CN1908048A - 一种抗水树绝缘材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗水树绝缘材料的制备方法，它由丁苯橡胶、聚烯烃树脂、引发剂或交联剂和抗氧剂组成，采用熔融共混法制备。由于丁苯橡胶能提高聚烯烃树脂的韧性，因此通过这种方法制备的抗水树绝缘材料可以减少因水和电场作用老化生成的水树状组织，用于中压及高压电力电缆绝缘层，与传统的电力电缆绝缘材料相比不仅具有良好的力学性能和介电性能，并且水树长度降低72％。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电气绝缘材料的制备方法，特别是一种抗水树绝缘材料的制备方法。
背景技术：
塑料电力电缆由于敷设容易，价格低廉、加工方便、介电性能和机械性能好，在输配电工程中被广泛使用。然而这种用挤塑电介质而绝缘的电力电缆安装在有水或极可能与水接触的地下时，电缆绝缘材料在有液态或汽态水存在的情况下长期处于电场中时，会出现水树枝网络，导致寿命缩短。因此，特别是中压及高压电力电缆可能因本领域中称为“水树”的现象而产生介质击穿，导致电缆被破坏。
为了使水树形成最少和防止水树形成，已经提出了许多减少和防止水树形成和增长的方法。比如美国专利号4,812,505(Turbett et al.)、美国专利号4,206,260(Mc Mahon)和美国专利号4,499,013(Barlow et al.)等。然而，这些方法都有某些缺点。美国专利号4,812,505披露的一种抗水树绝缘材料为聚乙二醇共混改性的聚烯烃绝缘材料。聚乙二醇作为抗水树添加剂的缺点在于它是亲水性的，利用它吸水的同时，然而它与非极性的聚烯烃混容性差。由于它的难混容性，聚乙二醇被认为是按小液滴扩散在整个聚烯烃绝缘体上，而这些液滴作为绝缘体中扩散水的吸出点。随着水聚集在添加剂的周围，就会产生局部高度聚集水的区域，也使该区域可能自己导致出现缺陷，而最终形成水树。
因此，正如美国专利号4,305,849、中国专利CN 1175065A和中国专利CN 1050728A所指出的那样，与聚烯烃相容性差的亲水性材料如聚乙二醇和乙烯醋酸乙烯共聚物等都有某些缺点，比如相容性差，挥发性等，不能制备性能良好的抗水树绝缘材料。
发明内容：
本发明的目的是通过在聚烯烃树脂中添加丁苯橡胶，制备一种具有抗水树性能的绝缘材料。
本发明一种抗水树绝缘材料的制备方法如下：
将5-20重量份的丁苯橡胶、80-95重量份的聚烯烃树脂、0.01-5重量份的引发剂或交联剂和0.1-10重量份的抗氧剂放入密炼机中混炼，混炼温度为100-200℃，混炼时间为5-30分钟，得到一种抗水树绝缘材料。
本发明采用的丁苯橡胶为苯乙烯含量为22.5-24.5％的非污染型的丁苯橡胶。
本发明采用的聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物或聚丙烯或其混合物。
本发明采用的引发剂或交联剂选自过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己炔或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己烷叔丁基氢。
本发明采用的抗氧剂选自抗氧剂264、抗氧剂1010或抗氧剂300。
本发明是在聚烯烃树脂中添加丁苯橡胶，通过熔融共混法制备一种抗水树绝缘材料；与传统的电缆绝缘材料相比，本发明制备的一种抗水树绝缘材料不仅具有良好的力学性能和介电性能，并且水树长度降低达到72％，比市场上的抗水树绝缘材料的水树长度降低提高了10％，特别适用于中压及高压电力电缆的绝缘层。本发明制备的一种抗水树绝缘材料具有很好的抗水树性能，主要是因为丁苯橡胶能提高聚烯烃树脂的韧性，阻止水树微裂纹的进一步扩展，从而有效地抑制了水树的增长，同时丁苯橡胶是非极性的与聚烯烃树脂有很好相容性，防止了丁苯橡胶的损失。
具体实施方式：
本发明将通过下面的具体实施实例对本发明的技术方案做进一步的说明，但是不限制于本发明的范围。
本发明一种抗水树绝缘材料的力学性能评价方法采用IEC60811标准；介电性能评价方法分别采用ASTM D149-2004、ASTM D150-2004和ASTM D6095-1999标准；抗水树性能评价参考采用ASTM D6097-01a标准。
实施例1
将150克Exxon生产的LL4004线性低密度聚乙烯、7.5克吉化公司生产的苯乙烯含量为23％的丁苯橡胶SBR1502、3.0克过氧化二枯基和0.3克抗氧剂1010放入哈克转矩流变仪中混炼，混炼温度为130℃，混炼时间为8分钟，得到一种抗水树绝缘材料。
实施例2
将150克Exxon生产的LL4004线性低密度聚乙烯、15克吉化公司生产的苯乙烯含量为23％的丁苯橡胶SBR1502、3.0克过氧化二枯基和0.3克抗氧剂1010放入哈克转矩流变仪中混炼，混炼温度为130℃，混炼时间为8分钟，得到一种抗水树绝缘材料。
对比例1
将150克Exxon生产的LL4004线性低密度聚乙烯、3.0克过氧化二枯基和0.3克抗氧剂1010放入哈克转矩流变仪中混炼，混炼温度为130℃，混炼时间为8分钟，得到对比的绝缘材料。
表一性能比较
从表一中可以明显的看出，由于丁苯橡胶是非极性的，而且和线性低密度聚乙烯有较好的相容性，通过本发明制备方法得到的一种抗水树绝缘材料的力学性能和介电性能与传统电力电缆绝缘料接近，水树长度比传统电力电缆绝缘料的水树长度降低48％-72％，这表明采用本发明制备方法得到的一种抗水树绝缘材料具有很好的抗水树特性，同时还能保持较好的力学性能和介电性能。
Claims (1)
1、一种抗水树绝缘材料的制备方法，其特征在于制备方法如下：
将5-20重量份的丁苯橡胶、80-95重量份的聚烯烃树脂、0.01-5重量份的引发剂或交联剂和0.1-10重量份的抗氧剂放入密炼机中混炼，混炼温度为100-200℃，混炼时间为5-30分钟，得到一种抗水树绝缘材料；其中丁苯橡胶为苯乙烯含量为22.5-24.5％的非污染型的丁苯橡胶；聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物或聚丙烯或其混合物；引发剂或交联剂选自过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己炔或2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-己烷叔丁基氢；抗氧剂选自抗氧剂264、抗氧剂1010或抗氧剂300。
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