一种具有优异抗老化性能的高压超净绝缘料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有优异抗老化性能的绝缘料及其制备方法，以重量份数计包括低密度聚乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异抗老化性能的高压超净绝缘料及其制备方法


[0001]本专利技术属于绝缘材料
，具体涉及一种具有优异抗老化性能的高压超净交联聚乙烯绝缘料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]交联聚乙烯（
XLPE
）电力电缆因其优异的机械性能和绝缘性能，安装维护方便，生产工艺简单，已广泛应用于城市配电网中
。
后来的发展围绕着电缆附件展开，随着电缆附件可靠性的提高，高压挤塑电缆才逐渐在城市电网中广泛应用，并向海底电缆等较长距离的输电领域推广
。
[0003]电力电缆作为传送电能的通道，是电力系统的重要组成部分，为电力系统的稳定性和可靠性提供保障
。
然而，电缆在运行过程中，由于受到光照
、
电场
、
磁场
、
热及水分等因素的影响而使其聚合物绝缘材料发生老化，导致材料绝缘性能显著降低，甚至造成整个电力系统的瘫痪和报废
。
外界环境因素的复杂性和多样性造成了绝缘材料不同的老化机理
。
微观上，通过对老化前后绝缘材料的内部微观结构分析，绝缘聚合物材料内部发生的水树枝和电树枝现象严重影响材料的绝缘性能，导致材料老化
。
宏观上，绝缘材料老化的主要表现有：介质损耗增大，绝缘电阻下降，材料表面龟裂，材料硬度加大等现象
。
[0004]为了减缓老化速率，提高运行寿命，电缆在生产制造过程中会向绝缘料中加入一系列的添加剂，其中电压稳定剂和抗氧剂与电缆绝缘层的老化进程密切相关
。
电压稳定剂可以增强材料的耐电性能和抗树枝化性能，抗氧剂可以延缓材料的热氧降解
。
在电缆运行过程中，绝缘层中的电压稳定剂和抗氧剂含量会逐渐减少
。
因此，关注电缆绝缘材料的老化现象对保证电气系统安全运行具有重要的理论意义和实用价值
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有优异抗老化性能的高压超净交联聚乙烯绝缘料及其制备方法，该超净绝缘料洁净度高
、
杂质含量低
、
具有良好的加工性能
、
较高的电气性能和优异的抗老化特性
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种具有优异抗老化性能的绝缘料，其制备原料按重量份计包括：低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.1
‑
0.9
份
、
复配交联剂1‑5份
、
电压稳定剂
0.01
‑
0.3
份
。
[0008]其中，所述复配抗氧剂为硫代双酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；所述复配交联剂为常温状态为固体和常温状态为液体的过氧化物类交联剂的混合物
。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述低密度聚乙烯的密度为
0.92
‑
0.93g/cm3，分子量分布为
5.5
‑
5.9
，熔融指数为
1.9
‑
2.1g/min
，体积电阻率
≥10
15
Ω
·
cm。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述复配抗氧剂中硫代双酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的重量比为
0.08
‑
0.72
：
0.02
‑
0.18
；
[0011]所述硫代双酚类抗氧剂的熔点为
161
‑
164℃
；亚磷酸酯类抗氧剂的熔点为
183
‑
187
℃
，二者灰分含量均低于
0.05%。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述硫代双酚类抗氧剂为
4,4'
‑
硫代双
(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚
)
；所述亚磷酸酯类抗氧剂为三
[2.4
‑
二叔丁基苯基
]亚磷酸酯
。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述复配交联剂中常温状态为固体和常温状态为液体的过氧化物类交联剂二者的质量比为
0.8
‑
4:0.2
‑
1。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述常温状态为固体的过氧化物类交联剂的熔点为
41
‑
42℃
，相对密度为
1.08
‑
1.09g/cm3，纯度＞
99.9%
；
[0015]所述常温状态为液体的过氧化物类交联剂的密度为
0.8
‑
0.9g/cm3，纯度＞
99.9%
，为淡黄色液体
。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述常温状态为固体的过氧化物类交联剂为过氧化二异丙苯；所述常温状态为液体的过氧化物类交联剂为过氧化二叔丁基
。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述电压稳定剂包括俘获高能电子的芳香族化合物
、
自由基清除剂和
/
或光稳定剂；进一步地，所述电压稳定剂包括二苯甲酮类
、
带有芳香环侧基的硅氧烷类
、
位阻哌啶类
、
紫外线吸收剂
UV
‑
531、
受阻胺光稳定剂
BW
‑
10LD
和激发态猝灭剂
UV
‑
1084
中的至少一种
。
[0018]进一步地，所述具有优异抗老化性能的绝缘料，其制备原料按重量份计包括：低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.3
‑
0.9
份
、
复配交联剂1‑2份
、
电压稳定剂
0.1
‑
0.3
份
。
[0019]更进一步地，所述具有优异抗老化性能的绝缘料，其制备原料按重量份计包括：低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.45
‑
0.65
份
、
复配交联剂
1.5
‑
1.8
份
、
电压稳定剂
0.25
‑
0.3
份
。
[0020]本专利技术还提供了上述具有优异抗老化性能的绝缘料的制备方法，包括如下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有优异抗老化性能的绝缘料，其制备原料按重量份计包括：低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.1
‑
0.9
份
、
复配交联剂1‑5份
、
电压稳定剂
0.01
‑
0.3
份；所述复配抗氧剂为硫代双酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；所述复配交联剂为常温状态为固体和常温状态为液体的过氧化物类交联剂的混合物
。2.
根据权利要求1所述的具有优异抗老化性能的绝缘料，其特征在于，其制备原料按重量份计包括：低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.3
‑
0.9
份
、
复配交联剂1‑2份
、
电压稳定剂
0.1
‑
0.3
份；优选地，低密度聚乙烯
96
‑
98
份
、
复配抗氧剂
0.45
‑
0.65
份
、
复配交联剂
1.5
‑
1.8
份
、
电压稳定剂
0.25
‑
0.3
份
。3.
根据权利要求1或2所述的具有优异抗老化性能的绝缘料，其特征在于，所述低密度聚乙烯的密度为
0.92
‑
0.93g/cm3，分子量分布为
5.5
‑
5.9
，熔融指数为
1.9
‑
2.1g/min
，体积电阻率
≥10
15
Ω
·
cm。4.
根据权利要求1或2所述的具有优异抗老化性能的绝缘料，其特征在于，所述复配抗氧剂中硫代双酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的重量比为
0.08
‑
0.72
：
0.02
‑
0.18
；优选地，所述硫代双酚类抗氧剂的熔点为
161
‑
164℃
，亚磷酸酯类抗氧剂的熔点为
183
‑
187℃
，二者灰分含量均低于
0.05%。5.
根据权利要求1或2所述的具有优异抗老化性能的绝缘料，其特征在于，所述硫代双酚类抗氧剂为
4,4'
‑
硫代双
(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚

【专利技术属性】
技术研发人员：张翀，李亚格，闫轰达，杨威，李文鹏，马欢，李维康，严智民，刘龙，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：