[发明专利]高机械性能的非线性电导复合物材料

说明书

一种高机械性能的非线性电导复合物材料，高温硫化固体硅橡胶、无机填料粉体。其有益效果是：本发明提出的机械性能良好的非线性电导复合材料，通过向传统氧化锌陶瓷粉体组成的二元非线性电导复合物中加入炭黑纳米颗粒，不仅使非线性电导复合材料的阀值场强范围变得更大，而且相较于二元非线性电导复合物，由氧化锌压敏陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒共同组成的三元非线性电导复合物的机械性能也得到明显提高，扩大了非线性电导复合物在实际应用中的使用范围。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别是一种高机械性能的非线性电导复合物材料。

背景技术

高低压电力系统中，存在很多电场分布不均匀的位置，如电缆终端、电缆连接头、穿墙套管法兰、绝缘子等，通常在场强集中位置安装具有半导电特性材料制成的压控管、应力锥等结构进行均匀场强。相比于半导电材料，非线性电导材料对场强均匀的效果更为显著。通过向聚合物中添加压敏陶瓷粉体可以得到具有非线性特性的复合材料，氧化锌压敏陶瓷粉体复合物因为具有更好的非线性系数，因此在众多非线性电导复合物材料中均匀场强效果最好。然而由于微米颗粒氧化锌陶瓷粉体的加入，使得复合物整体机械性能无法满足实际工程需求，因而限制住了非线性电导复合材料在电力系统中的应用。因此，制备出具有高机械性能的非线性电导复合材料是很重要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种适用于削弱更为广泛电压等级设备的场强集中处的高场强，达到均匀场强的目的高机械性能的非线性电导复合物材料。具体设计方案为：

一种高机械性能的非线性电导复合物材料，包括高温硫化固体硅橡胶、无机填料粉体，所述无机填料粉体包括氧化锌压敏陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒，所述高温硫化固体硅橡胶、氧化锌压敏陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒的体积分数为20％-88％：10％-50％：2％-30％。

所述无机填料粉体的体积分数及尺寸由应用场合所需要阀值场强决定。

所述无机填料粉体中，氧化锌瓷粉体直径大小取值区间为10μm-300μm。

所述无机填料粉体中，炭黑纳米颗粒直径大小取值区间为10nm到75nm。

通过本发明的上述技术方案得到的高机械性能的非线性电导复合物材料，其有益效果是：

本发明提出的机械性能良好的非线性电导复合材料，通过向传统氧化锌陶瓷粉体组成的二元非线性电导复合物中加入炭黑纳米颗粒，不仅使非线性电导复合材料的阀值场强范围变得更大，而且相较于二元非线性电导复合物，由氧化锌压敏陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒共同组成的三元非线性电导复合物的机械性能也得到明显提高，扩大了非线性电导复合物在实际应用中的使用范围。

具体实施方式

一种低阀值场强高机械性能的非线性电导复合物材料，包括高温硫化固体硅橡胶、无机填料粉体。

所述无机填料粉体包括氧化锌压敏陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒。

所述无机填料粉体的体积分数及尺寸由应用场合所需要阀值场强决定。

所述无机填料粉体中各成分的体积分数取值为氧化锌瓷粉体10％-50％，碳黑2％-30％。

所述无机填料粉体中，氧化锌瓷粉体直径大小取值区间为10μm到300μm。

所述无机填料粉体中，炭黑纳米颗粒直径取值区间为10nm到75nm。

实施例1

本实施例中得到的非线性电导复合材料，阀值场强定义为当电流密度达到3μA/cm2时场强的数值，力学性能测试评价方法采用GB/T 528-2009标准。

非线性电导复合材料基体选用高温硫化固体硅橡胶。

无机填料包括氧化锌陶瓷粉体、炭黑纳米颗粒。