本發(fā)明屬于農配網建設領域，涉及電纜，尤其涉及一種農配網用環(huán)保絕緣電纜材料及其制備方法。
背景技術：
隨著社會經濟的迅速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，現代社會對電力系統提出更高的要求，要求系統具備高可靠性及良好的電能質量。拿農配網來說，由于電網所用的電纜直接暴露在大氣中，由于大氣環(huán)境污染等因素，空氣中有害腐蝕介質、酸雨、塵渣等物質長期對電纜侵害腐蝕，造成電纜嚴重銹蝕，甚至產生危害性裂紋導致斷裂，嚴重的將造成發(fā)電廠、變電站全部停止運行，有的甚至發(fā)展成嚴重的系統事故，給整個電網安全經濟穩(wěn)定運行造成了一定的危害。因此，解決電纜腐蝕問題，保證其導電性，延長電纜使用壽命，是電網安全經濟生產所迫切需要解決的問題。
為了提高電線的使用壽命，人們提出了各種各樣的解決方案，在傳統的絕緣材料表面涂抹防腐涂料，亦或是提供一種新的絕緣材料來替代傳統的護套材料，復合材料便應運而生。復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。復合材料在很多領域都發(fā)揮了很大的作用，代替了很多傳統的材料。
雖然，目前的電纜護套用的復合材料相較于傳統的材料，其使用壽命大大增加，但其扔存在阻燃效果差、易老化、環(huán)保等技術問題。
技術實現要素：
本發(fā)明針對上述的農配網用電纜的絕緣材料存在阻燃效果差、易老化、環(huán)保等技術問題，提出一種設計合理、配方簡單、加工方便且能夠有效解決現有電纜用絕緣材料所存在技術問題的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料及其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為，本發(fā)明提供一種農配網用環(huán)保絕緣電纜材料，按照重量份數包括以下有效成份：
其中，所述交聯聚乙烯為低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料按照重量比98:1:1的比例經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，最后由模頭擠出，即得到交聯聚乙烯，所述納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，所述納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的重量比為1:1:1。
根據權利要求1所述的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述硅酸鹽為硅酸鈣和硅酸鎂的混合物。
根據權利要求2所述的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述硅酸鹽中硅酸鈣和硅酸鎂的重量比為1:2。
根據權利要求1所述的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料，其特征在于，所述固化劑為三乙烯四胺。
本發(fā)明還提供了制備上述的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料的方法，包括以下有效步驟：
a、首先將稱量好的交聯聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機中，熔融混煉，攪拌均勻；
b、在攪拌過程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹脂，攪拌均勻，得到混合料；
c、將得到的混合料進行擠出造料，得到半成品；
d、將半成品由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機中進行脫水處理，由風機吹入烘干料斗內，最后得到最終制品。
作為優(yōu)選，所述熔融混煉的溫度170℃～200℃。
作為優(yōu)選，所述環(huán)氧丙乙烯樹脂的添加速度10～100kg/h。
與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，
1、本發(fā)明通過改進傳統絕緣材料的配方，利用一種交聯聚乙烯與其他材料相互配合，從而提高了絕緣材料的阻燃效果，增加了絕緣材料的使用壽命，同時，生產過程環(huán)保、無污染。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實施例的限制。
在本發(fā)明所提供的農配網用環(huán)保絕緣電纜材料，交聯聚乙烯是保證絕緣材料絕緣和提高拉伸強度和斷裂伸長率的主要原因，通過本發(fā)明提供的交聯聚乙烯和傳統的聚乙烯絕緣材料相比，其拉伸強度、斷裂伸長率和電學性能都有顯著的提高，氫氧化硅有利于加強絕緣材料的強度；氧化鐵和硅酸鹽能夠有效改善絕緣材料的熱傳導性能，有效降低材料的熱膨脹系數，提高熱穩(wěn)定性；云母粉和環(huán)氧丙乙烯樹脂能夠更好的配合，進一步提高絕緣材料的抗老化性能，在本發(fā)明中，從成本的角度考慮，云母粉為微晶白云母粉；海泡石具有良好的隔熱性能，提高一定的阻燃效果，固化劑選用三乙烯四胺能夠起到更好的增塑效果；對苯二甲酸二辛酯和固話劑一樣，都起到增塑的作用。
實施例1，本實施例提供一種農配網用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強度和斷裂伸長率，經過測試，添加有納米填充材料的抗拉強度可以達到13MPa以上，斷裂伸長率大于600％，無機納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復合材料的電導值低于LDPE的電導值，同時也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過管道輸送到雙螺桿擠出機主喂料口，同時無機納米添加料使用另一臺粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機側喂料口強制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出，此時即得到交聯聚乙烯，
然后按照重量份數稱取交聯聚乙烯65份；環(huán)氧丙乙烯樹脂50份；氫氧化硅5份；氧化鐵5份；硅酸鈣5份；硅酸鎂10份；云母粉5份；海泡石5份；三乙烯四胺10份；對苯二甲酸二辛酯3份。
