一种三元乙丙橡胶基绝缘材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种三元乙丙橡胶基绝缘材料及其制备方法与应用，涉及绝缘材料技术领域；该绝缘材料包括以下质量百分数的制备原料：10％～30％的微米氧化锌、5％～15％的氮化硼、50％～80％的三元乙丙橡胶和1％～5％的硫化剂；所述微米氧化锌的粒径为1μm～20μm。本发明专利技术通过微米氧化锌和六方氮化硼共掺杂方法来获得一种兼具良好的电导非线性和击穿强度的三元乙丙橡胶复合材料，进而解决三元乙丙橡胶直接应用在电缆附件中可能会出现的由于电场分布不均而造成的击穿及损害等问题。场分布不均而造成的击穿及损害等问题。场分布不均而造成的击穿及损害等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三元乙丙橡胶基绝缘材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于绝缘材料
，具体是一种三元乙丙橡胶基绝缘材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]全世界追求更高电压等级的输电网络，交直流电压输电技术都在以跳跃式的速度发展。从长期发展的角度来讲，这将为高压直流输电网络需求的电缆附件生产制造产业带来新一轮的快速发展的契机。电缆附件被广泛应用于电缆线路中。但由于电缆内部绝缘部分的电导率经常会存在梯度性的差异，造成电场强度分配不均匀，严重的还会导致电缆附件被击穿，这会远远降低直流电缆输电系统运行的安全性。尤其是在比较高电压下的直流输电系统中运行安全性问题尤为突出，据相关统计表明：电缆附件故障是引发电力系统故障所占比例最大的因素，占所有电缆线路事故的70％以上。因此，引发电缆附件故障的问题亟待解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种三元乙丙橡胶基绝缘材料，以解决上述
技术介绍
中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
[0004]本专利技术还提供了上述三元乙丙橡胶基绝缘材料的制备方法。
[0005]本专利技术还提供了上述三元乙丙橡胶基绝缘材料的应用。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种三元乙丙橡胶基绝缘材料，包括以下质量百分数的制备原料：
[0007]10％～30％的微米氧化锌、5％～15％的氮化硼、50％～80％的三元乙丙橡胶和1％～5％的硫化剂；
[0008]所述微米氧化锌的粒径为1μm～20μm。
[0009]根据本专利技术三元乙丙橡胶基绝缘材料技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
[0010]本专利技术的制备原料中三元乙丙橡胶具有优越的电绝缘性能、耐电晕等性能。微米氧化锌半导体无机材料不仅具有非线性而且具有很强的电场依赖性，同时其对复合介质的界面陷阱及导电通路的形成具有较大影响，微米氧化锌在复合介质中掺杂含量相对较高时，三元乙丙橡胶复合介质的非线性电导特性会变得更加优异，但是微米氧化锌对复合介质的界面陷阱及导电通路的形成具有较大影响，这势必会导致复合介质的击穿强度严重劣化。
[0011]因此，本专利技术选择具有良好绝缘性的六方氮化硼为填料来共掺杂制备复合介质以减轻因高含量掺杂微米氧化锌而引起三元乙丙橡胶复合介质击穿强度劣化的问题；通过微米氧化锌和六方氮化硼共掺杂方法来获得一种兼具良好的电导非线性和击穿强度的三元乙丙橡胶复合材料，进而解决三元乙丙橡胶直接应用在电缆附件中可能会出现的由于电场
分布不均而造成的击穿及损害等问题。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述微米氧化锌为天津天力化学试剂有限公司生产，品牌为阿拉丁。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼的厚度为500nm～5000nm。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼的厚度为500nm～1500nm。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼的厚度为800nm～1200nm。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼的直径300nm～500nm。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述三元乙丙橡胶为美国陶氏生产，牌号为三元乙丙橡胶745P。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼为苏州纳朴材料科技有限公司生产，牌号为SIGMA
‑
ALDRICH。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮化硼的质量分数为10％。
[0021]本专利技术第二方面提供了上述三元乙丙橡胶基绝缘材料的方法，包括以下步骤：
[0022]S1、将所述三元乙丙基橡胶、微米氧化锌、氮化硼和硫化剂混合后混炼，制得混炼物；
[0023]S2、将所述混炼物预热、压片和冷却；
[0024]所述混炼的温度为95℃～105℃。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述混炼的时间为20min～30min。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述预热的时间为3min～7min。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述预热的温度为105℃～115℃。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述压片的压力为10MPa～20MPa。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述压片的时间为20min～40min。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述压片由第一次压片和第二次压片组成。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次压片的温度为105℃～115℃。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次压片的时间为10min～20min。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次压片的压力为10MPa～20MPa。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次压片的温度为165℃～175℃。
[0035]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次压片的时间为10min～20min。
[0036]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次压片的压力为10MPa～20MPa。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，所述冷却为水冷。
[0038]根据本专利技术的一些实施方式，所述冷却的时间为2min～4min。
[0039]根据本专利技术的一些实施方式，所述三元乙丙橡胶基绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
[0040]S01、将所述三元乙丙橡胶在95℃～105℃下熔融，制得熔融橡胶；
[0041]再将所述微米氧化锌、氮化硼添加至熔融橡胶中，混合20min～30min，制得混合物；
[0042]将所述硫化剂添加至所述混合物中，混炼3min～7min，制得混炼物；
[0043]S02、将混炼物在100℃～120℃预热3min～7min，在100℃～120℃、10MPa～20MPa
下第一次压片10min～20min；
[0044]在160℃～180℃、10MPa～20MPa下第二次压片10min～20min；
[0045]第二次压片完成后水冷2min～4min，再在20℃～30℃下冷却成型。
[0046]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次压片的过程中在第0.5min、1min、1.5min、3min、5min、7min时进行放气。
[0047]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次压片的过程中在第1min、3min、5min时进行放气。
[0048]本专利技术第三方面公开了上述三元乙丙橡胶基绝缘材料在制备高压直流电缆附件中的应用。
附图说明
[0049]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0050]图1为填料粉体和微米ZnO
‑
BN/EPDM复合介质的X射线衍射图。
[0051]图2为微米氧化锌
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元乙丙橡胶基绝缘材料，其特征在于，包括以下质量百分数的制备原料：10％～30％的微米氧化锌、5％～15％的氮化硼、50％～80％的三元乙丙橡胶和1％～5％的硫化剂；所述微米氧化锌的粒径为1μm～20μm。2.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶基绝缘材料，其特征在于，所述微米氧化锌为。3.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶基绝缘材料，其特征在于，所述氮化硼的厚度为500nm～5000nm。4.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶基绝缘材料，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。5.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶基绝缘材料，其特征在于，所述氮化硼的直径300nm～500nm。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：商宇，李镇江，宋志华，李华斌，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：