專利名稱：電纜半導(dǎo)電屏蔽材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電纜半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，包括以下步驟 第一步、將100重量份的線性低密度聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物、0. 1-5 重量份的抗氧劑以及10-50重量份的炭黑一同放入密煉機(jī)中混煉進(jìn)行混煉； 所述的混煉是指在溫度為373K-378K的環(huán)境下混煉10-15分鐘。 第二步、將0. l-5重量份的交聯(lián)劑加入密煉機(jī)后保溫混煉，得到高壓直流電 纜半導(dǎo)屏蔽電材料。
所述的保溫混煉是指在373K-378K的溫度下混煉10-15分鐘。 本發(fā)明有效抑制絕緣材料中空間電荷的積聚，并且提高空間電荷注入的電場 閾值，降低空間電荷限制電流(SCLC)引起的絕緣材料電導(dǎo)率增大的效應(yīng)，在 -601^/111111外加電場下加電壓60分鐘后，電纜絕緣XLPE內(nèi)有較多量的空間電荷注 入，由于空間電荷引起的電場畸變率達(dá)到了40%;采用EVA摻雜導(dǎo)電炭黑作為半 導(dǎo)電屏蔽材料，XLPE內(nèi)注入的電荷量明顯減少，在-60kV/mm外加電場下加電壓60 分鐘后XLPE內(nèi)電場畸變率僅為14X;采用LLDPE摻雜超導(dǎo)電炭黑作為半導(dǎo)電屏蔽 材料，XLPE內(nèi)注入的電荷量也有所減少，在-60kV/mm外加電場下加電壓60分鐘后 XLPE內(nèi)電場畸變率僅為19 % 。


圖l.本發(fā)明實施例1材料作為半導(dǎo)電屏蔽材料，在-60kV/mm外加電場下加 壓60分鐘時絕緣材料XLPE內(nèi)空間電荷與電場分布圖； 其中a為空間電荷分布，b為電場分布。
圖2.本發(fā)明實施例2材料作為半導(dǎo)電屏蔽材料，在-60kV/ram外加電場下加 壓60分鐘時絕緣材料XLPE內(nèi)空間電荷與電場分布圖； 其中a為空間電荷分布，b為電場分布。
圖3.本發(fā)明實施例3材料作為半導(dǎo)電屏蔽材料，在-60kV/mm外加電場下加 壓60分鐘時絕緣材料XLPE內(nèi)空間電荷與電場分布圖； 其中a為空間電荷分布，b為電場分布。 圖4.電流密度與外加電場的對數(shù)曲線圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實施例。 實施例l
將50克摻雜炭黑濃度為30% ^的低密度聚乙烯與0. 5克抗氧劑1010放入哈克 轉(zhuǎn)矩流變儀中混煉，混煉溫度為378K，混煉時間為10分鐘，再將l. 15克過氧化二 枯基放入哈克轉(zhuǎn)矩流變儀混煉10分鐘，混煉溫度保持在378K。經(jīng)后期交聯(lián)處理， 得到一種可用于高壓直流塑料電纜的半導(dǎo)電屏蔽材料。
實施例2
將35克乙烯-乙酸乙烯共聚物、2克抗氧劑1010、 15克導(dǎo)電炭黑放入哈克轉(zhuǎn)矩 流變儀中混煉，混煉溫度為378K，混煉時間為10分鐘，再將l. 15克過氧化二枯基 放入哈克轉(zhuǎn)矩流變儀混煉10分鐘，混煉溫度保持在378K。經(jīng)后期交聯(lián)處理，得到 一種可用于高壓直流塑料電纜的半導(dǎo)電屏蔽材料。
實施例3
將35克線性低密度聚乙烯、0.5克抗氧劑1010、 15克超導(dǎo)電炭黑放入哈克轉(zhuǎn) 矩流變儀中混煉，混煉溫度為378K，混煉時間為15分鐘，再將1.15克過氧化二枯 基放入哈克轉(zhuǎn)矩流變儀混煉15分鐘，混煉溫度保持在378K。再經(jīng)后期交聯(lián)處理， 得到一種可用于高壓直流塑料電纜的半導(dǎo)電屏蔽材料。
采用以上實施例l-3所制備的材料作為半導(dǎo)電屏蔽材料，測量絕緣材料XLPE 在-60kV/mra的外加電場下加壓60分鐘時的空間電荷與電場分布分別如圖l、圖2、 圖3所示
在-60kV/mm外電場下，采用實施例l所制備的材料，XLPE內(nèi)靠近陰陽電極的 兩側(cè)(A為陽極，B為陰極)都有較多量的同極性電荷的注入，XLPE內(nèi)電場的最大 值為-8 . 396X 107V/ram，電場畸變率為40%;
