CN105646979A - 一种直流电缆绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

一种直流电缆绝缘材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直流电缆绝缘材料及其制备方法，所述的绝缘材料包括聚烯烃弹性体20-30份、乙丙橡胶10-20份、磺化三聚氰胺甲醛树脂4-10份、尿素甲醛树脂2-6份、对甲氧基肉桂酸乙酯2-4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2-5份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3-6份、聚亚烷基二醇3-7份、纳米硫酸钙4-8份、三氧化二锑2-5份、硅烷偶联剂KH560为2-5份。所述的制备方法包括下述步骤：（1）按重量将上述成分在温度为90-100℃下搅拌；（2）再用双螺杆挤出机进行挤压处理，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。制备得到的直流电缆绝缘材料具有耐冲击性能强、拉伸强度高、耐热性能优良的特点。

Description

一种直流电缆绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆绝缘材料领域，涉及一种直流电缆绝缘材料及其制备方法。
背景技术
绝缘材料的作用是在电气设备中把电势不同的带电部分隔离开来。因此绝缘材料首先应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电、击穿等事故。其次耐热性能要好，避免因长期过热而老化变质；此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性和较高的机械强度以及工艺加工方便等特点。根据上述要求，常用绝缘材料的性能指标有绝缘强度、抗张强度、比重、膨胀系数等。根据常用的绝缘材料按其化学性质不同，可分为无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料。用于直流电缆的绝缘材料也需要具备优良的性能，如良好的抗冲击强度、拉伸强度以及耐热强度等。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提高用于直流电缆的绝缘材料的抗冲击强度、耐热强度及其阻燃性能，解决现有的直流电缆用绝缘材料抗冲击等性能较差的问题，提高直流电缆的抗冲击强度、耐热强度等。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种直流电缆绝缘材料，所述的直流电缆绝缘材料包括下述重量份的成分：
聚烯烃弹性体20-30份、
乙丙橡胶10-20份、
磺化三聚氰胺甲醛树脂4-10份、
尿素甲醛树脂2-6份、
对甲氧基肉桂酸乙酯2-4份、
过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2-5份、
聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3-6份、
聚亚烷基二醇3-7份、
纳米硫酸钙4-8份、
三氧化二锑2-5份、
硅烷偶联剂KH5602-5份。
进一步的，所述的一种直流电缆绝缘材料，包括下述重量份的成分：
聚烯烃弹性体23-27份、
乙丙橡胶13-17份、
磺化三聚氰胺甲醛树脂6-9份、
尿素甲醛树脂3-5份、
对甲氧基肉桂酸乙酯3-4份、
过氧化-2-乙基己酸叔戊酯3-4份、
聚乙二醇双-2-乙基己酸酯4-5份、
聚亚烷基二醇4-6份、
纳米硫酸钙5-7份、
三氧化二锑3-4份、
硅烷偶联剂KH5603-4份。
所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体20-30份、乙丙橡胶10-20份、磺化三聚氰胺甲醛树脂4-10份、尿素甲醛树脂2-6份、对甲氧基肉桂酸乙酯2-4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2-5份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3-6份，在温度为90-100℃下搅拌5-15min，搅拌转速为50-100r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇3-7份、纳米硫酸钙4-8份、三氧化二锑2-5份、硅烷偶联剂KH560为2-5份，再对其搅拌10-20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为155-165℃，二区温度为170-180℃，三区温度为185-195℃，四区温度为210-220℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为15-20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，步骤（1）中在温度为95℃下搅拌10min。
所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，步骤（1）中搅拌转速为60-80r/min。
所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，制备方法步骤（3）中一区温度为160℃，二区温度为175℃，三区温度为190℃，四区温度为215℃。
有益效果：本发明的制备方法制备得到的直流电缆绝缘材料的抗冲击强度达到了400J/M以上，另外其拉伸强度也在30MPa以上，并且还具有了耐100℃高温不形变的特性，其制备工艺简单方便，成本较低，可在直流电缆的绝缘材料中得到较多应用。
具体实施方式
实施例1
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体30份、乙丙橡胶10份、磺化三聚氰胺甲醛树脂4份、尿素甲醛树脂2份、对甲氧基肉桂酸乙酯4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯5份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯6份，在温度为100℃下搅拌15min，搅拌转速为50r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇7份、纳米硫酸钙4份、三氧化二锑2份、硅烷偶联剂KH560为5份，再对其搅拌20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为165℃，二区温度为180℃，三区温度为185℃，四区温度为210℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
实施例2
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体20份、乙丙橡胶20份、磺化三聚氰胺甲醛树脂10份、尿素甲醛树脂6份、对甲氧基肉桂酸乙酯2份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3份，在温度为90℃下搅拌5min，搅拌转速为100r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇3份、纳米硫酸钙8份、三氧化二锑5份、硅烷偶联剂KH560为2份，再对其搅拌10min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为195℃，四区温度为220℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为15:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
实施例3
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体23份、乙丙橡胶17份、磺化三聚氰胺甲醛树脂6份、尿素甲醛树脂5份、对甲氧基肉桂酸乙酯4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯3份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯5份，在温度为100℃下搅拌15min，搅拌转速为50r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇6份、纳米硫酸钙5份、三氧化二锑3份、硅烷偶联剂KH560为4份，再对其搅拌20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为165℃，二区温度为180℃，三区温度为185℃，四区温度为210℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
实施例4
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体27份、乙丙橡胶13份、磺化三聚氰胺甲醛树脂9份、尿素甲醛树脂3份、对甲氧基肉桂酸乙酯3份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯4份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯4份，在温度为90℃下搅拌5min，搅拌转速为100r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇4份、纳米硫酸钙7份、三氧化二锑4份、硅烷偶联剂KH560为3份，再对其搅拌10min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为195℃，四区温度为220℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为15:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
实施例5
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体25份、乙丙橡胶15份、磺化三聚氰胺甲醛树脂8份、尿素甲醛树脂4份、对甲氧基肉桂酸乙酯4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯3份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯4份，在温度为90℃下搅拌5min，搅拌转速为100r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇5份、纳米硫酸钙6份、三氧化二锑3份、硅烷偶联剂KH560为4份，再对其搅拌10min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为155℃，二区温度为170℃，三区温度为195℃，四区温度为220℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为15:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
对比例1
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体30份、乙丙橡胶10份、磺化三聚氰胺甲醛树脂4份、尿素甲醛树脂2份、对甲氧基肉桂酸乙酯4份，在温度为100℃下搅拌15min，搅拌转速为50r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇7份、纳米硫酸钙4份、三氧化二锑2份、硅烷偶联剂KH560为5份，再对其搅拌20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为165℃，二区温度为180℃，三区温度为185℃，四区温度为210℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
对比例2
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体30份、乙丙橡胶10份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯5份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯6份，在温度为100℃下搅拌15min，搅拌转速为50r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇7份、纳米硫酸钙4份、三氧化二锑2份、硅烷偶联剂KH560为5份，再对其搅拌20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为165℃，二区温度为180℃，三区温度为185℃，四区温度为210℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
制备的直流电缆绝缘材料的抗冲击强度及拉伸强度如下：
抗冲击强度（J/M） 拉伸强度（MPa）
实施例1 446 34
实施例2 451 33
实施例3 463 35
实施例4 467 36
实施例5 478 39
对比例1 374 25
对比例2 362 24
另外，本发明的实施例的直流电缆绝缘材料在100℃高温下放置24h后性能无变化，也未产生形变。对比例1和2的直流电缆绝缘材料在100℃高温下放置24h后性能显著下降。

