CN105367870A - 一种耐热防污的超高压绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐热防污的超高压绝缘材料及其制备方法，包含的组分及其含量为：低密度聚乙烯100重量份，氟硅树脂15~20重量份，聚四氟乙烯20~30重量份，室温硫化硅橡胶5~15重量份，纳米蒙脱石1~5重量份，十二烷基硫酸钠0.1~1重量份，蒸馏水10~30重量份，纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物5~15重量份，相容剂0.8~6重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0.5~2.5重量份，交联剂0.5~5重量份。本发明制备的超高压绝缘材料，能够有效抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，具有良好的机械性能、电气性能和热性能，物理性能好。

Description

一种耐热防污的超高压绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种耐热防污的超高压绝缘材料及其制备方法。
背景技术
近年来，我国电力事业发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模逐步扩大。超高或特高压输电网络是国家电网正在全力打造的智能电网的骨架和核心，建设特高压输电网络能够大幅度提升我国电网的输送能力，降低长距离电力输送损耗，但是更高的电压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战。
高性能绝缘材料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核心与关键，其电气性能的高低与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全。低密度聚乙烯具有优良的介电性能和机械性能，已被广泛应用于超高压塑料绝缘电力电缆中。随着超高压、特高压直流输变电系统的发展，运行过程中的绝缘老化问题越来越严重，已成为绝缘电缆向超高压发展的主要障碍。当绝缘聚合物的工作电场强度达到击穿电场强度的十分之一时，长时间工作的电力设备绝缘中会引起树枝化，降低电缆使用寿命。随着超高压、特高压直流输变电工程的建设，电力设备正朝着电压高、体积小、重量轻和高可靠性的方向发展。寻找高效、耐久的抗老化添加剂，以便进一步减薄电缆的绝缘厚度，提高聚合物绝缘的击穿强度和延长电缆使用寿命，对降低电缆的制造成本具有明显的经济效益和实用价值。另外国内空气污染严重，气候条件复杂，作为电力安全头号大敌的输变电设备污闪防护依然任务艰巨；更高的电压等级对绝缘材料的耐热性能也提出了新的要求。
发明专利CN103665525A公开了一种高压直流电缆绝缘材料，该发明包括：100份LDPE，1~2份CPE，0.5~1.5份BaTiO3，0.6~1.5份导电钛酸钾晶须，1~2.5份交联剂，0.1~0.5份抗氧剂。用该材料制备的半导电聚烯烃屏蔽材料，具有超光滑表面特性，物理性能好，综合性能优异。发明专利CN101445627A公开了一种高压直流电缆绝缘材料及其制备方法，该发明采用的技术方案是，将100重量份的低密度聚乙烯，0.1~1重量份的抗氧剂，0.5~5重量份的马来酸酐，放入密炼机中混炼，然后再加入0.1~5重量份的交联剂混炼10~15分钟，得到高压直流电缆绝缘材料，该发明制备的绝缘材料可以有效提高高压直流电缆的力学性能和电气性能。但是这些材料不能很好的提高绝缘材料的防污闪性能和耐热性能。
因此，研制高性能绝缘材料，对建设安全可靠、稳定高效的直流超高压输变网络、提升我国输电水平和节省资源具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种抑制空间电荷分布、提高材料抗老化性能的耐热防污的超高压绝缘材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐热防污的超高压绝缘材料，包含的组分及其含量为：低密度聚乙烯100重量份，氟硅树脂15~20重量份，聚四氟乙烯20~30重量份，室温硫化硅橡胶5~15重量份，纳米蒙脱石1~5重量份，十二烷基硫酸钠0.1~1重量份，蒸馏水10~30重量份，纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物5~15重量份，相容剂0.8~6重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0.5~2.5重量份，交联剂0.5~5重量份。
优选的，所述低密度聚乙烯的密度为0.895~0.920g/cm3，熔融指数为2.3~15g/10min。
优选的，所述聚四氟乙烯为聚四氟乙烯微粉，粒径为0.5~5μm。
优选的，所述纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物的粒径为25~60nm，所述纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂300或抗氧剂BBM。
优选的，所述交联剂为过氧化二甲酰、三烯丙基异三聚氰酸酯或二亚乙基三胺中的一种。
本发明还提供了上述耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.1~1重量份十二烷基硫酸钠加入10~30重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在20~35℃条件下搅拌15~40min，然后加入1~5重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌3~6h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在140~190℃下混合20~25min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，15~20重量份氟硅树脂，20~30份聚四氟乙烯，5~15份室温硫化硅橡胶，5~15重量份纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物，0.8~6重量份相容剂放入密炼机中混炼30~40min，混炼温度为140~180℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入0.5~5重量份交联剂、0.5~2.5重量份抗氧剂、1~5重量份阻燃剂，在密炼机中混炼10~20min，混炼温度为140~180℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、纳米蒙脱石通过表面改性，与低密度聚乙烯的相容性更好，增加了纳米蒙脱石在有机体中的分散性。采用纳米蒙脱石改性低密度聚乙烯，可以有效提高材料的击穿强度，增加低密度聚乙烯韧性，降低其对裂纹的敏感性，增加热性能。
2、室温硫化硅橡胶是常用防污闪涂层的主要成分，其具有优良的电气绝缘性、憎水性和憎水迁移性；聚四氟乙烯乙烯微粉的添加可以显著降低环氧树脂复合材料的介电常数、介质损耗和吸水率，同时也提高了复合材料的热分解温度和抗污能力；氟硅树脂具有优异的耐温性、抗粘性、耐化学品性、防污性。通过以上材料的有机结合，可以有效提高材料的耐热性和防污能力。
3、采用无机纳米复合技术能够大幅度提高材料的体积电阻率，减少表面电荷积聚、优化电场分布、避免沿面闪络，同时提高材料绝缘、力学及热学等综合性能。纳米复合材料的局部放电以及耐压性能具有明显优势，纳米复合材料还具有显著的协同效应，可综合发挥各组分的协同效能。
4、本发明通过各种材料的有机结合，制备得到的耐热防污的超高压绝缘材料，能够有效抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，耐热性能高，防污能力强，具有良好的机械性能、电气性能和热性能，物理性能好，综合性能优异。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
