[发明专利]基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法，通过添加辛烯乙烯弹性体，使得聚丙烯绝缘材料的弹性模量下降，其在局部放电高能粒子轰击下容易产生形变，缓解带电粒子能量，提高聚丙烯的局部放电耐受性；添加的辛烯乙烯弹性体具有更好的紫外辐射耐受性，可以缓解局部放电过程中伴生的紫外辐射降解现象，从而提高聚丙烯的局部放电耐受性；添加辛烯乙烯弹性体的聚丙烯绝缘材料的陷阱深度变浅，加快累积于聚丙烯表面的电荷消散，削弱带电粒子直接轰击聚丙烯材料表面的比例，继而提高聚丙烯的局部放电耐受性。

技术领域

本发明属于电缆绝缘材料研发领域，涉及可回收电力电缆主绝缘聚丙烯材料，特别涉及一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法。

背景技术

超/特高压交流输电系统的发展对电气设备的运行可靠性提出了更高的要求，高压电缆作为输电系统的关键电力设备，主绝缘材料的设计水平关系到电力电缆的安全可靠运行。交联聚乙烯(XLPE)以其优异的电气及机械性能广泛应用于电缆主绝缘材料，但其熔点低、交联工艺复杂且易掺杂杂质，并不可回收，这些不足加速了对新一代电缆绝缘材料的研究。与XLPE相比，聚丙烯(PP)具有更高的熔点，能够承受更高的运行温度，同时属于热塑性材料，具备环保可回收的优良特性，因此具有广阔的应用前景。

然而，在电力电缆实际运行期间，材料内部的缺陷引起的电场畸变会产生局部放电，逐渐侵蚀绝缘材料，造成不可逆转的破坏作用，降低聚合物材料的绝缘性能，严重威胁了电缆的运行安全。

目前，国内外针对聚丙烯绝缘材料局部放电耐受性的报道较少，尚无提高其局部放电耐受性的相关专利。从提升电力电缆运行寿命及长期运行可靠性的角度，提出一种有效提高聚丙烯材料局部放电耐受性的方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法，该方法以一定质量分数的辛烯乙烯弹性体为填料，采取熔融共混法改性聚丙烯材料，借此减小聚丙烯材料的弹性模量、浅化聚丙烯材料的陷阱能级分布，从而达到缓解高能粒子轰击和驱散积聚电荷的效果，实现聚丙烯局部放电侵蚀耐受性的提高。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

1)选取等规聚丙烯作为主料，辛烯乙烯弹性体作为填料，采用无水乙醇将主料及填料进行清洗，并放入真空干燥箱40～60℃干燥24h；

2)将添加量为18～22％的辛烯乙烯弹性体与等规聚丙烯混合均匀，并置于温度180℃、转速下30r/min的双辊搅拌机下熔融共混5min，随后挤出、冷却、干燥，得到聚丙烯基共混物的母粒；

3)将所得母粒使用高温压片机在190℃、16MPa、5min的作用下进行压制处理，获得增韧改性聚丙烯薄膜，制得具有局部放电耐受性的绝缘材料。

而且，所述步骤1)中等规聚丙烯的等规度大于等于96％。

而且，所述步骤1)中辛烯乙烯弹性体中辛烯含量大于50％，乙烯单体含量大于20％。

而且，所述步骤3)中压制处理时，需要将母粒以10～15℃/min的速率降温至室温。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法，添加辛烯乙烯弹性体的聚丙烯绝缘材料的弹性模量下降，其在局部放电高能粒子轰击下容易产生形变，缓解带电粒子能量，提高聚丙烯的局部放电耐受性。

2、本发明一种基于弹性体的高局部放电耐受性聚丙烯绝缘材料的制备方法，添加的辛烯乙烯弹性体具有更好的紫外辐射耐受性，可以缓解局部放电过程中伴生的紫外辐射降解现象，从而提高聚丙烯的局部放电耐受性。