CN109503920A - 高介电绝缘复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

高介电绝缘复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高介电绝缘复合材料及其制备方法和应用。所述高介电绝缘复合材料，以重量份计，包括：低密度聚乙烯：100份；抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。本发明的高介电绝缘复合材料的绝缘性能优异，能够在保障高介电绝缘复合材料的击穿强度的可靠性优异的前提下，提高击穿强度。进一步地，本发明的高介电绝缘复合材料的制备方法，具有更高的安全性和更低的成本，适合工业大规模的生产。

Description

高介电绝缘复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种高介电绝缘复合材料及其制备方法和应用，属于绝缘材料加工技术领域。
背景技术
随着经济的快速发展，电力行业发展日渐迅速，聚乙烯具有突出的电性能、良好的加工性能及较低的价格，成为高压和超高压电力电缆材料的首选。但是，使用新型的复合材料如何制备出更高绝缘性能的绝缘材料是目前研究的一大难题。现有的高压绝缘料的高压绝缘性能(累积失效概率在63.2％处的击穿强度数值)和击穿强度的可靠性(击穿强度数据分散性)存在一定的差距，可靠性相对较差。
专利公开文件CN105348620A提供了一种耐热105℃耐候化学交联聚乙烯绝缘料，是由如下重量份数的原料组成的：低密度聚乙烯100份、过氧化物交联剂1.0～3.0份、炭黑母粒1.0～6.0份、抗氧剂0.1～1.0份、成核剂0.1～1.0份。其提供的耐热105℃耐候化学交联聚乙烯绝缘料，采用密度为0.920±0.003g/cm3，熔体流动指数为1.0～3.0g/10min的低密度聚乙烯为主要原料，充分利用其流动性、加工性能优良的特点，有效提高生产效率，降低对加工设备的要求。但是，该耐热105℃耐候化学交联聚乙烯绝缘料的击穿强度及击穿强度的可靠性方面没有进行研究，一种高可靠性高击穿强度的绝缘料有待开发。
发明内容
发明要解决的问题
基于现有技术中存在的技术问题，例如：绝缘性能差，特别是击穿强度及击穿强度的可靠性较差、杂质含量高等，本发明提供了一种高介电绝缘复合材料。
进一步地，本发明还提供了一种原料容易获取，制备方法简单的高介电绝缘复合材料的制备方法。
用于解决问题的方案
本发明提供一种高介电绝缘复合材料，其中，以重量份计，包括：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
本发明还提供一种高介电绝缘复合材料，其中，以重量份计，由以下组分组成：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
根据本发明的高介电绝缘复合材料，其中，所述高分子材料添加剂包括：线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、等规聚丙烯、间规聚丙烯中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的高介电绝缘复合材料，其中，所述抗氧剂包括1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种以上。
根据本发明的高介电绝缘复合材料，其中，所述交联剂包括过氧化物交联剂，优选包括双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物。
根据本发明的高介电绝缘复合材料，其中，所述高分子材料添加剂与所述低密度聚乙烯的重量份之比为0.5～8：100。
本发明还提供一种根据本发明的高介电绝缘复合材料的制备方法，其包括：将所述高介电绝缘复合材料的各组分混合的步骤。
根据本发明的高介电绝缘复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
将低密度聚乙烯、抗氧剂以及高分子材料添加剂熔融共混后造粒，得到颗粒物；
将所述颗粒物与交联剂混合并进行交联反应，得到高介电绝缘复合材料。
本发明还提供一种根据本发明的高介电绝缘复合材料在制备高压电缆绝缘材料或超高压电缆绝缘材料的应用。
本发明还提供一种电缆，其包括本发明的高介电绝缘复合材料。
发明的效果
本发明的高介电绝缘复合材料的绝缘性能优异，能够在保障高介电绝缘复合材料的击穿强度的可靠性优异的前提下，提高击穿强度。
进一步地，本发明的高介电绝缘复合材料的制备方法，具有更高的安全性和更低的成本，适合工业大规模的生产。
进一步地，本发明的高介电绝缘复合材料，可以应用于制备高压电缆绝缘材料或超高压电缆绝缘材料。
具体实施方式
以下将详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明首先提供一种高介电绝缘复合材料，以重量份计，包括：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
本发明通过使用高分子材料添加剂，不仅能够提高材料的结晶性能，而且高压绝缘性能(累积失效概率在63.2％处的击穿强度数值)和击穿强度的可靠性(击穿强度的数据分散性)均优异。
对于高压绝缘性能和击穿强度的可靠性，可以从绝缘料的微观性能进行分析，通过测试一定量的击穿数据进行双参数分布Weibull统计分析。其中，尺度参数可以表示的为累积失效概率在63.2％处的击穿强度数值，表征整体材料的平均击穿性能。尺度参数的数值越大，击穿强度越高，高压绝缘性能越优异；形状参数可以表示击穿强度的分散性。形状参数的数值越大，击穿强度的数据分散性越集中，即击穿强度的可靠性越优异。
优选地，本发明又提供一种高介电绝缘复合材料，以重量份计，由以下组分组成：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
在本发明中，所述高分子材料添加剂包括：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、无规共聚聚丙烯(PPR)、等规聚丙烯(iPP)、间规聚丙烯(sPP)中的一种或两种以上的组合。以重量份计，高分子材料添加剂的加入量为0.5～10.0份，优选为1.0～9.0份。当高分子材料添加剂的加入量在0.5～10.0份时，在击穿强度的可靠性优异的前提下，能够获得优异的高压绝缘性能。例如，高分子材料添加剂的加入量可以是2份、2.5份、3.5份、4份、5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9.5份等。
优选地，本发明的高分子材料添加剂可以在包括线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或两种以上的组合的情况下，同时还可以包括无规共聚聚丙烯、等规聚丙烯、间规聚丙烯中的一种或两种以上的组合。
在本发明中，所述高分子材料添加剂与所述低密度聚乙烯的重量份之比可以为0.5～8：100，优选为1-7.5：100；例如：所述高分子材料添加剂与所述低密度聚乙烯的重量份之比可以为1.5：100，2：100，2.5：100，3：100，3.5：100，4：100，4.5：100，5：100，6：100，7：100等。从而进一步在击穿强度的可靠性优异的前提下，能够获得优异的高压绝缘性能。
