CN116913587B - 一种智能电网用中高压电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能电网用中高压电缆，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：60‑80份聚氯乙烯、22‑36份氯丁橡胶、14‑24份乙烯‑醋酸乙烯共聚物、18‑30份改性填充材料、12‑18份阻燃剂、2.1‑3.5份润滑剂、0.25‑0.45份热稳定剂、0.15‑0.35份光稳定剂和0.4‑0.8份抗氧剂。为了能够增强对于电缆的保护作用，本发明制备了一种新型的电缆保护外层材料，该材料不仅具有较高的表面强度，还具有较强的防水性、耐磨性和耐腐蚀性，能够保证电缆在恶劣的使用环境中也能够起到更好的保护作用。

Description

一种智能电网用中高压电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆领域，具体涉及一种智能电网用中高压电缆及其制备方法。
背景技术
我国电力建设投资规模不断提高，用电需求不断扩大，为进一步优化资源配置，提高供电效率，国网公司提出智能电网概念。智能电网，即电网智能化，建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
智能电网技术是一种集新能源开发与利用、电能监控与调度、智能供电管理、能源互联网集成等多个功能于一体的电网系统。智能电网具有建设成本低、极大方便和易于维护的特点，与未来发展趋势相适应，因此有很大的发展潜力。因此，可以预见智能电网的前景是非常广阔，并将成为未来电力系统发展的重要方向之一。但是由于智能电缆有时候需要应用在恶劣环境中，而在较为恶劣环境的影响下，电缆常常因材料的原因导致性能大幅度降低，比如表面产生大量裂纹、磨损严重以及腐蚀严重等，这些都会造成较大程度的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种智能电网用中高压电缆及其制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种智能电网用中高压电缆，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
60-80份聚氯乙烯、22-36份氯丁橡胶、14-24份乙烯-醋酸乙烯共聚物、18-30份改性填充材料、12-18份阻燃剂、2.1-3.5份润滑剂、0.25-0.45份热稳定剂、0.15-0.35份光稳定剂和0.4-0.8份抗氧剂。
优选地，所述导电线芯的材料为纯铜、纯铝、铜铝合金中的一种。
优选地，所述绝缘层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡胶中的一种。
优选地，所述聚氯乙烯的牌号包括PVC SG-3、PVC SG-5、PVC SG-7、PVC SG-8中的任意一种或多种组合。
优选地，所述氯丁橡胶的牌号包括CR122、CR232、CR244、CR321中的任意一种或多种组合。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯（VA）含量为40wt.%，熔融指数52g/10min（190℃，2.16kg），比重为0.965g/cm3。
优选地，所述阻燃剂为磷酸酯，包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸甲苯二苯酯中的一种或多种。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁中的一种。
优选地，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂CZ-113或钙锌热稳定剂CZ-116。
优选地，所述光稳定剂为紫外线吸收剂，包括UV-312、UV-531、UV-328中的一种。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076中的一种。
优选地，所述改性填充材料的制备方法包括：
S1、称取二硒化钛粉末和双氧水溶液混合，在超声机内超声处理，超声机的温度为35-45℃，超声频率为40-50kHz，超声时间是1.5-2.5h，超声结束后，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到活化二硒化钛；
S2、称取活化二硒化钛和蒸馏水混合，滴加乙烯基三甲氧基硅烷，在70-80℃下搅拌4-8h，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到烯烃化二硒化钛；