一种耐热防污的超高压绝缘材料，包含的组分及其含量为：低密度聚乙烯100重量份，氟硅树脂15~20重量份，聚四氟乙烯20~30重量份，室温硫化硅橡胶5~15重量份，纳米蒙脱石1~5重量份，十二烷基硫酸钠0.1~1重量份，蒸馏水10~30重量份，纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物5~15重量份，相容剂0.8~6重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0.5~2.5重量份，交联剂0.5~5重量份。
所述低密度聚乙烯的密度优选为0.895~0.920g/cm3，熔融指数优选为2.3~15g/10min，所述熔融指数在190℃/2.16kg下测定，低密度聚乙烯与高密度聚乙烯相比柔韧性好，与线性低密度聚乙烯相比，可以阻碍内部由于杂质离子解离形成的电荷的积累。低密度聚乙烯有成核剂作用，减小了球晶尺寸，改善了结晶完整度，从而降低了空间电荷的产生。
所述氟硅树脂具有优异的耐温性、抗粘性、耐化学品性、防污性。
所述聚四氟乙烯优选为聚四氟乙烯微粉，粒径为0.5~5μm，聚四氟乙烯具有优异的微波性能、化学稳定性和力学性能，添加聚四氟乙烯乙烯微粉可以显著降低环氧树脂复合材料的介电常数、介质损耗和吸水率，同时也提高了复合材料的热分解温度，采用聚四氟乙烯微粉，可以增加比表面积，减少用量。
所述室温硫化硅橡胶选用市售单组份室温硫化硅橡胶。室温硫化硅橡胶是常用防污闪涂层的主要成分，其具有优良的电气绝缘性、憎水性和憎水迁移性。
所述纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物的粒径为25~60nm，所述纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2，纳米氮化硼、纳米氧化镁、纳米氧化锌具有良好的耐热性能，可以提高绝缘材料的热稳定性，用纳米粒子填充增强聚合物，填料与基体接触面积大，并且纳米粒子表面活性中心多，可以和基体紧密结合，相容性较好，达到同时增韧和增强的作用。
所述相容剂优选为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝的相容剂比其它相容剂极性强，相容效果比较好。
所述阻燃剂优选为氢氧化铝，其添加量少、阻燃效率高。
所述抗氧剂优选为抗氧剂300或抗氧剂BBM，适量抗氧剂的存在可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。
所述交联剂优选为过氧化二甲酰、三烯丙基异三聚氰酸酯或二亚乙基三胺中的一种，交联剂可以使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网状结构，提高材料的强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性。
本发明还提供了上述耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.1~1重量份十二烷基硫酸钠加入10~30重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在20~35℃条件下搅拌15~40min，然后加入1~5重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌3~6h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在140~190℃下混合20~25min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，15~20重量份氟硅树脂，20~30份聚四氟乙烯，5~15份室温硫化硅橡胶，5~15重量份纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物，0.8~6重量份相容剂放入密炼机中混炼30~40min，混炼温度为140~180℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入0.5~5重量份交联剂、0.5~2.5重量份抗氧剂、1~5重量份阻燃剂，在密炼机中混炼10~20min，混炼温度为140~180℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
在步骤1）中，所述表面改性的纳米蒙脱石，与低密度聚乙烯的相容性更好，增加了纳米二氧化硅在有机体中的分散性。
在步骤2）中，所述低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，表面改性的纳米蒙脱石与低密度聚乙烯的有机结合，可以有效提高材料的击穿强度，增加低密度聚乙烯韧性，降低其对裂纹的敏感性，增加热性能。
在步骤3）中，采用无机纳米复合技术能够大幅度提高环氧树脂的体积电阻率，减少表面电荷积聚、优化电场分布、避免沿面闪络，同时提高环氧材料绝缘、力学及热学等综合性能。
在步骤5）中，所述耐热防污的超高压绝缘材料局部放电以及耐压性能具有明显优势，纳米复合材料还具有显著的协同效应，可综合发挥各组分的协同效能。制备得到的耐热防污的超高压绝缘材料，能够有效抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，耐热性能高，防污能力强，具有良好的机械性能、电气性能和热性能，物理性能好，综合性能优异。
下面通过具体实施例，使本领域技术人员可以实施。
实施例1
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.1重量份十二烷基硫酸钠加入10重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在20℃条件下搅拌15min，然后加入1重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌3h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.895g/cm3、熔融指数为2.3g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在140℃下混合20min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，15重量份氟硅树脂，20重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，5重量份室温硫化硅橡胶，5重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），0.8重量份马来酸酐接枝聚乙烯放入密炼机中混炼30min，混炼温度为140℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入0.5重量份过氧化二甲酰、0.5重量份抗氧剂300、1重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼10min，混炼温度为140℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例2
