CN106782782A - 一种电力电缆绝缘层及其制备工艺 - Google Patents

一种电力电缆绝缘层及其制备工艺 Download PDF

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陈文�
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Abstract

本发明公开了一种电力电缆绝缘层，由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，所述专用复合导热粉占绝缘层总质量的20‑40%，所述乙丙橡胶占绝缘层总质量的25‑45%，所述双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5‑15%，所述聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10‑25%，所述甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10‑15%，所述环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5‑8%和所述400目硅微粉占绝缘层总质量的5‑10%；本发明的配方中的成分具有协同作用，复合导热粉能够在制品中形成有效的导热通路，经特定的工艺制得的导热绝缘电力电缆绝缘层具有弹性弯曲模量大、热导系数高、介电常数大、微卡软化温度高的性能。

Description

一种电力电缆绝缘层及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种电力设备领域，具体涉及一种电力电缆绝缘层及其制备工艺。
背景技术
随着国民经济的快速发展，作为国民经济主动脉的电力电缆的用量和使用范围越来越大。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆。常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电力电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV 以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。
电力电缆的外表面通常会塑封有绝缘层，所以提供一种阻燃效果佳，具有较好的耐温等级、绝缘性能、物理机械性能和老化性能的绝缘层是急切需要的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种阻燃效果佳，具有较好的耐温等级、绝缘性能、物理机械性能和老化性能的电力电缆绝缘层及其制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电力电缆绝缘层，其创新点在于：由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，所述专用复合导热粉占绝缘层总质量的20-40%，所述乙丙橡胶占绝缘层总质量的25-45%，所述双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5-15%，所述聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10-25%，所述甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10-15%，所述环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5-8%和所述400目硅微粉占绝缘层总质量的5-10%；
所述专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，所述球形氧化铝占复合导热粉总质量的30-50%，所述纳米碳化硅占复合导热粉总质量的20-40%，所述纳米氮化铝占复合导热粉总质量的5-15%，所述纳米氧化锌占复合导热粉总质量的6-12%，所述纳米氧化镁占复合导热粉总质量的5-10%，所述纳米氮化硼占复合导热粉总质量的3-7%，所述钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的0.5-2%。
本发明的另一个目的是公开一种电力电缆绝缘层的制备工艺，其创新点在于：经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；所述具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1-1.5小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌0.5-1小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在100-120℃下烘干2-4 小时复配共混而成；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在23-26℃条件下，混合搅拌1-1.5小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，所述模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在90-110℃条件下预热3-5小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，所述固化温度为170-230℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至20-26℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
进一步的，所述球形氧化铝的粒径为10-30µm。
本发明的有益效果如下：本发明的配方中的成分具有协同作用，复合导热粉能够在制品中形成有效的导热通路，经特定的工艺制得的导热绝缘电力电缆绝缘层具有弹性弯曲模量大、热导系数高、介电常数大、微卡软化温度高的性能。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
一种电力电缆绝缘层，由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，专用复合导热粉占绝缘层总质量的20-40%，乙丙橡胶占绝缘层总质量的25-45%，双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5-15%，聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10-25%，甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10-15%，环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5-8%和400目硅微粉占绝缘层总质量的5-10%；
专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，球形氧化铝占复合导热粉总质量的30-50%，纳米碳化硅占复合导热粉总质量的20-40%，纳米氮化铝占复合导热粉总质量的5-15%，纳米氧化锌占复合导热粉总质量的6-12%，纳米氧化镁占复合导热粉总质量的5-10%，纳米氮化硼占复合导热粉总质量的3-7%，钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的0.5-2%。
一种电力电缆绝缘层的制备工艺，经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1-1.5小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌0.5-1小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在100-120℃下烘干2-4 小时复配共混而成，球形氧化铝的粒径为10-30µm；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在23-26℃条件下，混合搅拌1-1.5小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在90-110℃条件下预热3-5小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，固化温度为170-230℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至20-26℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
实施例1
一种电力电缆绝缘层，由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，专用复合导热粉占绝缘层总质量的40%，乙丙橡胶占绝缘层总质量的25%，双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5%，聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10%，甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10%，环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5%和400目硅微粉占绝缘层总质量的5%；
