CN109836823A - 一种绝缘材料温阻特性的调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘材料温阻特性的调控方法。具体的，本发明提出了一种绝缘材料，包括：100重量份的绝缘材料基体；以及(0.001～60)重量份的填料，所述填料包括正温度系数材料。由此，该正温度系数材料可以简便提高绝缘材料在高温区的电阻率，从而减小绝缘材料因温度梯度分布引起的电阻率变化幅度，进而均匀电场分布，改善使用该绝缘材料的高压直流设备的绝缘性能以及运行稳定性。

Description

一种绝缘材料温阻特性的调控方法

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，具体地，涉及一种绝缘材料温阻特性的调控方法，更具体地，涉及绝缘材料及其制备方法、高压直流设备。

背景技术

近年来，随着我国电力负荷迅猛增长，超、特高压输电工程也迎来了快速发展的黄金期。随着对电能需求的增加，自上世纪五十年代开始，瑞典、美国等国家开始探索高压直流输电技术，至今已投运近百项高压直流输电工程。直流输电具有大容量、远距离、低损耗的优势，是国际大电网倡导的主流方向。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前的高压直流设备在运行时，由于焦耳发热(即电流产生的热量，焦耳热)会导致设备绝缘材料的温度呈梯度分布。在直流电压下，设备绝缘电场分布取决于绝缘材料电阻率，而绝缘材料的电阻率是温度的函数，并随着温度的升高而减小(即负温度系数效应，Negative Temperature Coefficient，NTC)。在一定的温差下，设备绝缘外侧场强会大于内侧场强，形成“反转”的电场强度分布，并加剧电场梯度分布陡度，使设备运行严重偏离设计工况。绝缘材料的空间电荷、电树枝、击穿等性能随温度的升高呈加剧恶化趋势，伴随着温度梯度引起电场的不均匀分布和局部电场畸变，会加速绝缘材料的劣化甚至导致高压直流设备在寿命期内的击穿故障，给电力设备安全运行带来了极大的隐患。此外，高温下材料绝缘性能的不足导致目前绝缘设计裕度过大，增大了工程投资，并严重阻碍高压电力设备小型化的发展。因此，提出一种新的绝缘材料，其温阻特性可以调控，该绝缘材料在梯度温度场下具有较小的梯度电阻率分布和较为均匀的电场分布，将能在很大程度上解决上述问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种绝缘材料。根据本发明的实施例，该绝缘材料包括：100重量份的绝缘材料基体；以及(0.001～60)重量份的填料，所述填料包括正温度系数材料。由此，该正温度系数材料可以有效地提高绝缘材料在高温下的电阻率，减小复合绝缘材料因梯度温度引起的电阻分布不均匀程度，均匀电场分布，进而提高使用该绝缘材料的高压直流设备的绝缘性能以及运行稳定性。

根据本发明的实施例，所述正温度系数材料的居里温度为-50～+320℃。由此，该正温度系数材料的居里温度范围较广，可以和用于不同工作温度的设备中的绝缘材料相匹配，通过选择适当居里温度的正温度系数材料，可以简便地使其在其工作温度区间内具有较小的电阻梯度分布和较高的电阻率，抑制甚至消除复合绝缘材料电阻率的负温度系数效应，使用该绝缘材料的设备具有良好的绝缘性能和运行稳定性。

根据本发明的实施例，所述正温度系数材料包括具有正温度系数效应的纳米以及微米材料。由此，该纳米以及微米材料的来源广泛，且使用性能良好。

根据本发明的实施例，所述具有正温度系数的纳米以及微米材料包括钛酸钡基正温度系数材料、三氧化二钒基正温度系数材料、二氧化硅陶瓷基正温度系数材料的至少之一。由此，该正温度系数材料的来源广泛，且使用性能良好。

根据本发明的实施例，所述填料包括经过有机化改性的所述正温度系数材料。由此，对具有正温度系数效应的纳米以及微米材料经过有机化改性之后，可以增强正温度系数材料和绝缘材料基体的相容性，即可以增强该正温度系数材料在绝缘材料基体中的分散性，进而该正温度系数材料可以较好地调控绝缘材料基体的温阻特性，进一步提高该绝缘材料的绝缘性能。