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.3重量份十二烷基硫酸钠加入15重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在25℃条件下搅拌20min，然后加入2重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌3.5h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.905g/cm3、熔融指数为3.5g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在150℃下混合23min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，17重量份氟硅树脂，22重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，7重量份室温硫化硅橡胶，6重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），1重量份马来酸酐接枝聚丙烯放入密炼机中混炼32min，混炼温度为150℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入1重量份三烯丙基异三聚氰酸酯、1重量份抗氧剂BBM、2重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼12min，混炼温度为145℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例3
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.5重量份十二烷基硫酸钠加入20重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在23℃条件下搅拌25min，然后加入3重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌4h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.912g/cm3、熔融指数为4.8g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在160℃下混合24min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，16重量份氟硅树脂，25重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，10重量份室温硫化硅橡胶，8重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），1.5重量份马来酸酐接枝聚乙烯放入密炼机中混炼35min，混炼温度为160℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入1.5重量份二亚乙基三胺、1.5重量份抗氧剂300、3重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼15min，混炼温度为150℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例4
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.6重量份十二烷基硫酸钠加入23重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在23℃条件下搅拌28min，然后加入3.5重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌4.2h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.912g/cm3、熔融指数为5.6g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在160℃下混合24min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，17重量份氟硅树脂，27重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，12重量份室温硫化硅橡胶，9重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），2重量份马来酸酐接枝聚乙烯放入密炼机中混炼35min，混炼温度为160℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入1.8重量份二亚乙基三胺、1.2重量份抗氧剂300、3.5重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼15min，混炼温度为150℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例5
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.8重量份十二烷基硫酸钠加入25重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在25℃条件下搅拌30min，然后加入4重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌4.5h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.915g/cm3、熔融指数为7.9g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在170℃下混合25min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，18重量份氟硅树脂，28重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，13重量份室温硫化硅橡胶，10重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），3重量份马来酸酐接枝聚丙烯放入密炼机中混炼38min，混炼温度为170℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入2重量份过氧化二甲酰、1重量份抗氧剂BBM、4重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼18min，混炼温度为160℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例6
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.7重量份十二烷基硫酸钠加入26重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在26℃条件下搅拌32min，然后加入3.8重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌4.8h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.918g/cm3、熔融指数为10g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在180℃下混合22min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，17重量份氟硅树脂，27重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，12重量份室温硫化硅橡胶，12重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），3.2重量份马来酸酐接枝聚乙烯放入密炼机中混炼35min，混炼温度为165℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入2.5重量份过氧化二甲酰、1.5重量份抗氧剂300、3.5重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼17min，混炼温度为165℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例7
