[发明专利]一种高压电缆专用聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及功能材料领域，具体地涉及一种高压电缆专用聚丙烯材料及其制备方法。该材料由下述原料组分按质量份制备而成：茂金属间规聚丙烯材料70‑85份，改性纳米碳酸钙5‑10份，纳米氮化硼5‑10份，增韧剂5‑10份，偶联剂3‑5份，热稳定剂1份，光稳定剂1份。本发明提供的高压电缆专用聚丙烯材料，使用具有一定结晶度的聚丙烯材料作为基材，直接通过挤出的方式成型，操作便捷，且可以回收利用。增韧剂的加入弥补了聚丙烯材料在韧性和耐低温性能方面的不足；纳米氮化硼和经表面处理的纳米碳酸钙不仅可以抑制PP/增韧剂共混物种空间电荷的累积，同时可以有效地改善聚合物由于导热性能不足而引起温度过高的现象。

技术领域

本发明涉及功能材料领域，具体地，本发明涉及一种高压电缆专用聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，电力传输技术的发展步伐明显加快，提高传输能力的办法不断涌现，既有直流输电技术、柔性交流输电技术、分频输电技术等高新技术，同时也有对现有高压交流输电线路的增容改造技术，如升压改造、复导增容改造、交流输电线路改为直流输电技术等。直流输电，对于提高现有传输系统的传输能力，挖掘现有设备潜力，具有十分重要的现实意义，实施起来可收到事半功倍的效果。而我国的能源分布严重不均衡，对高效率输电网络的需求十分迫切。随着直流输电技术在我国的不断发展和应用，其上游对高压电缆材料的开发和探索也从未停止。聚合物材料由于其良好的电气和机械性能，因此在高压电缆行业得到了快速的推广。其中应用最广泛的是交联聚乙烯材料。交联聚乙烯材料是聚乙烯通过交联反应生成的具有网状分子结构的材料，具有极佳的电气性能，同时又有很高的耐热性。

但交联聚乙烯的加工和应用也存在着种种的不足之处，首先是其制作过程中涉及到交联反应，因此生产工艺复杂且效率低下，而且在交联反应中加入的交联剂会对材料的绝缘老化性能带来不可控的影响；同时交联聚乙烯的回收再利用的可能性几乎为零，因此在其无法正常作为高压电缆使用时，就不具备任何的可利用价值，成为了污染源。因此研发出新型的高压电缆专用材料具有非常大的实用意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压电缆专用聚丙烯材料及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高压电缆专用聚丙烯材料，由下述原料组分按质量份制备而成：

进一步方案，所述茂金属间规聚丙烯材料的熔体质量流动速率≤5g/10min(230℃，2.16kg)。

所述改性纳米碳酸钙，是由市售的纳米碳酸钙经120℃干燥4h后，与硬脂酸钙按1：0.1的比例混合均匀后，在100℃环境下共研末制得。

所述纳米氮化硼为市售原料，粒径：80-200nm。

所述增韧剂为乙丙橡胶与茂金属乙烯-辛烯共聚物按质量比1：2的混合物。

所述偶联剂为聚丙烯接枝马来酸酐和硅烷偶联剂乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷按质量比为1：2的混合物。

所述热稳定剂为为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。

所述光稳定剂为市售的复合光稳定剂混合物，包含有邻羟基二苯甲酮类紫外线吸收剂、受阻胺类自由基捕捉剂和受阻胺类氢过氧化物分解剂。

本发明所提供的电缆专用聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：