S3、称取烯烃化二硒化钛在N,N-二甲基甲酰胺内混合均匀，加入4-乙烯基苯甲醛，再次混合均匀后，再加入偶氮二异丁腈，在氮气的保护下，升温至60-70℃，搅拌混合3-5h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到聚合包覆二硒化钛；
S4、称取聚合包覆二硒化钛和2-氨基-4，6二甲基嘧啶在甲苯内混合均匀，在氮气的保护下，滴加几滴冰醋酸，在冷凝回流装置内升温至110-120℃，搅拌反应3-6h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到改性填充材料。
优选地，所述S1中，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，双氧水溶液的浓度是10wt.%-15wt.%，二硒化钛粉末和双氧水的质量比为1:10-20。
优选地，所述S2中，活化二硒化钛、乙烯基三甲氧基硅烷和蒸馏水的质量比为1:0.1-0.3:10-20。
优选地，所述S3中，烯烃化二硒化钛、4-乙烯基苯甲醛和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.16-0.32:10-20；偶氮二异丁腈的加入量是4-乙烯基苯甲醛质量的1%-5%。
优选地，所述S4中，聚合包覆二硒化钛、2-氨基-4，6二甲基嘧啶和甲苯的质量比为1:0.22-0.44:10-20；冰醋酸的加入量是2-氨基-4，6二甲基嘧啶质量的1.4%-3.6%。
第二方面，本发明提供一种智能电网用中高压电缆的制备方法，包括如下步骤：
（1）将称取的聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性填充材料先混合在搅拌机内，在130-160℃下以200-400r/min的速度混合搅拌10-15min；然后再依次加入阻燃剂和润滑剂，继续保温搅拌5-10min；
（2）将称取的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和第（1）步得到的混合料混合至双螺杆挤出机内，挤出机包括五个供热区间，即：一区160-165℃、二区165-170℃、三区175-185℃、四区180-185℃、五区170-180℃；螺杆转速为30-60r/min；挤出造粒，得到电缆保护外层的材料；
（3）经过双层共挤电缆挤出机的处理，将绝缘内层材料和保护外层材料依次包覆在导电线芯的表面，冷却成型，得到中高压电缆。
本发明的有益效果为：
1、本发明制备了一种智能电网用中高压电缆，该高压电缆包括电缆线芯、绝缘内层和保护外层；其中，绝缘内层包覆在电缆线芯的表面，主要起到绝缘包裹的作用；保护外层包覆在绝缘内层的表面，主要起到保护电缆内部的作用。为了能够增强对于电缆的保护作用，本发明制备了一种新型的电缆保护外层材料，该材料不仅具有较高的表面强度，还具有较强的防水性、耐磨性、阻燃性和耐腐蚀性，能够保证电缆在恶劣的使用环境中也能够起到更好的保护作用。
2、本发明所制备的电缆保护外层材料是以聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要原料成分，以改性填充材料作为填充型增强材料，此外还加入了阻燃剂、抗氧剂等多种添加剂作为辅助增强剂。其中，改性填充材料为本发明自制材料，其以二硒化钛为基础，表面包覆聚合物，并含量大量的席夫碱和呋喃基团，比传统的填充材料具有更好的交联性，在电缆材料中的表现也更为优异，不仅增强了电缆材料的力学强度，还对于电缆材料的耐磨性、耐腐蚀性、防水性有较大程度的提升，此外还一定程度地提升了阻燃性。
3、本发明所制备的改性填充材料是采用二维结构的二硒化钛材料作为基体，先使用双氧水处理，使其表面羟基化，然后使用乙烯基硅烷偶联剂处理，使其表面接枝烯烃基团，得到烯烃化二硒化钛；然后使用含有醛基的乙烯基化合物4-乙烯基苯甲醛和烯烃化二硒化钛结合反应，利用烯烃聚合生成聚合物包覆在二硒化钛的表面，形成含有醛基的聚合物包覆的二硒化钛材料；之后利用含有氨基的嘧啶化合物2-氨基-4，6二甲基嘧啶和聚合包覆二硒化钛混合，利用氨基与醛基结合成席夫碱的反应，使2-氨基-4，6二甲基嘧啶以席夫碱基团的方式接枝在聚合包覆二硒化钛的表面，从而得到改性填充材料。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种智能电网用中高压电缆，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；所述导电线芯的材料为纯铜，所述绝缘层的材质为聚氯乙烯。其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
70份聚氯乙烯、28份氯丁橡胶、17份乙烯-醋酸乙烯共聚物、21份改性填充材料、15份阻燃剂、2.4份润滑剂、0.35份热稳定剂、0.25份光稳定剂和0.6份抗氧剂。