根据本发明的实施例，所述填料包括多种居里温度不同的正温度系数材料。由此，通过多种具有不同居里温度的正温度系数材料，能够较为精确地控制绝缘材料电阻率的温度响应特性，可以进一步提高绝缘材料在高温区的电阻率，进一步降低绝缘材料的电阻率分布梯度，进一步提高绝缘材料的使用性能。

根据本发明的实施例，所述绝缘材料基体包括硅橡胶、聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯以及环氧树脂的至少之一。由此，进一步提高了该绝缘材料的使用性能。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备前面所述的绝缘材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：提供填料，所述填料包括正温度系数材料；将(0.001～60)重量份的所述填料和100重量份的绝缘材料基体共混，以便形成所述绝缘材料。由此，该方法可以简便地制得由具有正温度系数材料改性的绝缘材料，该正温度系数材料可以简便地减小绝缘材料因温度变化引起的电阻变化梯度，该绝缘材料可以在高温区具有较高的电阻率，使用该绝缘材料的高压直流设备具有良好的绝缘性能以及运行稳定性。

根据本发明的实施例，所述正温度系数材料包括具有正温度系数效应的纳米以及微米材料，所述提供填料进一步包括：对所述正温度系数材料进行有机化改性，以便获得所述填料。由此，可以提高填料和绝缘材料基体的相容性，进一步提高所制备的绝缘材料的绝缘性能。

根据本发明的实施例，所述对所述正温度系数材料进行有机化改性，以便获得所述填料包括：将所述正温度系数材料溶解在硅烷偶联剂溶液中，并进行超声震荡，以便形成第一混合液；将所述第一混合液在惰性气体保护下加热至70～110℃，冷凝回流，反应3～12小时，以便形成第二混合液；对所述第二混合液进行离心以及清洗处理，然后在80～110℃下进行真空干燥，以便获得硅烷偶联剂接枝的正温度系数材料，以便获得所述填料。由此，可以简便地制得硅烷偶联剂改性的正温度系数材料，即制得填料，该填料和绝缘材料基体具有良好的相容性，进一步提高了所制备的绝缘材料的使用性能。

根据本发明的实施例，所述第一混合液中，所述正温度系数材料和所述硅烷偶联剂的重量份之比为1：(0.05～2)。由此，正温度系数材料和硅烷偶联剂的重量份之比在上述范围内时，可以较好地制得硅烷偶联剂改性的正温度系数材料，且不影响正温度系数材料的使用性能。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种高压直流设备。根据本发明的实施例，所述高压直流设备包括前面所述的绝缘材料。由此，该高压直流设备具有前面所述的绝缘材料所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该高压直流设备的绝缘性能良好，运行稳定性和安全性较高。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的制备绝缘材料的方法流程图；以及

图2显示了根据本发明另一个实施例的制备填料的方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种绝缘材料。根据本发明的实施例，该绝缘材料包括：100重量份的绝缘材料基体；以及(0.001～60)重量份的填料，所述填料包括正温度系数材料。由此，该正温度系数材料可以简便地可以提高绝缘材料在高温区的电阻率，减小绝缘材料因梯度温度引起的电阻变化梯度，均匀电场分布，进而提高使用该绝缘材料的高压直流设备的绝缘性能以及运行稳定性。

为了便于理解，下面对根据本发明实施例的绝缘材料能够实现上述有益效果的原理进行简单说明：

如前所述，目前的高压直流设备在运行时，焦耳发热会导致绝缘材料温度呈梯度分布(例如电缆在工作时，环境温度较低，导芯的焦耳发热产生的温度较高，导致包覆在导芯外围的绝缘材料的温度从外到内(即从环境侧到靠近导芯侧)呈从小到大的梯度分布)，进而导致绝缘材料的电阻率呈梯度分布，导致直流电场下设备中的场强在高温侧(低电阻率侧)和低温侧(高电阻率侧)分布不均，形成局部电场畸变，进而加速绝缘材料的劣化甚至导致高压直流设备在寿命期内的击穿故障；并且焦耳发热会使绝缘材料的温度较高，高温下绝缘材料的电阻率降低，进而造成高压直流设备在高温下的绝缘性能和运行稳定性较差。而根据本发明实施例的绝缘材料，通过在绝缘材料基体中添加正温度系数材料(即具有正温度系数效应(PTC效应)的材料)，该正温度系数材料的电阻率随温度的升高而升高，并且当温度升至某一特定温度(例如该正温度系数材料的居里温度)时，该正温度系数材料的电阻率会急剧上升，因此，在绝缘材料基体(电阻率随温度升高而降低)中加入该正温度系数材料，可以抑制绝缘材料基体的电阻率随温度升高而降低的趋势，即可以减小绝缘材料因温度的梯度变化引起的电阻率变化幅度，进而可以使该高压直流设备中的电场分布较为均匀，运行稳定性较高；并且，该正温度系数材料可以定向提高绝缘材料在高温区的电阻率，甚至可以使该绝缘材料在设备工作温度区间内的电阻率基本保持不变，同时可以满足该绝缘材料在不同温度下的击穿强度、介电损耗等其他绝缘性能的使用要求，进而提高使用该绝缘材料的高压直流设备的绝缘性能以及运行稳定性，推动大容量、小型化高压直流设备的发展。

