炭黑、石墨烯為導(dǎo)電介質(zhì)的功能化高分子復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高分子復(fù)合材料，尤其設(shè)及一種炭黑、石墨締為導(dǎo)電介質(zhì)的功能 化高分子復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 交聯(lián)聚乙締絕緣高壓電纜(交聯(lián)電纜）是輸配電領(lǐng)域中使用量很大的一種電力電 纜。目前交聯(lián)電纜用的半導(dǎo)電屏蔽料主要采用在乙締-醋酸乙締共聚物EVA中均勻分散加 入炭黑的方式制成，但由于受炭黑導(dǎo)電性不理想且熱穩(wěn)定性不佳的因素影響，導(dǎo)致目前材 料的體積電阻率指標(biāo)不理想，執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)在相關(guān)指標(biāo)要求方面也只能放寬。目前標(biāo)準(zhǔn)（JB/ T10738-2007)中要求20°C時(shí)用于導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽的半導(dǎo)電屏蔽料的體積電阻率均為 不大于100Q'em，90°C時(shí)用于導(dǎo)體屏蔽的半導(dǎo)電屏蔽料的體積電阻率不大于5000Q'em， 90°C時(shí)用于絕緣屏蔽的半導(dǎo)電屏蔽料的體積電阻率均為不大于2500Q'皿。可見其體積電 阻率偏大且熱穩(wěn)定性相當(dāng)不好（20°C與90°C下體積電阻率變化超過20倍)。因而對電纜屏 蔽均化電場效果不夠理想，容易造成電纜運(yùn)行放電故障及壽命下降，對IlOkV及W上超高 壓電纜的影響尤為明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在解決上述缺陷，提供一種炭黑、石墨締為導(dǎo)電介質(zhì)的功能化高分子復(fù) 合材料。
[0004]為了克服【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是： 運(yùn)種炭黑、石墨締為導(dǎo)電介質(zhì)的功能化高分子復(fù)合材料包括W下質(zhì)量百分含量組成：乙 締-醋酸乙締共聚物或聚乙締55%~62%，導(dǎo)電炭黑23%~30%，石墨締粉1%~5%，白油 8〇/〇~12%，抗氧劑0. 5%~1%，硬脂酸鋒0. 3%~1%，交聯(lián)劑DCPO. 6%~1. 2〇/〇。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述石墨締粉的微片厚度不大于8ym。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述炭黑的顆粒直徑不大于50ym。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述抗氧劑為4, 4'-硫代雙。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述質(zhì)量百分含量為：乙締-醋酸乙締 共聚物55%、石墨締粉1%、導(dǎo)電炭黑30%、白油12%、抗氧劑0. 5%、硬脂酸鋒0. 3〇/〇。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述質(zhì)量百分含量為：聚乙締59%、石墨 締粉3%、炭黑25. 8%、白油10%、抗氧劑1%、硬脂酸鋒0. 6〇/〇。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述質(zhì)量百分含量為：乙締-醋酸乙締 共聚物62%、石墨締粉5%、炭黑22%、白油8%、抗氧劑0. 9%、硬脂酸鋒1%。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括該制備方法包括： 第一步、混合， 曰、將石墨締粉先混溶到白油中； b、將乙締-醋酸乙締共聚物或聚乙締、導(dǎo)電炭黑粉體加入高混機(jī)攬拌2分鐘； c、將石墨締粉與白油的混合溶液及抗氧劑4, 4' -硫代雙、硬脂酸鋒加入到高混機(jī)，一 起攬拌1-2分鐘； t將高混機(jī)內(nèi)初步混合的所有材料通過連接管道送入密煉機(jī)，在95-105°C溫度下混煉 10-12分鐘； 第二步、塑化、造粒， a、 將密煉機(jī)內(nèi)密煉好的材料通過單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒、水冷和脫水處理； b、 將脫水后的塑料粒子通過輸送管道送入另一臺高混機(jī)并按比例加入交聯(lián)劑攬拌1-2 分鐘； C、將塑料粒子送入儲存?zhèn)}并稱量包裝。