接著將稱量好的交聯聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個過程中，粒料供料速度為0.8kg/h，粉料供料速度為15kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍178℃，在在攪拌過程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說，應當在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹脂，這樣，能夠使交聯聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹脂的添加速度19kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機中進行脫水處理，由風機吹入烘干料斗內，最后得到農配網用環(huán)保絕緣電纜材料。整個生產環(huán)節(jié)從物料的進入到最終制備的產生均不與外界接觸，可以達到無二次污染的目的。
實施例2，本實施例提供一種農配網用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強度和斷裂伸長率，經過測試，添加有納米填充材料的抗拉強度可以達到13MPa以上，斷裂伸長率大于600％，無機納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復合材料的電導值低于LDPE的電導值，同時也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過管道輸送到雙螺桿擠出機主喂料口，同時無機納米添加料使用另一臺粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機側喂料口強制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出，此時即得到交聯聚乙烯，
然后按照重量份數稱取交聯聚乙烯45份；環(huán)氧丙乙烯樹脂30份；氫氧化硅15份；氧化鐵10份；硅酸鈣10份；硅酸鎂15份；云母粉10份；海泡石10份；三乙烯四胺20份；對苯二甲酸二辛酯5份。
接著將稱量好的交聯聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個過程中，粒料供料速度為30kg/h，粉料供料速度為88kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍200℃，在在攪拌過程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說，應當在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹脂，這樣，能夠使交聯聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹脂的添加速度100kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機中進行脫水處理，由風機吹入烘干料斗內，最后得到農配網用環(huán)保絕緣電纜材料。整個生產環(huán)節(jié)從物料的進入到最終制備的產生均不與外界接觸，可以達到無二次污染的目的。
實施例3，本實施例提供一種農配網用環(huán)保絕緣電纜材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧劑1010、納米填充材料稱取原材料，其中納米填充材料為納米二氧化硅、α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物，納米填充材料的添加能夠有效提高聚乙烯的抗拉強度和斷裂伸長率，經過測試，添加有納米填充材料的抗拉強度可以達到13MPa以上，斷裂伸長率大于600％，無機納米顆粒SiO2的加入可以有效地抑制空間電荷的注入，α相氧化鋁納米粒子以及納米二氧化鈦的混合物使得復合材料的電導值低于LDPE的電導值，同時也可以有效的抑制空間電荷的注入，低密度聚乙烯和抗氧劑由粒料和粉料失重式電子稱通過管道輸送到雙螺桿擠出機主喂料口，同時無機納米添加料使用另一臺粉料失重式電子稱向雙螺桿擠出機側喂料口強制供給。其中粒料供料速度為0.1kg/h，粉料供料速度為10kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍170C，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出，此時即得到交聯聚乙烯，
然后按照重量份數稱取交聯聚乙烯52份；環(huán)氧丙乙烯樹脂48份；氫氧化硅22份；氧化鐵14份；硅酸鈣5份；硅酸鎂10份；云母粉8份；海泡石7份；三乙烯四胺15份；對苯二甲酸二辛酯4份。
接著將稱量好的交聯聚乙烯、氫氧化硅、氧化鐵、硅酸鹽、云母粉、固化劑、對苯二甲酸二辛酯加入雙螺桿擠出機中，熔融混煉，攪拌均勻，在這個過程中，粒料供料速度為30kg/h，粉料供料速度為88kg/h。所有物料經過雙螺桿擠出機進行熔融混煉，混煉溫度范圍200℃，在在攪拌過程中，不斷添加稱量好的環(huán)氧丙乙烯樹脂，攪拌均勻，得到混合料，具體的說，應當在其他物料放置一半以后再陸續(xù)加入環(huán)氧丙乙烯樹脂，這樣，能夠使交聯聚乙烯效果最佳，環(huán)氧丙乙烯樹脂的添加速度100kg/h，待攪拌均勻后，在擠出機機頭處通過熔體過濾系統過濾雜質后，直接進入熔體泵體穩(wěn)定輸出進而提高擠壓質量，最后由模頭擠出。模頭與水下切粒機部分可拆分，切粒后由循環(huán)水泵將顆粒直接輸送到離心脫水機中進行脫水處理，由風機吹入烘干料斗內，最后得到農配網用環(huán)保絕緣電纜材料。整個生產環(huán)節(jié)從物料的進入到最終制備的產生均不與外界接觸，可以達到無二次污染的目的。
按照GB/T 10582-2006、GB/T 11017.1-2002、GB/T 11026.1-2003、GB/T 11026.2-2012、GB/T 11026.3-2006、GB/T 11026.4-2012、GB/T 11026.5-2010、GB/T 11026.6-2010、GB/T 11026.7-2014的中檢測標準對實施例1、2、3進行檢測，經檢測，實施例1、2、3各項指標均遠超國家標準。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。