本发明的所述抗氧剂包括1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种以上。在本发明中，以重量份计，抗氧剂的加入量可以为0.1～0.5份，优选为0.15～0.4份。例如：抗氧剂的加入量可以是0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.45份等。
在本发明中，所述交联剂包括过氧化物交联剂，优选包括双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物。以重量份计，所述交联剂的加入量为1.50～2.00份，优选1.70～1.95份，例如：所述交联剂的加入量可以为1.72份、1.75份、1.78份、1.82份、1.88份等。
本发明的所述的上述原材料及助剂均为高纯净及以上的产品。
一般而言，所述高介电绝缘复合材料的杂质尺寸与含量的具体结果可以如下表A所示：
表A
而在本发明的每公斤高介电绝缘复合材料中，直径d大于等于100μm的杂质的数量可以为0个；直径d大于等于70μm，小于100μm的杂质的数量同样可以为0个。
本发明还提供了一种根据本发明的高介电绝缘复合材料的制备方法，包括：将所述高介电绝缘复合材料的各组分混合的步骤。
具体地，所述高介电绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将低密度聚乙烯、抗氧剂以及高分子材料添加剂熔融共混后造粒，得到颗粒物；
将所述颗粒物与交联剂混合并进行交联反应，得到高介电绝缘复合材料。
进一步地，所述高介电绝缘复合材料的制备方法，包括以下步骤：
取低密度聚乙烯、抗氧剂以及高分子材料添加剂，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(温度为130-200℃，转速800-960rpm)，通过挤出水冷切粒得到颗粒物；然后加入交联剂进行交联反应(温度为60-80℃，时间为12h以上，优选为16h以上)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。
本发明还提供一种根据本发明的高介电绝缘复合材料在制备高压电缆绝缘材料或超高压电缆绝缘材料的应用。
本发明的高压电缆是电力电缆的一种，是指用于传输35kV-1000kV之间的电力电缆，多应用于电力传输和分配。一般而言，1.8kV及以下为低压电缆；3.6kV～35kV为中压电缆；35kV～110kV为高压电缆；110kV～220kV及以上为超高压电缆。而本发明的高介电绝缘复合材料特别适用于制备高压电缆绝缘材料或超高压电缆绝缘材料。
本发明还提供一种电缆，其包括本发明的高介电绝缘复合材料。本发明制备得到的电缆性能优异，适合用于高压高频等场合。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
对比例1
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、0.2份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(各区温度分别为130℃、145℃、165℃、200℃、200℃、200℃、200℃，转速为900rpm)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.90份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
对比例2
取进口高压绝缘料1#，将其置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
对比例3
取进口高压绝缘料2#，将其置于一定厚度磨具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例1
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.5份的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和0.2份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.90份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例2
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、4.5份的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和0.25份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.95份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例3
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、7.5份的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例4
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.0份的中密度聚乙烯(MDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例5
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、3.0份的中密度聚乙烯(MDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例6
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、4.5份的中密度聚乙烯(MDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例7
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、0.5份的高密度聚乙烯(HDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.90份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例8
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.5份的高密度聚乙烯(HDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例9
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、5.5份的高密度聚乙烯(HDPE)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.85份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例10
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.0份的无规共聚聚丙烯(PPR)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例11
