[发明专利]适用于电力绝缘子的改性聚乙烯材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于电力绝缘子的热塑性改性聚乙烯材料，它是由下述按重量百分比组成的原料配制而成：聚乙烯50‑65%、增韧剂2‑6%、无机填料15‑20%、溴系阻燃剂15‑20%、协效阻燃剂1.5‑5%、稳定剂0.6‑1.4%、偶联剂0.5‑1%、润滑剂0.2‑1%；将上述原料于高速混合机中搅拌、混合、双螺杆挤出机挤出造粒即得。该材料综合性能优良，具有稳定的阻燃性，较小的密度，光滑的表面性能，同时，它还是一种热塑性材料，可以回收再利用，符合环保趋势。同时，用于制造绝缘子产品时，工艺简单，生产周期短，生产环境无粉尘，并且产品在使用期满和报废后，可以回收再利用，不会造成白色污染。

技术领域

本发明涉及一种改性聚乙烯材料，特别是一种适用于电力绝缘子的热塑性改性聚乙烯材料，属于电力技术领域。

背景技术

目前，国内外绝缘子大多是陶瓷、玻璃或者复合绝缘子。陶瓷和玻璃绝缘子都易碎，不便于装卸和运输，需要大量的人力物力。同时，陶瓷和玻璃绝缘子都较重，输电线路电缆和杆塔的荷载较大，生产时耗能也大，并造成大量粉尘排放。不符合国际节能和环境保护要求。而复合绝缘子多是硅橡胶绝缘子，这种硅橡胶材料是一种高温硫化橡胶，生产效率低，制件被使用后，无法回收再利用，造成白色污染，不符合环境保护要求。

“三种绝缘子材料的分析及其研究进展”（《化工新型材料》第39卷第12期，2011年12月）一文中进一步披露：玻璃材料在长时间接触水、污物等情况下，会导致其碱金属的溶出，从而使得玻璃表面出现裂纹等，导致力学性能下降。陶瓷作为三相（结晶相、玻璃相和气孔）共存的非均质材料，存在大量的内部缺陷。在长期使用过程中，这些缺陷会逐步扩展，导致机械性能的下降。专利CN106373680A背景技术中也指出，传统的陶瓷绝缘子生产工艺是把规格、大小不等的毛料入小球磨磨料，然后过筛除铁，再把旧泥料混合进行脱水，脱水后的泥饼经粗连、真空炼后成型，成型后的产品干燥后上釉烧制，烧制好的产品胶装后进行出厂试验后包装入库。现有的制作方法复杂，并造成大量粉尘排放，而且容易发生杂质多的情况，导致生产困难，成品质量低等问题。

复合绝缘子，或称有机绝缘子，目前市面上常见的复合绝缘子主要由使用硅橡胶作为其绝缘材料。“复合绝缘子伞裙护套注射成型工艺研究”（《河南科技》第五期，2013年）一文中，复合绝缘子，无论是哪种，一般至少由三部分组成，伞裙护套、端部附件和环氧玻璃纤维缠绕管。伞裙护套与环氧玻璃纤维缠绕管（引拔棒）之间存在界面，二者之间的粘接质量对复合绝缘子的电气性能有重要的影响，所以在注射之前需对环氧玻璃纤维缠绕管（引拔棒）进行处理：首先，其表面的清洁处理很有必要，不能残留水分和杂质，杂质的残留会对复合绝缘子的绝缘性能产生不同程度的影响，严重时会导致绝缘子闪络、击穿。其次，没有偶联剂的作用伞套与缠绕管（引拔棒）不可能真正的连接起来，所以还要均匀的涂抹偶联剂，其种类较多，现在普遍采用的有AP133、CH608 等，不同厂家的工艺方法不尽相同，偶联剂的配比、刷涂时间、温度要求等都要合理选择。复合绝缘子的伞套和缠绕管之间的粘接力受很多因素的影响，且缺陷不能检测，如果粘结力不好，会造成绝缘子被击穿。加之，硅橡胶绝缘子的伞裙护套强度不高，容易被鸟啄烂，这给电网的安全运行留下了隐患。

另外，市面上有少部分用环氧树脂材料做的复合绝缘子。CN106373680A公开了一种应用于架空线路中的悬式绝缘子及其制备工艺，其绝缘件是由以下按照份的原料组成：柔性环氧树脂65份、纳米二氧化硅35份、聚碳酸树脂15份、玻璃纤维6份、阳离子型聚丙烯酰胺1-5份、钼酸铵2-6份、聚乙烯2-7份、有机硅树脂4-8份、炭黑10-15份、氨丙基三氧基硅烷3-7份、聚硅硫酸铝1-5份、聚烯烃2-8份、四丁基溴化铵4-8份、氢氧化硅1-5份、氧化铁2-6份、碳化硅0.5-2.5份、N-苯基二硫代氨基甲酸锌1.5-3.5份。同时，此专利也阐述了这种应用于架空线路中的悬式绝缘子的制备方法，其工艺复杂，生产周期长。