钛酸铜钙溶胶；(2) 由掺铈钛酸铜钙溶胶制备结晶掺铈钛酸铜钙粉末；(3) 由结晶掺铈钛酸铜钙粉末制备根据权利要求1
‑
3任一项所述的材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，原料四水合硝酸钙、六水合硝酸铈、三水合硝酸铜、钛酸四丁酯和乙二醇单甲醚摩尔比为(1
‑
3x/2):x:3:4:16。6.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠关明，冯赤，
申请(专利权)人：浙江冠明电力新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：