一种聚丙烯绝缘电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆绝缘材料技术领域，尤其涉及一种聚丙烯绝缘电缆料及其制备方法。聚丙烯在工作温度范围内的刚性强、韧性差，采用弹性体共混增韧改性聚丙烯材料后，聚丙烯绝缘电缆料的介电性能显著降低。基于上述问题，本发明专利技术提供一种聚丙烯绝缘电缆料，其将两种不同的无机纳米粒子负载在氮掺杂石墨烯的表面得到纳米粒子改性石墨烯并与聚丙烯基体进行共混改性，有效提高了聚丙烯基绝缘电缆料的介电性能，使其直流击穿场强大大提高。使其直流击穿场强大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯绝缘电缆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆绝缘材料
，尤其涉及一种聚丙烯绝缘电缆料及其制备方 法。

技术介绍

[0002]聚丙烯是常见的热塑性材料，熔融温度可以达到150℃以上，相比聚乙烯材料高 出40％以上，可连续在90℃的环境下工作，聚丙烯用于高温环境中不需要交联，电缆 长期使用退役后仍可回收再次热塑成型，符合全球环保趋势。
[0003]聚丙烯因结晶度大在工作温度范围内表现出模量高，使聚丙烯分子链柔顺性严重 不足，导致材料刚性强、韧性差。在低温环境中聚丙烯韧性不足导致材料极易产生脆 性开裂。利用弹性体增韧聚丙烯是最常见的方式，但是弹性体共混改性聚丙烯后，使 得材料的介电性能显著降低，需要对其进行介电补偿(徐航.基于聚丙烯的高压直流 电缆绝缘改性与空间电荷特性研究[D].)。研究表明，无机纳米粒子、抗氧剂的添加能 显著改善聚丙烯绝缘材料的击穿强度，减少空间电荷的积累。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术要解决的技术问题是：聚丙烯在工作温度范 围内的刚性强、韧性差，采用弹性体共混增韧改性聚丙烯材料后，聚丙烯绝缘电缆料 的介电性能显著降低。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种聚丙烯绝缘电缆 料，以重量份数计，包括以下成分：
[0006]PP
ꢀꢀ
70
‑
75份
[0007]弹性体
ꢀꢀ
20
‑
25份
>[0008]抗氧剂
ꢀꢀ
0.1
‑
0.2份
[0009]纳米粒子改性石墨烯
ꢀꢀ1‑
2份。
[0010]具体地，所述PP为等规聚丙烯。
[0011]具体地，所述弹性体为SEBS。
[0012]具体地，所述抗氧剂为天然抗氧剂或受阻酚抗氧剂。
[0013]具体地，所述天然抗氧剂为维生素E。
[0014]具体地，所述受阻酚抗氧剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇 酯(抗氧剂1010)、2,2
’‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚(抗氧剂2246)。
[0015]具体地，所述纳米粒子改性石墨烯按照以下步骤制备：
[0016]将20mgGO加入到去离子水中，超声分散均匀，得到质量浓度为10mg/mL的分 散液，依次加入10mg纳米二氧化钛和30mg氧化铝，超声分散均匀，加入1mL甲醛， 搅拌均匀，加入250mg尿素，搅拌至蓬松粘稠状，然后置于80℃的真空干燥箱进行干 燥12h，干燥完成后，将得到的样品置于管式炉中，在惰性气体的保护下进行煅烧， 煅烧温度为750℃，煅烧时间为
1.5
‑
2h，煅烧结束后，即得到纳米粒子改性石墨烯。
[0017]具体地，所述的聚丙烯电缆料，按照以下步骤制备：
[0018](1)按照配方量，将PP与纳米改性石墨烯、抗氧剂混合均匀并放入密炼机熔融 共混10
‑
15min，将共混好的物料再与弹性体熔融共混3
‑
5min，即可获得聚丙烯绝缘电 缆料。
[0019]具体地，所述熔融共混的温度为185
‑