所述聚氯乙烯的牌号为PVC SG-3。所述氯丁橡胶的牌号为CR122。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯（VA）含量为40wt.%，熔融指数52g/10min（190℃，2.16kg），比重为0.965g/cm3。
所述阻燃剂为磷酸三甲苯酯。所述润滑剂为硬脂酸钙。所述热稳定剂为钙锌热稳定剂CZ-113。所述光稳定剂为紫外线吸收剂UV-312。所述抗氧剂为抗氧剂1010。
所述改性填充材料的制备方法包括：
S1、活化二硒化钛：
称取二硒化钛粉末和双氧水溶液混合，在超声机内超声处理，超声机的温度为35℃，超声频率为40kHz，超声时间是2h，超声结束后，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到活化二硒化钛；其中，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，双氧水溶液的浓度是10wt.%，二硒化钛粉末和双氧水的质量比为1:15。
S2、烯烃化二硒化钛：
称取活化二硒化钛和蒸馏水混合，滴加乙烯基三甲氧基硅烷，在75℃下搅拌6h，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到烯烃化二硒化钛；其中，活化二硒化钛、乙烯基三甲氧基硅烷和蒸馏水的质量比为1:0.2:15。
S3、聚合包覆：
称取烯烃化二硒化钛在N,N-二甲基甲酰胺内混合均匀，加入4-乙烯基苯甲醛，再次混合均匀后，再加入偶氮二异丁腈，在氮气的保护下，升温至65℃，搅拌混合4h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到聚合包覆二硒化钛；其中，烯烃化二硒化钛、4-乙烯基苯甲醛和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.16-0.32:15；偶氮二异丁腈的加入量是4-乙烯基苯甲醛质量的3%。
S4、接枝多功能基团：
称取聚合包覆二硒化钛和2-氨基-4，6二甲基嘧啶在甲苯内混合均匀，在氮气的保护下，滴加几滴冰醋酸，在冷凝回流装置内升温至115℃，搅拌反应4h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到改性填充材料；其中，聚合包覆二硒化钛、2-氨基-4，6二甲基嘧啶和甲苯的质量比为1:0.33:15；冰醋酸的加入量是2-氨基-4，6二甲基嘧啶质量的2.8%。
上述智能电网用中高压电缆的制备方法，包括如下步骤：
（1）将称取的聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性填充材料先混合在搅拌机内，在140℃下以300r/min的速度混合搅拌12min；然后再依次加入阻燃剂和润滑剂，继续保温搅拌10min；
（2）将称取的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和第（1）步得到的混合料混合至双螺杆挤出机内，挤出机包括五个供热区间，即：一区160℃、二区165℃、三区175℃、四区180℃、五区170℃；螺杆转速为40r/min；挤出造粒，得到电缆保护外层的材料；
（3）经过双层共挤电缆挤出机的处理，将绝缘内层材料和保护外层材料依次包覆在导电线芯的表面，冷却成型，得到中高压电缆。
实施例2
一种智能电网用中高压电缆，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；所述导电线芯的材料为纯铜、纯铝、铜铝合金中的一种，所述绝缘层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡胶中的一种。其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
60份聚氯乙烯、22份氯丁橡胶、14份乙烯-醋酸乙烯共聚物、18份改性填充材料、12份阻燃剂、2.1份润滑剂、0.25份热稳定剂、0.15份光稳定剂和0.4份抗氧剂。
所述聚氯乙烯的牌号为PVC SG-5。所述氯丁橡胶的牌号为CR232。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯（VA）含量为40wt.%，熔融指数52g/10min（190℃，2.16kg），比重为0.965g/cm3。
所述阻燃剂为磷酸三异丙基苯酯。所述润滑剂为硬脂酸钠。所述热稳定剂为钙锌热稳定剂CZ-116。所述光稳定剂为紫外线吸收剂UV-531。所述抗氧剂为抗氧剂1035。
所述改性填充材料的制备方法包括：
S1、活化二硒化钛：
称取二硒化钛粉末和双氧水溶液混合，在超声机内超声处理，超声机的温度为35℃，超声频率为40kHz，超声时间是1.5h，超声结束后，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到活化二硒化钛；其中，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，双氧水溶液的浓度是10wt.%，二硒化钛粉末和双氧水的质量比为1:10。