需要说明的是，本文中提到的“提高绝缘材料在高温区的电阻率”，其中的“高温区”应作广义理解，即本文中的“高温区”是指绝缘材料的工作温度区间内温度相对较高的一侧，而并非指具体的温度的高低。更具体的，“高温区”可以指温度高于填料中的正温度系数材料的居里温度的温度区间。

根据本发明的实施例，绝缘材料基体的具体种类不受特别限制，可以包括常用的塑料绝缘材料，例如可以包括硅橡胶、聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯以及环氧树脂等材料。

根据本发明的实施例，正温度系数材料的具体种类不受特别限制，具体的，可以包括具有正温度系数效应的纳米以及微米材料，例如可以包括钛酸钡基正温度系数材料、三氧化二钒基正温度系数材料、二氧化硅陶瓷基正温度系数材料的至少之一。由此，该正温度系数材料的来源广泛，使用性能良好，且上述材料的居里温度可调节的范围较广，能够满足不同绝缘材料的工作需求。需要说明的是，本文中提到的“纳米以及微米材料”是指该材料的粒径在数纳米、数十纳米、数百纳米，以及粒径在数微米、数十微米、数百微米。

根据本发明的实施例，该正温度系数材料的居里温度不受特别限制，本领域技术人员可以根据该绝缘材料的工作温度区间等进行合理选择。具体的，该具有正温度系数效应的纳米以及微米材料的居里温度可以为-50～+320℃，可以为-10℃，可以为40℃，可以为80℃，可以为100℃，可以为150℃，可以为200℃，可以为250℃，可以为300℃等。由此，该正温度系数材料的居里温度范围较广，可以和用于不同工作温度的设备中的绝缘材料相匹配，通过选择适当居里温度的正温度系数材料，可以简便地令该绝缘材料在其工作温度区间具有较高的电阻率，使用该绝缘材料的设备具有较均匀分布的电阻率和电场，以及较高的运行稳定性。

根据本发明的一个具体实施例，高压直流设备(例如电缆)的导芯温度通常为90℃左右，电缆使用时的环境温度为20℃左右，因而在该电缆工作时，包在导芯外围的绝缘材料内部会形成一个温度梯度区间，例如该绝缘材料从外到内(即从环境侧到靠近导芯侧)形成温度从20℃到90℃变化的温度梯度区间，因而该绝缘材料从外到内的电阻率也呈现从大到小的变化。此时，可以选择居里温度为50℃左右的正温度系数材料作为填料形成根据本发明实施例的绝缘材料，具有该绝缘材料的电缆在工作时，随着绝缘材料从外到内的温度升高，绝缘材料基体的电阻率在下降，而该正温度系数材料的电阻率在上升，在温度达到该正温度系数材料的居里温度(50℃)时，该正温度系数材料的电阻率急剧上升，因而显著提高了绝缘材料内部温度处于50℃以上部分的电阻率，减小了整个绝缘材料从外到内的电阻率分布梯度的陡度，从而抑制甚至消除了绝缘材料基体本身因温度高而电阻率降低的现象(即抑制了绝缘材料基体的NTC特性)，该绝缘材料可以在整个温度梯度范围内(例如前面所述的20℃到90℃范围)保持较高的电阻率，因而，使用该绝缘材料的高压直流设备具有良好的绝缘性能，并且具有较为均匀的场强分布和运行稳定性。