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、3.5份的无规共聚聚丙烯(PPR)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例12
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、8.5份的无规共聚聚丙烯(PPR)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例13
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、0.5份的等规聚丙烯(iPP)、0.5份的间规聚丙烯(sPP)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例14
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.5份的等规聚丙烯(iPP)、1.5份的间规聚丙烯(sPP)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例15
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.0份的无规共聚聚丙烯(PPR)、1.5份的间规聚丙烯(sPP)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm的成品高压绝缘薄片。
实施例16
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.0份的线性低密度聚乙烯(LLDPE)、0.5份的间规聚丙烯(sPP)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm成品高压绝缘薄片。
实施例17
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、1.0份的中密度聚乙烯(MDPE)、1.0份的等规聚丙烯(iPP)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm成品高压绝缘薄片。
实施例18
以重量份计，取100份的低密度聚乙烯、0.5份的高密度聚乙烯(HDPE)、0.5份的无规共聚聚丙烯(PPR)和0.15份抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混(工艺同对比例1)，通过双螺杆挤出机水下造粒工艺得到颗粒物，然后加入1.80份交联剂双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物进行交联反应(温度为70℃，时间为16h)，通过后吸法制备得到高介电绝缘复合材料。将高介电绝缘复合材料置于一定厚度模具中通过平板硫化机压制成薄片(温度为180℃，压力为20MPa，压制时间为15min)，得到厚度为0.2mm成品高压绝缘薄片。
性能测试
击穿性能测试
取实施例1-18以及对比例1制备得到的高压绝缘薄片和现有技术中常用的对比例2和对比例3的两种高压绝缘薄片，先在70℃烘箱放置24h，取出室温静放24h。每种高压绝缘薄料选取15个厚度均匀的且无肉眼可见杂质和气孔的绝缘薄片试样，应用固体材料击穿强度测试仪BDJC-100kV仪器，采用25#油浸式直径为2cm的球形电极进行交流击穿测试，其中，升压速率为0.5kV/s。然后对测试结果数据进行Weibull统计分析，具体结果见表1所示。
表1
由表1可以看出，添加高分子材料添加剂能够在击穿强度分散性优异的基础上明显增大绝缘复合材料的击穿强度；与此同时，本发明所制备的高压绝缘材料的击穿强度也明显高于市场上同类产品。
杂质及含量测试
使用德国OCS在线式薄膜质量检测系统检测本发明的实施例1-18的杂质尺寸及含量。具体结果为每公斤高介电绝缘复合材料中，直径d大于等于100μm的杂质的数量为0个；直径d大于等于70μm，小于100μm的杂质的数量为0个。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高介电绝缘复合材料，其特征在于，以重量份计，包括：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
2.一种高介电绝缘复合材料，其特征在于，以重量份计，由以下组分组成：
低密度聚乙烯：100份；
抗氧剂：0.1～0.5份，优选0.15～0.4份；
交联剂：1.50～2.00份，优选1.70～1.95份；
高分子材料添加剂：0.5～10.0份，优选1.0～9.0份。
3.根据权利要求1或2所述的高介电绝缘复合材料，其特征在于，所述高分子材料添加剂包括：线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、等规聚丙烯、间规聚丙烯中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高介电绝缘复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括1,2-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高介电绝缘复合材料，其特征在于，所述交联剂包括过氧化物交联剂，优选包括双(1-甲基-1-苯基乙基)过氧化物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高介电绝缘复合材料，其特征在于，所述高分子材料添加剂与所述低密度聚乙烯的重量份之比为0.5～8：100。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的高介电绝缘复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将所述高介电绝缘复合材料的各组分混合的步骤。
8.根据权利要求7所述的高介电绝缘复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将低密度聚乙烯、抗氧剂以及高分子材料添加剂熔融共混后造粒，得到颗粒物；
将所述颗粒物与交联剂混合并进行交联反应，得到高介电绝缘复合材料。
9.一种根据权利要求1-6任一项所述的高介电绝缘复合材料在制备高压电缆绝缘材料或超高压电缆绝缘材料的应用。
10.一种电缆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的高介电绝缘复合材料。
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CN102947384A (zh) * 2010-03-17 2013-02-27 北欧化工股份公司 具有优异电特性的适于电线电缆应用的聚和物组合物
CN107001728A (zh) * 2014-10-27 2017-08-01 北欧化工股份公司 具有优越电性能的用于电缆应用的聚合物组合物

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