S2、烯烃化二硒化钛：
称取活化二硒化钛和蒸馏水混合，滴加乙烯基三甲氧基硅烷，在70℃下搅拌4h，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到烯烃化二硒化钛；其中，活化二硒化钛、乙烯基三甲氧基硅烷和蒸馏水的质量比为1:0.1:10。
S3、聚合包覆：
称取烯烃化二硒化钛在N,N-二甲基甲酰胺内混合均匀，加入4-乙烯基苯甲醛，再次混合均匀后，再加入偶氮二异丁腈，在氮气的保护下，升温至60℃，搅拌混合3h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到聚合包覆二硒化钛；其中，烯烃化二硒化钛、4-乙烯基苯甲醛和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.16:10；偶氮二异丁腈的加入量是4-乙烯基苯甲醛质量的1%。
S4、接枝多功能基团：
称取聚合包覆二硒化钛和2-氨基-4，6二甲基嘧啶在甲苯内混合均匀，在氮气的保护下，滴加几滴冰醋酸，在冷凝回流装置内升温至110℃，搅拌反应3h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到改性填充材料；其中，聚合包覆二硒化钛、2-氨基-4，6二甲基嘧啶和甲苯的质量比为1:0.22:10；冰醋酸的加入量是2-氨基-4，6二甲基嘧啶质量的1.4%。
上述智能电网用中高压电缆的制备方法，包括如下步骤：
（1）将称取的聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性填充材料先混合在搅拌机内，在130℃下以200r/min的速度混合搅拌10min；然后再依次加入阻燃剂和润滑剂，继续保温搅拌5min；
（2）将称取的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和第（1）步得到的混合料混合至双螺杆挤出机内，挤出机包括五个供热区间，即：一区160℃、二区165℃、三区175℃、四区180℃、五区170℃；螺杆转速为30r/min；挤出造粒，得到电缆保护外层的材料；
（3）经过双层共挤电缆挤出机的处理，将绝缘内层材料和保护外层材料依次包覆在导电线芯的表面，冷却成型，得到中高压电缆。
实施例3
一种智能电网用中高压电缆，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；所述导电线芯的材料为纯铜、纯铝、铜铝合金中的一种，所述绝缘层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡胶中的一种。其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
80份聚氯乙烯、36份氯丁橡胶、24份乙烯-醋酸乙烯共聚物、30份改性填充材料、18份阻燃剂、3.5份润滑剂、0.45份热稳定剂、0.35份光稳定剂和0.8份抗氧剂。
所述聚氯乙烯的牌号为PVC SG-7。所述氯丁橡胶的牌号为CR244。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯（VA）含量为40wt.%，熔融指数52g/10min（190℃，2.16kg），比重为0.965g/cm3。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯。所述润滑剂为硬脂酸镁。所述热稳定剂为钙锌热稳定剂CZ-113。所述光稳定剂为紫外线吸收剂UV-328。所述抗氧剂为抗氧剂1076。
所述改性填充材料的制备方法包括：
S1、活化二硒化钛：
称取二硒化钛粉末和双氧水溶液混合，在超声机内超声处理，超声机的温度为45℃，超声频率为50kHz，超声时间是2.5h，超声结束后，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到活化二硒化钛；其中，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，双氧水溶液的浓度是15wt.%，二硒化钛粉末和双氧水的质量比为1:20。
S2、烯烃化二硒化钛：
称取活化二硒化钛和蒸馏水混合，滴加乙烯基三甲氧基硅烷，在80℃下搅拌8h，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到烯烃化二硒化钛；其中，活化二硒化钛、乙烯基三甲氧基硅烷和蒸馏水的质量比为1:0.3:20。
S3、聚合包覆：