专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，球形氧化铝占复合导热粉总质量的30%，纳米碳化硅占复合导热粉总质量的40%，纳米氮化铝占复合导热粉总质量的10%，纳米氧化锌占复合导热粉总质量的10%，纳米氧化镁占复合导热粉总质量的6%，纳米氮化硼占复合导热粉总质量的3%，钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的1%。
一种电力电缆绝缘层的制备工艺，经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌0.5小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在100℃下烘干2小时复配共混而成，球形氧化铝的粒径为10µm；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在23℃条件下，混合搅拌1小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在90℃条件下预热3小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，固化温度为170℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至20℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
实施例2
一种电力电缆绝缘层，由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，专用复合导热粉占绝缘层总质量的20%，乙丙橡胶占绝缘层总质量的30%，双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5%，聚壬二酸酐占绝缘层总质量的15%，甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的15%，环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5%和400目硅微粉占绝缘层总质量的10%；
专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，球形氧化铝占复合导热粉总质量的50%，纳米碳化硅占复合导热粉总质量的20%，纳米氮化铝占复合导热粉总质量的10%，纳米氧化锌占复合导热粉总质量的10%，纳米氧化镁占复合导热粉总质量6%，纳米氮化硼占复合导热粉总质量的3%，钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的1%。
一种电力电缆绝缘层的制备工艺，经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1.5小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌1小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在120℃下烘干4小时复配共混而成，球形氧化铝的粒径为30µm；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在26℃条件下，混合搅拌1.5小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在110℃条件下预热5小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，固化温度为230℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至26℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
实施例3
一种电力电缆绝缘层，由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，专用复合导热粉占绝缘层总质量的20%，乙丙橡胶占绝缘层总质量的30%，双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的15%，聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10%，甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10%，环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5%和400目硅微粉占绝缘层总质量的10%；
专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，球形氧化铝占复合导热粉总质量的40%，纳米碳化硅占复合导热粉总质量的30%，纳米氮化铝占复合导热粉总质量的8%，纳米氧化锌占复合导热粉总质量的12%，纳米氧化镁占复合导热粉总质量的5%，纳米氮化硼占复合导热粉总质量4%，钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的1%。
一种电力电缆绝缘层的制备工艺，经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1.2小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌0.8小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在110℃下烘干3小时复配共混而成，球形氧化铝的粒径为20µm；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在25℃条件下，混合搅拌1.2小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在100℃条件下预热4小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，固化温度为200℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至23℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
本发明的配方中的成分具有协同作用，复合导热粉能够在制品中形成有效的导热通路，经特定的工艺制得的导热绝缘电力电缆绝缘层具有弹性弯曲模量大、热导系数高、介电常数大、微卡软化温度高的性能。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种电力电缆绝缘层，其特征在于：由专用复合导热粉、乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉组成，所述专用复合导热粉占绝缘层总质量的20-40%，所述乙丙橡胶占绝缘层总质量的25-45%，所述双酚A型环氧树脂占绝缘层总质量的5-15%，所述聚壬二酸酐占绝缘层总质量的10-25%，所述甲基四氧苯酐占绝缘层总质量的10-15%，所述环氧树脂活性增韧剂占绝缘层总质量的5-8%和所述400目硅微粉占绝缘层总质量的5-10%；
所述专用复合导热粉由球形氧化铝、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼和钛酸酯偶联剂组成，所述球形氧化铝占复合导热粉总质量的30-50%，所述纳米碳化硅占复合导热粉总质量的20-40%，所述纳米氮化铝占复合导热粉总质量的5-15%，所述纳米氧化锌占复合导热粉总质量的6-12%，所述纳米氧化镁占复合导热粉总质量的5-10%，所述纳米氮化硼占复合导热粉总质量的3-7%，所述钛酸酯偶联剂占复合导热粉总质量的0.5-2%。
2.一种如权利要求1所述的电力电缆绝缘层的制备工艺，其特征在于：经过专用复合导热粉的制备、绝缘材料的制备、浇注、固化和脱模步骤，完成电力电缆绝缘层的制备；所述具体步骤如下：
（1）专用复合导热粉的制备：将球形氧化铝与纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氮化硅、纳米氮化硼按重量分散在去离子水中，充分搅拌1-1.5小时，升温至80℃，加入钛酸酯偶联剂，恒温搅拌0.5-1小时，所得产物过滤、干燥，经乙醇浸泡后抽滤，最后在100-120℃下烘干2-4 小时复配共混而成；
（2）绝缘材料的制备：将专用复合导热粉与乙丙橡胶、双酚A型环氧树脂、聚壬二酸酐、甲基四氧苯酐、环氧树脂活性增韧剂和400目硅微粉在23-26℃条件下，混合搅拌1-1.5小时，得到绝缘材料；
（3）浇注：将绝缘材料向模具中浇注，所述模具内腔内预先刷一层脱模剂，刷完后放在90-110℃条件下预热3-5小时，然后进行合模，并且在接缝处用石膏水进行密封；
（4）固化：将浇注后的模具放入炉内进行固化，所述固化温度为170-230℃；
（5）脱模：将固化后的模具进行降温，降温至20-26℃，然后进行脱模，取出绝缘材料，完成电力电缆绝缘层的制备。
3.根据权利要求2所述的一种电力电缆绝缘层的制备工艺，其特征在于：所述球形氧化铝的粒径为10-30µm。
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