根据本发明的实施例，前面所述的填料可以包括只有一个居里温度的正温度系数材料，也可以同时包括多种居里温度不同的正温度系数材料，本领域技术人员可以根据该绝缘材料的工作需求进行选择。例如，该填料可以包括居里温度为30℃的钛酸钡基正温度系数材料，也可以同时包括居里温度分别为40℃、60℃以及90℃的钛酸钡基正温度系数材料。由于温度越高，绝缘材料的电阻率下降程度越大，因此通过多种不同居里温度的正温度系数材料的加入，在每个居里温度点，正温度系数材料的电阻率都能显著提升，因而能够进一步提高绝缘材料在高温区的电阻率，并且能够较为精确地控制绝缘材料电阻率的温度响应特性，甚至能够实现正温度特性。具体的，如前所述，当该绝缘材料同时包括居里温度分别为40℃、60℃以及90℃的钛酸钡基正温度系数材料时，该绝缘材料在温度高于40℃时(即高温区)，其电阻率有显著的提高，并且温度在60℃以上以及90℃以上时，其电阻率进一步显著提升，因此，该绝缘材料在高温区的电阻率很高。根据本发明的实施例，该填料还可以包括经过有机化改性的正温度系数材料。例如，可以利用硅烷偶联剂等对无机的具有正温度系数效应的纳米以及微米材料进行有机化改性。由此，对具有正温度系数效应的纳米以及微米材料经过有机化改性之后，可以增强该正温度系数材料和绝缘材料基体的相容性，即可以增强该正温度系数材料在绝缘材料基体中的分散性，进而该正温度系数材料可以较好地调控绝缘材料基体的温阻特性，进一步提高该绝缘材料的绝缘性能。

根据本发明的实施例，该绝缘材料包括：100重量份的绝缘材料基体，以及(0.001～60)重量份的填料，该填料包括前面所述的正温度系数材料。根据本发明的实施例，绝缘材料基体和填料的具体添加比例可以根据绝缘材料基体和正温度系数材料的具体种类、正温度系数材料的居里温度、该绝缘材料的工作温度等，在上述范围内进行选择。具体的，填料和绝缘材料基体的重量份之比可以为0.1：100，可以为2：100，可以为6：100，可以为10：100，可以为15：100，可以为30：100，可以为40：100，可以为50：100等。例如，绝缘材料基体包括聚乙烯、聚丙烯、交联聚乙烯等纯度要求较高材料时，该绝缘材料中的填料和绝缘材料基体的重量份之比可以为(0.001～20)：100；绝缘材料基体包括硅橡胶、环氧树脂等填料比例较高的材料时，该绝缘材料中的填料和绝缘材料基体的重量份之比可以为(0.001～50)：100。

根据本发明的具体实施例，该绝缘材料可以包括：100重量份的绝缘材料基体，以及2～6重量份的填料，其中，填料包括硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料。由此，该硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料可以简便地减小绝缘材料因温度变化引起的电阻变化梯度，可以提高绝缘材料基体在高温区的电阻率，进而提高使用该绝缘材料的高压直流设备的绝缘性能以及运行稳定性。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备前面所述的绝缘材料的方法。根据本发明的实施例，该方法制备的绝缘材料具有前面所述的绝缘材料所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：

S100：提供填料

在该步骤中，提供填料，该填料包括正温度系数材料。根据本发明的实施例，该正温度系数材料的种类和性能等可以和前面描述的相同，在此不再赘述，例如，该正温度系数材料可以包括具有正温度系数效应的微米以及纳米材料，例如钛酸钡基正温度系数材料、三氧化二钒基正温度系数材料、二氧化硅陶瓷基正温度系数材料的至少之一；该正温度系数材料的居里温度可以为-50～+320℃等。

根据本发明的实施例，为了进一步提高所制备的绝缘材料的使用性能，该步骤可以包括：对前面所述的具有正温度系数效应的微米以及纳米材料进行有机化改性，以便获得填料。由此，对纳米以及微米材料经过有机化改性之后，可以增强该纳米以及微米材料和绝缘材料基体的相容性，进而该纳米以及微米材料可以较好地调控绝缘材料基体的温阻特性，进一步提高该绝缘材料的绝缘性能。

