【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气绝缘材料，特别是一种高压直流电缆绝缘复合材料及方法。
技术介绍
1、高压直流(hvdc)输电技术因其对功耗、传输和容量的更高要求而备受大众关注。电力需求的增加对绝缘材料提出了新的挑战，特别是近几十年来，基于低密度聚乙烯(ldpe)的交联聚乙烯(xlpe)在全球范围内发挥了重要作用。研究人员提出了不同的技术，以提高绝缘材料的介电强度和结构特性，包括纳米复合材料技术、电压稳定器技术、超洁净技术和化学改性技术。其中最有效的技术是t.j.1ewis于1994年提出的纳米介电复合技术。有研究人员提出了通过添加无机复合材料来提高xlpe电气绝缘性能的理论。但研究人员发现无机复合材料技术并不适用于电缆绝缘，因为在界面处存在热匹配、填料聚集和电气稳定性较差等问题。当研究人员将注意力集中在有机复合材料上时，这些疑虑便迎刃而解了。
2、现有技术中，研究人员热衷于开发一种具有良好兼容性、更高可靠性和更佳绝缘性的有机纳米介电材料。聚苯乙烯是一种前景广阔的热塑性塑料，具有优异的介电性能、耐热性好、有良好的尺寸稳定性、抗细菌生长和良好的耐化学腐蚀性。但由于聚苯乙烯的刚性高模量，只能用作填充物，不能直接用作电缆绝缘材料。
3、在
技术介绍
部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种高压直流电缆绝缘复合材料及方法，本专利技术通过微米级ps添
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
3、一种高压直流电缆绝缘复合材料是由主料和辅料组成，其中主料是低密度聚乙烯树脂，辅料包括微米级聚苯乙烯树脂、交联剂和抗氧剂，其中微米级聚苯乙烯树脂与低密度聚乙烯树脂相互交联形成复合材料xlpe-ps。
4、所述的高压直流电缆绝缘复合材料中，所述高压直流电缆绝缘复合材料包括以下质量份数的各组分：
5、1)低密度聚乙烯树脂100份；
6、2)抗氧剂0.1-0.5份；
7、3)过氧化二异丙苯2份；
8、4)微米级聚苯乙烯树脂0.1-5份。
9、所述的高压直流电缆绝缘复合材料中，微米级聚苯乙烯树脂为粒径是5-500μm的粉末材料。
10、所述的高压直流电缆绝缘复合材料中，抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂bht和dnp中的一种或几种。
11、所述的高压直流电缆绝缘复合材料的制备方法包括以下步骤，
12、步骤1，根据低密度聚乙烯树脂100份、抗氧剂0.1-0.5份、过氧化二异丙苯2份以及微米级聚苯乙烯树脂0.1-5份的配方进行配比；
13、步骤2，按配比混合低密度聚乙烯树脂、抗氧剂与微米级聚苯乙烯树脂形成混合料；
14、步骤3，利用双螺杆挤出机将混合料进行高温熔融，制作成粒料；
15、步骤4，烘烤或风干去除粒料在制料时混杂的水分；
16、步骤5，将粒料与过氧化二异丙苯按配比共混；
17、步骤6，高温高压下完成交联得到高压直流电缆绝缘复合材料，其中，微米级聚苯乙烯树脂与低密度聚乙烯树脂相互交联形成复合材料xlpe-ps；
18、步骤7，脱气，去除副产物。
19、所述的制备方法中，所述低密度聚乙烯树脂为颗粒，其密度为0.92g/cm3，其重均分子量为14×104。
20、所述的制备方法中，步骤3，所述双螺杆挤出机的转速为50-80r/min，于140-220℃下混炼均匀造粒，螺杆各区段温度设置为：加料段130-140℃，输送段140-160℃，熔融段160-180℃，机头220℃，挤出线经水冷却后风干造粒，制得粒料。
21、所述的制备方法中，粒料与过氧化二异丙苯混合后在70℃下烘烤24h以加速共混。
22、所述的制备方法中，微米级聚苯乙烯树脂与低密度聚乙烯树脂进行交联反应，其中交联反应的条件为交联温度180℃，时间10min，压强15mpa。
23、所述的制备方法中，步骤7中，在70～90℃下脱气。
24、与现有技术相比，本专利技术带来的有益效果为：
25、本专利技术过添加微米级ps，将ldpe与ps混合交联，让xlpe在不同温度下击穿场强得到有效提升15％-30％，载流子迁移率降低，提高其高温导电的稳定性。本专利技术通过复合材料之间的交联方式，利用添加微米级的ps，有效提升材料绝缘性能和温度稳定性。本专利技术的交联机制的增强提升了介电强度和结构特性。聚苯乙烯对结构特性的影响在结晶度、晶粒大小、交联度、薄片厚度和熔化焓等结构特性方面得到了展现。制备方法中与ps的协同效应有利于提高介电强度和结构特性。该xlpe-ps复合材料的出现，提供了一种成本较低，且较好提高xlpe击穿性能与高温绝缘稳定性的方法，工程意义显著。
26、所述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
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1.一种高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，所述高压直流电缆绝缘复合材料是由主料和辅料组成，其中主料是低密度聚乙烯树脂，辅料包括微米级聚苯乙烯树脂、交联剂和抗氧剂，其中微米级聚苯乙烯树脂与低密度聚乙烯树脂相互交联形成复合材料XLPE-PS。
2.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，优选的，所述高压直流电缆绝缘复合材料包括以下质量份数的各组分：
3.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，微米级聚苯乙烯树脂为粒径是5-500μm的粉末材料。
4.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂BHT和DNP中的一种或几种。
5.如权利要求1-4中任一项所述的高压直流电缆绝缘复合材料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤，
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，粒料与过氧化二异丙苯混合后在70℃下烘烤24h以加速共混。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤7中，在70～90℃下脱气。
...【技术特征摘要】
1.一种高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，所述高压直流电缆绝缘复合材料是由主料和辅料组成，其中主料是低密度聚乙烯树脂，辅料包括微米级聚苯乙烯树脂、交联剂和抗氧剂，其中微米级聚苯乙烯树脂与低密度聚乙烯树脂相互交联形成复合材料xlpe-ps。
2.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，优选的，所述高压直流电缆绝缘复合材料包括以下质量份数的各组分：
3.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，微米级聚苯乙烯树脂为粒径是5-500μm的粉末材料。
4.如权利要求1所述的高压直流电缆绝缘复合材料，其特征在于，抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟力生，穆尼布艾哈迈德，高景晖，李飞，刘康鸿，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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