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将0.6重量份十二烷基硫酸钠加入28重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在30℃条件下搅拌35min，然后加入3重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌5h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.918g/cm3、熔融指数为10g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在180℃下混合22min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，16重量份氟硅树脂，26重量份粒径为0.5~5μm的聚四氟乙烯，12重量份室温硫化硅橡胶，13重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），3.5重量份马来酸酐接枝聚乙烯放入密炼机中混炼35min，混炼温度为165℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入3重量份过氧化二甲酰、2重量份抗氧剂300、3重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼17min，混炼温度为165℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
实施例8
一种耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将1重量份十二烷基硫酸钠加入30重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在35℃条件下搅拌40min，然后加入5重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌6h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份密度为0.920g/cm3、熔融指数为15g/10min（190℃/2.16kg下测定）的低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在190℃下混合25min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，20重量份氟硅树脂，30重量份粒径为5μm的聚四氟乙烯，15重量份室温硫化硅橡胶，15重量份粒径为25~60nm的纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物（纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2），6重量份马来酸酐接枝聚丙烯放入密炼机中混炼40min，混炼温度为180℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入5重量份二亚乙基三胺、2.5重量份抗氧剂BBM、5重量份氢氧化铝，在密炼机中混炼20min，混炼温度为180℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
性能测试
1、试样的制备
分别取实施例1~8得到的颗粒状材料5g，在交联温度为140℃、油压机压强为10MPa的条件下，在平板硫化机上各制得厚度为为4mm、长为3cm、宽2.5cm的试样然后冷却至室温。
2、耐化学药品性
将实施例1~8得到的材料分别放入3%的H2SO4、NaOH、NaCl溶液浸泡60h，均未变性，说明该绝缘材料耐化学药品性能良好。
3、力学性能
力学性能详见表1。
表1绝缘材料的力学性能
从表1可知，实施例1~8得到的材料理化性能指标均得到提高。
以上性能测试可以看出，本发明制备得到的耐热防污的超高压绝缘材料，能够有效抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，耐热性能高，防污能力强，具有良好的机械性能、电气性能和热性能，物理性能好，综合性能优异。

Claims (9)

1.一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：包含的组分及其含量为：低密度聚乙烯100重量份，氟硅树脂15~20重量份，聚四氟乙烯20~30重量份，室温硫化硅橡胶5~15重量份，纳米蒙脱石1~5重量份，十二烷基硫酸钠0.1~1重量份，蒸馏水10~30重量份，纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物5~15重量份，相容剂0.8~6重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0.5~2.5重量份，交联剂0.5~5重量份。
2.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯的密度为0.895~0.920g/cm3，熔融指数为2.3~15g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述聚四氟乙烯为聚四氟乙烯微粉，粒径为0.5~5μm。
4.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物的粒径为25~60nm，所述纳米氮化硼：纳米氧化镁：纳米氧化锌的质量比为3:5:2。
5.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝。
7.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂300或抗氧剂BBM。
8.根据权利要求1所述的一种耐热防污的超高压绝缘材料，其特征在于：所述交联剂为过氧化二甲酰、三烯丙基异三聚氰酸酯或二亚乙基三胺中的一种。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的耐热防污的超高压绝缘材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将0.1~1重量份十二烷基硫酸钠加入10~30重量份蒸馏水中，置于磁力搅拌器中，在20~35℃条件下搅拌15~40min，然后加入1~5重量份纳米蒙脱石，在60℃水浴中搅拌3~6h，过滤、干燥，得到表面改性的纳米蒙脱石；
2）将步骤1）得到的表面改性的纳米蒙脱石与100重量份低密度聚乙烯依次加入到转矩流变仪中，在140~190℃下混合20~25min，得到低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料；
3）将步骤2）得到的低密度聚乙烯/蒙脱石复合材料，15~20重量份氟硅树脂，20~30份聚四氟乙烯，5~15份室温硫化硅橡胶，5~15重量份纳米氮化硼、纳米氧化镁和纳米氧化锌混合物，0.8~6重量份相容剂放入密炼机中混炼30~40min，混炼温度为140~180℃，得到混合物料；
4）在步骤3）得到的混合物料中依次加入0.5~5重量份交联剂、0.5~2.5重量份抗氧剂、1~5重量份阻燃剂，在密炼机中混炼10~20min，混炼温度为140~180℃，得到混炼物；
5）将步骤4）得到的混炼物熔融挤出造粒，得到所述耐热防污的超高压绝缘材料。
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