称取烯烃化二硒化钛在N,N-二甲基甲酰胺内混合均匀，加入4-乙烯基苯甲醛，再次混合均匀后，再加入偶氮二异丁腈，在氮气的保护下，升温至70℃，搅拌混合5h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到聚合包覆二硒化钛；其中，烯烃化二硒化钛、4-乙烯基苯甲醛和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.32:20；偶氮二异丁腈的加入量是4-乙烯基苯甲醛质量的5%。
S4、接枝多功能基团：
称取聚合包覆二硒化钛和2-氨基-4，6二甲基嘧啶在甲苯内混合均匀，在氮气的保护下，滴加几滴冰醋酸，在冷凝回流装置内升温至120℃，搅拌反应6h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到改性填充材料；其中，聚合包覆二硒化钛、2-氨基-4，6二甲基嘧啶和甲苯的质量比为1:0.44:20；冰醋酸的加入量是2-氨基-4，6二甲基嘧啶质量的3.6%。
上述智能电网用中高压电缆的制备方法，包括如下步骤：
（1）将称取的聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性填充材料先混合在搅拌机内，在160℃下以400r/min的速度混合搅拌15min；然后再依次加入阻燃剂和润滑剂，继续保温搅拌10min；
（2）将称取的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和第（1）步得到的混合料混合至双螺杆挤出机内，挤出机包括五个供热区间，即：一区165℃、二区170℃、三区185℃、四区185℃、五区180℃；螺杆转速为60r/min；挤出造粒，得到电缆保护外层的材料；
（3）经过双层共挤电缆挤出机的处理，将绝缘内层材料和保护外层材料依次包覆在导电线芯的表面，冷却成型，得到中高压电缆。
对比例1
一种电缆的保护外层材料，成分与实施例1的区别在于：
保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
70份聚氯乙烯、28份氯丁橡胶、17份乙烯-醋酸乙烯共聚物、21份二硒化钛粉末、15份阻燃剂、2.4份润滑剂、0.35份热稳定剂、0.25份光稳定剂和0.6份抗氧剂。
即将实施例1的改性填充材料替换为二硒化钛粉末，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm。其余与实施例1相同，并且制备过程也相同。
对比例2
一种电缆的保护外层材料，成分与实施例1的区别在于：
保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
70份聚氯乙烯、28份氯丁橡胶、17份乙烯-醋酸乙烯共聚物、21份二硒化钛粉末和2-氨基-4，6二甲基嘧啶的混合物、15份阻燃剂、2.4份润滑剂、0.35份热稳定剂、0.25份光稳定剂和0.6份抗氧剂。
即将实施例1的改性填充材料替换为二硒化钛粉末和2-氨基-4，6二甲基嘧啶的混合物，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，二硒化钛粉末和2-氨基-4，6二甲基嘧啶的质量比为1:0.44。其余与实施例1相同，并且制备过程也相同。
检测过程：
将实施例1、对比例1-2制备得到的电缆保护外层材料进行性能检测比较，结果如表1所示。其中，拉伸强度和断裂伸长率的检测参考标准GB/T 1701-2001，氧指数的检测参考标准GB/T 2406.2-2009。腐蚀处理包括酸、碱和盐处理，酸腐蚀处理为60℃、10wt%的盐酸浸泡48h，碱腐蚀处理为60℃、10wt%的氢氧化钠溶液浸泡48h，盐腐蚀处理为60℃、30wt%的食盐水浸泡48h，然后清洗干燥后，检测拉伸强度，计算与最初拉伸强度相比的变化率。
从表1中能够看出，与对比例1-2相比，本发明实施例1制备的电缆保护外层材料的强度更高、硬度更大且氧指数更高，说明其具有高强度、高耐磨以及高阻燃的效果。此外，经过酸、碱和盐的腐蚀处理后，能够看到，实施例1的拉伸强度变化率更低，说明其耐酸碱盐等腐蚀性化合物的性能更强。
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应理解为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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，从内至外依次设置的导电线芯、绝缘内层和保护外层；其中，保护外层的成分按照重量份数计算，包括：
60-80份聚氯乙烯、22-36份氯丁橡胶、14-24份乙烯-醋酸乙烯共聚物、18-30份改性填充材料、12-18份阻燃剂、2.1-3.5份润滑剂、0.25-0.45份热稳定剂、0.15-0.35份光稳定剂和0.4-0.8份抗氧剂；