采用實施例2所制備的材料，XLPE內(nèi)注入的電荷量較少，靠近陰極的一側(cè)只 有非常少量的負(fù)的同極性電荷注入，XLPE內(nèi)電場的最大值為-6 . 842 X 107 V/mm， 電場畸變率為14%;
采用實施例3所制備的材料，XLPE內(nèi)注入的電荷量也較少，XLPE內(nèi)電場的最 大值為-7. 141X107V/mm，電場畸變率為19%。采用本發(fā)明所制備的材料作為半 導(dǎo)電屏蔽材料可以顯著降低塑料絕緣XLPE內(nèi)的電場畸變。采用以上實施例1-3所制備的材料作為半導(dǎo)電屏蔽材料，測量絕緣材料XLPE 在不同電場下，電流密度與外加電場的對數(shù)曲線如圖4所示。在外加電場分別為 -10kV/mm、 -20kV/mm與-30kV/mm電場下，采用實施例2與實施例3的材料作為 半導(dǎo)電屏蔽材料，流經(jīng)XLPE的電流密度較小。
權(quán)利要求
1、一種電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征在于，該材料的組分及其含量為乙烯-乙酸乙烯共聚物或線性低密度聚乙烯100重量份、炭黑10-50重量份、抗氧劑0.1-5重量份以及交聯(lián)劑0.1-5重量份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征是，所述的乙烯-乙酸乙烯共聚物的熔融指數(shù)為150-400g/10min，密度小于0. 96g/cm3，乙酸乙烯 的含量為28%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征是，所述的線性低 密度聚乙烯的熔融指數(shù)為l-10g/10min，密度小于0.92 g/cm3。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征是，所述的炭黑為 普通導(dǎo)電炭黑或超導(dǎo)電炭黑，該炭黑的炭黑粒子粒徑為15-30nm， BET比表面積 為125-1000m7g。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征是，所述的交聯(lián)劑 為氧化二枯基、過氧化二叔丁基、2, 5-二甲基-2， 5-二 (叔丁基過氧)-乙炔或 2， 5-二甲基-2， 5二 (叔丁基過氧)-己烷叔丁基氫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料，其特征是，所述的抗氧劑 為抗氧劑1010或抗氧劑300。
7、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟第一步、將100重量份的線性低密度聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物、0.1-5 重量份的抗氧劑以及10-50重量份的炭黑一同放入密煉機(jī)中混煉進(jìn)行混煉；第二步、將0.1-5重量份的交聯(lián)劑加入密煉機(jī)后保溫混煉，得到高壓直流電 纜半導(dǎo)屏蔽電材料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料的制備 方法，其特征是，所述的混煉是指在溫度為373K-378K的環(huán)境下混煉10-15分鐘。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料的制備 方法，其特征是，所述的保溫混煉是指在373K-378K的溫度下混煉10-15分鐘。
全文摘要
一種電纜制造技術(shù)領(lǐng)域的電纜半導(dǎo)電屏蔽材料及其制備方法，所述材料的組分及其含量為乙烯-乙酸乙烯共聚物或線性低密度聚乙烯100重量份、炭黑10-50重量份、抗氧劑0.1-5重量份以及交聯(lián)劑0.1-5重量份。本發(fā)明有效抑制絕緣材料中空間電荷的積聚，并且提高空間電荷注入的電場閾值，降低空間電荷限制電流(SCLC)引起的絕緣材料電導(dǎo)率增大的效應(yīng)，在-60kV/mm外加電場下加電壓60分鐘后XLPE內(nèi)電場畸變率僅為14％～19％。
文檔編號H01B9/00GK101585943SQ20091005331
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者吳建東, 毅 尹, 王俏華, 王雅群, 川 蔡 申請人:上海交通大學(xué)