190℃。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021](1)本专利技术提供一种聚丙烯绝缘电缆料，其将两种不同的无机纳米粒子负载在 氮掺杂石墨烯的表面得到纳米粒子改性石墨烯并与聚丙烯基体进行共混改性，有效提 高了聚丙烯基绝缘电缆料的介电性能，使其直流击穿场强大大提高；
[0022](2)无机纳米粒子与聚丙烯基体熔融共混后，纳米粒子与基体之间本来就会形 成大量的界面，在外加电压作用下，界面处会形成大量深陷阱，能够抑制材料内部空 间电荷的形成，本专利技术将无机纳米粒子负载在氮掺杂石墨烯的表面后再与聚丙烯基体 进行共混合后，无形之中进一步增强了这种效果。
具体实施方式
[0023]现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。
[0024]本专利技术以下实施例采用的抗氧剂为天然抗氧剂或受阻酚抗氧剂。
[0025]本专利技术以下实施例采用的PP为等规聚丙烯，其等规度为96％，密度为0.905g/cm3， 熔体流动速度为3.2g/10min，收缩率为1.8
‑
2.5％。
[0026]本专利技术以下实施例采用的弹性体为SEBS。
[0027]本专利技术以下实施例采用的GO是由Hummers方法制备的氧化石墨烯。
[0028]本专利技术以下实施例采用的纳米二氧化钛为卡博特R812S。
[0029]本专利技术以下实施例采用的纳米氧化铝为卡博特氧化铝SpectrAl 100。
[0030]本专利技术以下实施例采用的纳米粒子改性石墨烯按照以下步骤制备：
[0031]将20mg GO加入到去离子水中，超声分散均匀，得到质量浓度为10mg/mL的分 散液，依次加入10mg纳米二氧化钛和30mg纳米氧化铝，超声分散均匀，加入1mL 甲醛，搅拌均匀，加入250mg尿素，搅拌至蓬松粘稠状，然后置于80℃的真空干燥箱 进行干燥12h，干燥完成后，将得到的样品置于管式炉中，在惰性气体的保护下进行 煅烧，煅烧温度为750℃，煅烧时间为1.5
‑
2h，煅烧结束后，即得到纳米粒子改性石 墨烯。
[0032]本专利技术以下实施例的聚丙烯电缆料，按照以下步骤制备：
[0033](1)按照配方量，将PP与纳米改性石墨烯、抗氧剂混合均匀并放入密炼机中 185
‑
190℃下熔融共混10
‑
15min，将共混好的物料再与弹性体熔融共混3
‑
5min，即可 获得聚丙烯绝缘电缆料。
[0034]实施例1
[0035]聚丙烯绝缘电缆料，以重量份数计，包括以下成分：
[0036]PP
ꢀꢀ
70份
[0037]弹性体
ꢀꢀ
20份
[0038]抗氧剂
ꢀꢀ
0.1份
[0039]纳米粒子改性石墨烯
ꢀꢀ
1份。
器，直径25mm的球
–
球电极，测试温度为常温和90℃，试样浸在耐高温且型号为 RAPO的植物油中。90℃时，将浸泡电极的植物油放入90℃烘箱中，通过烘箱对油加 热，在试验过程中要时刻关注油温并保持在90℃。升压速率为1kV/s，直至试样击穿。
[0070]实施例1
‑
4以及对比例1
‑
5所获聚丙烯绝缘电缆料按照上述方法进行测试，其性 能测试结果见表1。
[0071]表1
[0072][0073][0074]以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯绝缘电缆料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：PP
ꢀꢀ
70
‑
75份弹性体
ꢀꢀ
20
‑
25份抗氧剂
ꢀꢀ
0.1
‑
0.2份纳米粒子改性石墨烯
ꢀꢀ1‑
2份。2.根据权利要求1所述的聚丙烯绝缘电缆料，其特征在于：所述弹性体为SEBS。3.根据权利要求1所述的聚丙烯绝缘电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为天然抗氧剂或受阻酚抗氧剂。4.根据权利要求1所述的聚丙烯电缆料，其特征在于：所述纳米粒子改性石墨烯按照以下步骤制备：将20mgGO加入到去离子水中，超声分散均匀，得到质量浓度为10mg/mL的分散液，依次加入10mg纳米二氧化钛和...

【专利技术属性】
技术研发人员：高铭泽，
申请(专利权)人：牡丹江医学院，
类型：发明
国别省市：