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述擠出造粒為圓柱形粒子，其直徑為 3. 5mm、高度為 3mm。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述擠出造粒為圓柱形粒子，其直徑為 3. 5mm、高度為 3mm。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：運(yùn)種炭黑、石墨締為導(dǎo)電介質(zhì)的功能化高分子復(fù)合材料客 服了現(xiàn)有技術(shù)只用炭黑復(fù)合半導(dǎo)電屏蔽料因炭黑導(dǎo)電性不夠理想及導(dǎo)電填料添加比例過 大對電纜質(zhì)量的影響問題，除顯著提高半導(dǎo)電屏蔽料產(chǎn)品的導(dǎo)電性能外，還大幅改善了其 熱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016] 圖1是本發(fā)明制備方法的步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明一種用于6-220kV交聯(lián)聚乙締絕緣高壓電纜內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層的炭黑/石 墨締共同導(dǎo)電介質(zhì)低電阻高熱穩(wěn)定過氧化物交聯(lián)半導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由W下質(zhì)量百分 含量組成：乙締-醋酸乙締共聚物（EVA)或聚乙締（PE巧5%~62%，導(dǎo)電炭黑23%~30%，石 墨締粉1%~5%，白油8%~12%、抗氧劑0. 5%~1%、硬脂酸鋒0. 3%~1%，交聯(lián)劑DCPO. 6%~ 1. 2% O
[0018] 石墨締粉的微片厚度不大于8ym。
[0019] 炭黑的顆粒直徑不大于50Jim。
[0020] 抗氧劑為4, 4' -硫代雙（6-叔下基-3-甲基苯酪）。
[0021] 本發(fā)明的高壓電纜內(nèi)外屏蔽用炭黑/石墨締共同作為導(dǎo)電介質(zhì)的低電阻高熱穩(wěn) 定過氧化物交聯(lián)半導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，在20°C的體積電阻率《20Q^cmD在90°C的體積 電阻率《IOOQ?cm。
[0022] 本發(fā)明材料的制備方法，如圖1所示，包括W下步驟： 第一步、混合， 曰、將石墨締粉先混溶到白油中； b、將乙締-醋酸乙締共聚物或聚乙締、導(dǎo)電炭黑粉體加入高混機(jī)攬拌2分鐘； C、將石墨締粉與白油的混合溶液及抗氧劑4, 4' -硫代雙、硬脂酸鋒加入到高混機(jī)，一 起攬拌1-2分鐘； t將高混機(jī)內(nèi)初步混合的所有材料通過連接管道送入密煉機(jī)，在95-105°C溫度下混煉 10-12分鐘； 第二步、塑化、造粒， a、 將密煉機(jī)內(nèi)密煉好的材料通過單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒、水冷和脫水處理； b、 將脫水后的塑料粒子通過輸送管道送入另一臺高混機(jī)并按比例加入交聯(lián)劑攬拌1-2 分鐘； C、將塑料粒子送入儲存?zhèn)}并稱量包裝。各組分材料的作用 乙締-醋酸乙締共聚物（EVA)或聚乙締（PE)的作用為材料的基料。
[0023] 石墨締粉與炭黑共同作為導(dǎo)電填料，石墨締粉體是一種具有極佳導(dǎo)電性能的材 料，其形狀為微片狀，有非常大的比表面積，與炭黑的顆粒狀可W相互搭橋優(yōu)勢互補(bǔ)。屏蔽 料的體積電阻率及熱穩(wěn)定性主要通過導(dǎo)電填料的加入量及兩種材料比例調(diào)整獲得。
[0024] 白油的作用為潤滑劑和輔助脫模劑，使材料加工性能得到保障。
[0025] 抗氧劑的作用為抑制或延緩材料的氧化降解，延長材料的使用壽命。
[0026] 硬脂酸鋒為的作用為潤滑劑，降低材料在加工過程中與機(jī)械內(nèi)部的摩擦，提高材 料的流動性。
[0027] 本發(fā)明方法制備得到的高壓電