Claims (6)

1.一种直流电缆绝缘材料，其特征在于，所述的直流电缆绝缘材料包括下述重量份的成分：
聚烯烃弹性体20-30份、
乙丙橡胶10-20份、
磺化三聚氰胺甲醛树脂4-10份、
尿素甲醛树脂2-6份、
对甲氧基肉桂酸乙酯2-4份、
过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2-5份、
聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3-6份、
聚亚烷基二醇3-7份、
纳米硫酸钙4-8份、
三氧化二锑2-5份、
硅烷偶联剂KH5602-5份。
2.根据权利要求1所述的一种直流电缆绝缘材料，其特征在于，所述的直流电缆绝缘材料包括下述重量份的成分：
聚烯烃弹性体23-27份、
乙丙橡胶13-17份、
磺化三聚氰胺甲醛树脂6-9份、
尿素甲醛树脂3-5份、
对甲氧基肉桂酸乙酯3-4份、
过氧化-2-乙基己酸叔戊酯3-4份、
聚乙二醇双-2-乙基己酸酯4-5份、
聚亚烷基二醇4-6份、
纳米硫酸钙5-7份、
三氧化二锑3-4份、
硅烷偶联剂KH5603-4份。
3.根据权利要求1所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下述步骤：
（1）按重量分别将聚烯烃弹性体20-30份、乙丙橡胶10-20份、磺化三聚氰胺甲醛树脂4-10份、尿素甲醛树脂2-6份、对甲氧基肉桂酸乙酯2-4份、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯2-5份、聚乙二醇双-2-乙基己酸酯3-6份，在温度为90-100℃下搅拌5-15min，搅拌转速为50-100r/min；
（2）再向步骤（1）的混合物中加入聚亚烷基二醇3-7份、纳米硫酸钙4-8份、三氧化二锑2-5份、硅烷偶联剂KH560为2-5份，再对其搅拌10-20min；
（3）将步骤（2）的混合材料再用双螺杆挤出机进行挤压处理，双螺杆挤出机一区温度为155-165℃，二区温度为170-180℃，三区温度为185-195℃，四区温度为210-220℃，双螺杆挤出机螺杆长径比为15-20:1，挤出后切粒，为直流电缆绝缘材料。
4.根据权利要求3所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤（1）中在温度为95℃下搅拌10min。
5.根据权利要求3所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤（1）中搅拌转速为60-80r/min。
6.根据权利要求3所述的一种直流电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤（3）中一区温度为160℃，二区温度为175℃，三区温度为190℃，四区温度为215℃。
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