根据本发明的实施例，参考图2，对正温度系数材料进行有机化改性，以便获得填料可以进一步包括：

S10：形成第一混合液

在该步骤中，将正温度系数材料(例如钛酸钡基正温度系数材料)溶解在硅烷偶联剂溶液中，并进行超声震荡，以便形成第一混合液。根据本发明的实施例，可以预先将正温度系数材料(例如钛酸钡基正温度系数材料)粉末置于真空干燥箱中，在100～120℃下干燥24小时，然后将干燥后的正温度系数材料(例如钛酸钡基正温度系数材料)粉末溶解于硅烷偶联剂溶液中并进行超声振荡，超声振荡时间可以为15～30分钟，超声振荡功率可以为800～1200瓦，以便形成第一混合液。

根据本发明的实施例，第一混合液中，加入的正温度系数材料和硅烷偶联剂的重量份之比可以为1：(0.05～2)，具体的，加入的正温度系数材料、硅烷偶联剂和溶剂的量之比可以为1g：(0.05～2)g：100mL。由此，正温度系数材料和硅烷偶联剂的重量份之比在上述范围内时，可以较好地制得硅烷偶联剂改性的正温度系数材料，该硅烷偶联剂改性的正温度系数材料在绝缘材料基体中的分散性较好，且不影响正温度系数材料的使用性能。

S20：形成第二混合液

在该步骤中，将前面所述的第一混合液在惰性气体保护下加热至70～110℃，冷凝回流，反应3～12小时，以便形成第二混合液。具体的，可以采用冷凝回流的方法，使上述第一混合液在N₂保护的气氛下，油浴加热至70～110℃，搅拌3～12小时，得到第二混合液。

S30：进行真空干燥，获得填料

在该步骤中，对前面所述的第二混合液进行离心以及清洗处理，具体的，可以对前面所述的第二混合液进行三轮离心以及清洗处理，然后在80～110℃下进行真空干燥，以便获得硅烷偶联剂接枝的正温度系数材料，以便获得填料。具体的，可以将前面所述的第二混合液离心，随后震荡离心并使用溶剂清洗2～3次，其中震荡时间可以为30～60秒，离心转速可以为3000～5000转/每分钟，离心时间可以为5～10分钟，最后在80～110℃真空干燥24小时后，即可得到硅烷偶联剂接枝的正温度系数材料粉末(例如硅烷偶联剂接枝的钛酸钡基正温度系数材料)，即得到有机化改性的填料。由此，上述方法可以简便地制得硅烷偶联剂改性的正温度系数材料，即制得填料，该填料和绝缘材料基体具有良好的相容性，进一步提高了所制备的绝缘材料的使用性能。

S200：将填料和绝缘材料基体共混，以便形成绝缘材料

在该步骤中，将(0.001～60)重量份的前面步骤中所述的填料和100重量份的绝缘材料基体共混，以便形成绝缘材料。根据本发明的实施例，该绝缘材料基体的种类、填料和绝缘材料基体的添加比例等可以和前面描述的相同，在此不再赘述，例如，绝缘材料基体可以包括常用的绝缘材料，例如可以包括硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯以及环氧树脂的至少之一。例如，填料和绝缘材料基体的重量份之比可以为0.1：100，可以为2：100，可以为6：100，可以为10：100，可以为15：100，可以为30：100，可以为40：100，可以为50：100等。

综上可知，该方法可以简便地制得由正温度系数材料改性的绝缘材料，该绝缘材料可以在高温区具有较高的电阻率，可以减小电阻率的分布梯度，使用该绝缘材料的高压直流设备具有良好的绝缘性能以及运行稳定性。

在本发明的又一方面，本发明提出了一种高压直流设备。根据本发明的实施例，该高压直流设备包括前面所述的绝缘材料，或者包括前面所述的方法所制备的绝缘材料。由此，该高压直流设备具有前面所述的绝缘材料或者前面所述的方法所制备的绝缘材料所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。具体的，该高压直流设备可以为电缆、套管等。总的来说，该高压直流设备的绝缘性能良好，运行稳定性和安全性较高。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的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技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市面购买获得的常规产品。

实施例1、制备硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末

(1)将居里温度为0℃的钛酸钡基正温度系数材料粉末置于真空干燥箱中，在100℃下干燥24小时；

(2)将步骤(1)得到的钛酸钡基正温度系数材料粉末溶解于硅烷偶联剂溶液中(填料：偶联剂：溶剂＝1g：0.05g：100ml)并进行超声振荡，超声振荡时间为15分钟，超声振荡功率为800瓦，得到第一混合液；