改性填充材料的制备是将2-氨基-4，6二甲基嘧啶以席夫碱基团的方式接枝在聚合包覆二硒化钛的表面；
所述改性填充材料的制备方法包括：
S1、称取二硒化钛粉末和双氧水溶液混合，在超声机内超声处理，超声机的温度为35-45℃，超声频率为40-50kHz，超声时间是1.5-2.5h，超声结束后，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到活化二硒化钛；
S2、称取活化二硒化钛和蒸馏水混合，滴加乙烯基三甲氧基硅烷，在70-80℃下搅拌4-8h，离心收集固体，用纯水清洗三次，干燥后得到烯烃化二硒化钛；
S3、称取烯烃化二硒化钛在N,N-二甲基甲酰胺内混合均匀，加入4-乙烯基苯甲醛，再次混合均匀后，再加入偶氮二异丁腈，在氮气的保护下，升温至60-70℃，搅拌混合3-5h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到聚合包覆二硒化钛；
S4、称取聚合包覆二硒化钛和2-氨基-4，6二甲基嘧啶在甲苯内混合均匀，在氮气的保护下，滴加几滴冰醋酸，在冷凝回流装置内升温至110-120℃，搅拌反应3-6h，离心收集固体，用丙酮清洗三次，干燥后得到改性填充材料；
所述S1中，二硒化钛粉末的粒径是20-30μm，双氧水溶液的浓度是10wt.%-15wt.%，二硒化钛粉末和双氧水的质量比为1:10-20；所述S2中，活化二硒化钛、乙烯基三甲氧基硅烷和蒸馏水的质量比为1:0.1-0.3:10-20；所述S3中，烯烃化二硒化钛、4-乙烯基苯甲醛和N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.16-0.32:10-20；偶氮二异丁腈的加入量是4-乙烯基苯甲醛质量的1%-5%；所述S4中，聚合包覆二硒化钛、2-氨基-4，6二甲基嘧啶和甲苯的质量比为1:0.22-0.44:10-20；冰醋酸的加入量是2-氨基-4，6二甲基嘧啶质量的1.4%-3.6%。
2.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述导电线芯的材料为纯铜、纯铝、铜铝合金中的一种；所述绝缘内层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、橡胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述聚氯乙烯的牌号包括PVC SG-3、PVC SG-5、PVC SG-7、PVC SG-8中的任意一种或多种组合；所述氯丁橡胶的牌号包括CR122、CR232、CR244、CR321中的任意一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为40wt.%，熔融指数在190℃、2.16kg的条件下为52g/10min，比重为0.965g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸酯，包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸甲苯二苯酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种智能电网用中高压电缆，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂CZ-113或钙锌热稳定剂CZ-116；所述光稳定剂包括UV-312、UV-531、UV-328中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076中的一种。
8.一种权利要求1所述的智能电网用中高压电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将称取的聚氯乙烯、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性填充材料先混合在搅拌机内，在130-160℃下以200-400r/min的速度混合搅拌10-15min；然后再依次加入阻燃剂和润滑剂，继续保温搅拌5-10min；
（2）将称取的热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和第（1）步得到的混合料混合至双螺杆挤出机内，挤出机包括五个供热区间，即：一区160-165℃、二区165-170℃、三区175-185℃、四区180-185℃、五区170-180℃；螺杆转速为30-60r/min；挤出造粒，得到电缆保护外层的材料；
（3）经过双层共挤电缆挤出机的处理，将绝缘内层材料和保护外层材料依次包覆在导电线芯的表面，冷却成型，得到中高压电缆。
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