[发明专利]一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法

说明书

一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法，它属于直流电缆附件材料领域。本发明首先称量氧化锌纳米片、三元乙丙橡胶、过氧化二异丙苯，将称量好的三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中开炼，然后将氧化锌纳米片分批次加入双辊混炼机中开练，最后再放入过氧化二异丙苯，混炼直至均匀，利用平板硫化仪零压强保温处理，然后进行热压、排气、高压强处理，制得所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料。本发明具有较低的阈值场强和较高的非线性系数，能够更好的均化电场，减少电缆附件不同材料界面的空间电荷，延长电缆附件的使用寿命。

技术领域

本发明属于直流电缆附件材料领域，具体涉及一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法。

背景技术

高压直流输电技术具有输电走廊窄、输送距离无限制、输送容量大、不易受容性电流影响、能够实现电网间异步联接等优点受到了越来越多的重视。但超高压电缆附件中由于本体及接口空间电荷积聚等原因，导致附件材料内部易产生电场畸变。因此，电缆附件部分是高压直流电缆安全运行中最薄弱的一部分。为解决这一问题，目前比较常用的方法是在制作电缆附件的材料中加入具有电导率随场强变化的非线性材料，其突出优点是在不均匀直流电场下能自行均化电场分布，因此又被称为智能绝缘材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、称量一定质量的乙酸锌、氢氧化钠和去离子水，分别配置成乙酸锌溶液、氢氧化钠溶液，在搅拌的条件下将配置好的氢氧化钠溶液缓慢滴入乙酸锌溶液中，滴加完成后持续搅拌一段时间，静置后得到混合液体，待用；

步骤2、将步骤1得到混合液体上清液分离，沉淀用离心机离心，得到的固体清洗至中性后、烘干、用研钵进行研磨，制得氧化锌纳米片，待用；

步骤3、将步骤2制得的氧化锌纳米片置于马弗炉中煅烧后，待用；

步骤4、称量一定质量的步骤3制得的氧化锌纳米片、三元乙丙橡胶(EPDM，Ethylene-Propylene-Diene Monomer)、过氧化二异丙苯(DCP，dicumyl peroxide)，将称量好的三元乙丙橡胶放入双辊混炼机中开炼，然后将氧化锌纳米片分6～8批次加入双辊混炼机中开练，最后再放入过氧化二异丙苯，混炼直至均匀，得到掺杂氧化锌纳米片的三元乙丙橡胶复合介质，待用；

步骤5、将步骤4制得的掺杂氧化锌纳米片的三元乙丙橡胶复合介质利用平板硫化仪零压强保温处理，然后进行热压、排气、高压强处理，制得所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料。

本发明所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法，步骤1中乙酸锌、氢氧化钠与去离子水的质量比为(1.7～1.9)：1：(64～68)。

本发明所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法，步骤1中氢氧化钠溶液滴加速度为40～60滴/min，滴加时间为20～30min，搅拌采用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器的功率为600～650W，滴加完成后持续搅拌4～6min，之后将混合液体静置4.5～5.5h。

本发明所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法，步骤2中离心转速5500～6500r/min，离心时间2～3min，离心后烘干温度为70～90℃，烘干时间为7.5～8.5h。

本发明所述的一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料的制备方法，步骤3中氧化锌纳米片的煅烧温度为300℃，煅烧时间为2h。