(3)采用冷凝回流的方法，使上述第一反应混合液在N₂保护的气氛下油浴加热至70℃，搅拌3小时，得到第二混合液；

(4)将步骤(3)得到的第二混合液离心，随后震荡离心并使用溶剂清洗2次，其中震荡时间为30秒，离心转速和时间分别为3000转每分钟、10分钟，最后在80℃真空干燥24小时后得到硅烷偶联剂接枝的钛酸钡基正温度系数材料粉末；

重复前面所述的步骤，依次制得居里温度分别为30℃、60℃、90℃、120℃的硅烷偶联剂接枝的钛酸钡基正温度系数材料粉末。

实施例2、制备添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的硅橡胶绝缘材料

将实施例1中制备的居里温度为0℃的硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末和硅橡胶按质量比为5:100进行共混，制得添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末的硅橡胶绝缘材料。

实施例3、制备添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的聚乙烯绝缘材料

将实施例1中制备的居里温度为30℃的硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末和聚乙烯按质量比为5:100进行共混，制得添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末的聚乙烯绝缘材料。

实施例4、制备添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的聚丙烯绝缘材料

将实施例1中制备的居里温度为60℃的硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末和聚丙烯按质量比为5:100进行共混，制得添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末的聚丙烯绝缘材料。

实施例5、制备添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的环氧树脂绝缘材料

将实施例1中制备的居里温度为60℃、90℃以及120℃的硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末和环氧树脂按质量比为1:2:3:100进行共混，制得添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末的环氧树脂绝缘材料。

性能测试：

将上述实施例2-5中制备的添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的绝缘材料进行不同温度下的电阻率测试，并且分别以实施例2-5中用到的绝缘材料基体，如硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯以及环氧树脂作为对比例进行测试。实验结果表面，实施例2-5中添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡基正温度系数材料粉末的绝缘材料，其在高温区(即相应的正温度系数材料的居里温度以上的温度区间)的电阻率均高于相应的绝缘材料基体的电阻率，并且实施例2-5中添加了硅烷偶联剂改性的钛酸钡粉末的绝缘材料，其在高于相应的钛酸钡粉末的居里温度时(即在高温区)，电阻率有效提高，有效减小了绝缘材料因温度升高产生的电阻率的变化值，该绝缘材料可以保持稳定的绝缘状态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种绝缘材料，其特征在于，包括：

100重量份的绝缘材料基体；以及

(0.001～60)重量份的填料，所述填料包括正温度系数材料。

2.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，所述正温度系数材料的居里温度为-50～+320℃。

3.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，所述正温度系数材料包括具有正温度系数效应的纳米以及微米材料；

任选地，所述具有正温度系数效应的纳米以及微米材料包括钛酸钡基正温度系数材料、三氧化二钒基正温度系数材料、二氧化硅陶瓷基正温度系数材料的至少之一。

4.根据权利要求3所述的绝缘材料，其特征在于，所述填料包括经过有机化改性的所述正温度系数材料。

5.根据权利要求2所述的绝缘材料，其特征在于，所述填料包括多种居里温度不同的正温度系数材料。

6.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，所述绝缘材料基体包括硅橡胶、聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯以及环氧树脂的至少之一。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述的绝缘材料的方法，其特征在于，包括：

提供填料，所述填料包括正温度系数材料；

将(0.001～60)重量份的所述填料和100重量份的绝缘材料基体共混，以便形成所述绝缘材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正温度系数材料包括具有正温度系数效应的纳米以及微米材料，所述提供填料进一步包括：

对所述具有正温度系数效应的纳米以及微米材料进行有机化改性，以便获得所述填料。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述正温度系数材料进行有机化改性，以便获得所述填料包括：

将所述正温度系数材料溶解在硅烷偶联剂溶液中，并进行超声震荡，以便形成第一混合液；

将所述第一混合液在惰性气体保护下加热至70～110℃，冷凝回流，反应3～12小时，以便形成第二混合液；

对所述第二混合液进行离心以及清洗处理，然后在80～110℃下进行真空干燥，以便获得硅烷偶联剂接枝的正温度系数材料，以便获得所述填料；

任选地，所述第一混合液中，所述正温度系数材料和所述硅烷偶联剂的重量份之比为1：(0.05～2)。

10.一种高压直流设备，其特征在于，所述高压直流设备包括权利要求1-6任一项所述的绝缘材料。