CN111621079A - 一种MoS2改性的高压绝缘电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及一种MoS2改性的高压绝缘电缆料。国内XLPE材料的高压传输性能还有待提高。为了解决这个问题，本发明提供一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，在聚乙烯基体中添加适量的改性MoS2，所述改性MoS2是四氧化三铁包覆MoS2的结构，另外，在挤出机末端紧靠挤出机头的位置外侧施加N极和S极相对应的磁场，在磁场作用下，从双螺杆挤出机头挤出前，电缆绝缘料中添加的改性MoS2沿磁场方向定向排列，有效提高了绝缘电缆料的抗击穿电压，具有良好的应用前景。

Description

一种MoS2改性的高压绝缘电缆料
技术领域
本发明涉及绝缘材料领域，尤其涉及一种MoS2改性的高压绝缘电缆料。
背景技术
高压输电技术代表着当今输电技术的发展趋势，日益受到世界各国的关注。伴随着高压输电技术的发展，对新材料、新设备、新工艺的要求也越来越高，特别是作为电力输送不可或缺的电缆，必须能够承受高压或超高压的考验。电线电缆是电力运输的关键部分，其中的绝缘材料是电缆耐压的关键因素之一。高分子材料具有优良的绝缘性能和可加工性能，成为电缆绝缘材料的首选。交联聚乙烯(XLPE)以其独特的绝缘特性、优良的力学性能、耐热性能，较高的过载温度、使用温度和短路温度，成为近年来发展迅猛的高压电缆用绝缘材料。目前，XLPE等级电缆料的生产商仅有北欧化工和美国陶氏化学两家公司，占据110kV以上等级电缆料的整个市场。在我国，110kV等级及以上规格的绝缘材料，几乎完全依靠进口(张涛.高压超高压交联聚乙烯超净绝缘料研究及其应用[D].)。因此，致力于提高我国XLPE材料的高压传输能力具有深远的战略性意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：中国国内的110kV等级及以上规格的绝缘材料，几乎完全依靠进口，国内XLPE材料的高压传输性能还有待提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，以重量份数计，包括以下成分：
Figure BDA0002551844680000011
Figure BDA0002551844680000021
具体地，所述LDPE的密度为0.890～0.924g/cm3，熔融指数为1.9～20g/10min。
具体地，所述改性MoS2，以重量份数计，按照以下步骤制备：
将100份MoS2分散于水溶液中，加入2-5份氯化亚铁与氯化铁的混合物，氯化亚铁与氯化铁的摩尔比为1:2，再加入氨水调节溶液pH＝9.5，在80-85℃、500rpm下搅拌2h，最后对溶液进行离心、水洗并干燥，即得到四氧化三铁包覆MoS2的改性MoS2。
具体地，所述MoS2的细度为18000目-180000目。
具体地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂BBM或抗氧剂CA。
具体地，所述交联剂为DCP或过氧化二叔丁基。
具体地，MoS2改性的高压绝缘电缆料的制备方法，按照以下方法制备：
按照配方量将LDPE、改性MoS2、抗氧剂、交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔各区温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所制备的MoS2改性的高压绝缘电缆料具有较高的击穿电压，最高可达65kV/mm，可作为110-220kV高压的直流电缆材料使用；
(2)本发明在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，电缆绝缘料经挤出机头挤出前，在外加磁场作用下，绝缘料中添加的适量改性MoS2沿磁场方向定向排列，有效提高了高压绝缘电缆料的抗击穿电压。
附图说明
图1：双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部相对位置设置的N极和S极相对应磁场的示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明以下实施例所采用LDPE的密度为0.890～0.924g/cm3，熔融指数为1.9～20g/10min；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂BBM或抗氧剂CA；交联剂为DCP或过氧化二叔丁基；MoS2选自丹麦KEMAGDL-650，双螺杆挤出机选自法国阿科玛V040挤出机；MoS2的细度为18000目-180000目。
实施例1
按照重量份数，将90份LDPE、3份改性MoS2、0.5份抗氧剂、0.5份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场(如图1所示)，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
实施例2
按照重量份数，将92份LDPE、3份改性MoS2、0.5份抗氧剂、0.5份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
实施例3
按照重量份数，将95份LDPE、5份改性MoS2、1份抗氧剂、1份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
本发明实施例1-3所制备绝缘电缆料均可作为110-220kV高压的直流电缆料使用。
对比例1同实施例3，不同之处在于：
按照重量份数，将95份LDPE、15份改性MoS2、1份抗氧剂、1份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
对比例2同实施例3，不同之处在于：
按照重量份数，将95份LDPE、1份改性MoS2、1份抗氧剂、1份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
对比例3同实施例3，不同之处在于：
按照重量份数，将95份LDPE、5份改性MoS2、1份抗氧剂、1份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
对比例4同实施例3，不同之处在于：
按照重量份数，将95份LDPE、1份抗氧剂、1份交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔4个区的温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
性能测试：
实施例1-3以及对比例1-4所制备材料的击穿电压，如表1所示：
表1
测试项 击穿电压(kV/mm)
实施例1 62
实施例2 61
实施例3 65
对比例1 55
对比例2 38
对比例3 47
对比例4 31
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
LDPE 90-95份
改性MoS2 3-5份
抗氧剂 0.5-1份
交联剂 0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于：所述LDPE的密度为0.890~0.924g/cm3，熔融指数为1.9~20g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于，所述改性MoS2，以重量份数计，按照以下步骤制备：
将100份的MoS2分散于水溶液中，加入2-5份氯化亚铁与氯化铁的混合物，氯化亚铁与氯化铁的摩尔比为1:2，再加入氨水调节溶液pH=9.5，在80-85℃、500rpm下搅拌2h，最后对溶液进行离心、水洗并干燥，即得到改性MoS2。
4.根据权利要求3所述的一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于：所述MoS2的细度为18000目-180000目。
5.根据权利要求1所述的一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂BBM或抗氧剂CA。
6.根据权利要求1所述的一种MoS2改性的高压绝缘电缆料，其特征在于：所述交联剂为DCP或过氧化二叔丁基。
7.一种MoS2改性的高压绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，按照以下方法制备：
按照配方量将LDPE、改性MoS2、抗氧剂、交联剂在高速搅拌下混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出，双螺杆挤出机的挤出腔各区温度均设置为150℃，在双螺杆挤出机挤出腔末端紧靠挤出机头的外部任意相对位置设置一个N极和S极相对应的磁场，材料经双螺杆挤出机挤出后，经过冷却水槽冷却，再经过风机吹干后造粒，即得到MoS2改性的高压绝缘电缆料。
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