[发明专利]氧化镁纳米球及其制备、应用氧化镁纳米球的高压直流电缆料及其制备

说明书

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及氧化镁纳米球及其制备、应用氧化镁纳米球的高压直流电缆料及其制备，本发明采用间隔剂烧结无规则形状的氧化镁纳米颗粒，制成分散性和相容性好的氧化镁纳米球，利用氧化镁纳米球制备一种高压直流电缆料，氧化镁纳米球在高压直流电缆料基质中的分散性和与基质的相容性好，能稳定高压直流电缆料复合介质中的电子，降低电阻率温度系数，在70℃下电阻率温度系数小于0.06，而且高压直流电缆料配方减少分散剂的使用，不引入新的杂质，制得了成本低、使用寿命长、击穿强度高和电阻率温度系数小的高压直流电缆料。

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及氧化镁纳米球及其制备、应用氧化镁纳米球的高压直流电缆料及其制备。

背景技术

采用高压直流塑料电缆的柔性直流输电是国际大电网倡导的主流方向，高压直流塑料电缆也是制约当前柔性直流输电技术发展和应用的一项关键技术。全球高压直流塑料电缆的需求在按指数增长，在不久的将来，除了用于大规模新能源的接入，基于电缆线路的柔性直流输电也将在向偏远地区供电、海上供电、城网增容改造、以及改善配网电能质量等方面发挥不可估量的作用。

目前在运的柔性直流电缆工作温度都较低，由于交联聚乙烯绝缘材料随着温度的升高电导率会急剧增大，而在直流电缆中电场分布取决于材料的电阻率，因此在电缆绝缘存在温度梯度的情况下，绝缘中的场强随着负荷的增大会发生反转，最大电场强度将出现在绝缘屏蔽处，如果运行温度过高，电缆绝缘的最大场强会进一步增大，从而超过电缆绝缘的耐受场强。

目前直流电缆绝缘料的电阻率温度系数普遍在0.1/℃左右，随着温度的上升外屏蔽处的场强可提升至平均场强的4倍以上，因此研究一种低电阻率温度系数的电缆绝缘料，降低绝缘电阻随温度的变化，均匀直流电缆中的电场分布就显得格外重要。

现有中国专利CN104910495B公开了一种高压直流电缆料及其制备方法，包括如下质量份的组分：90-100份低密度聚乙烯，0.5-3.5份改性纳米氧化镁，0.1-0.5份液体石蜡，0.001-0.08份抗氧剂和0.001-2.5份苯偶酰类化合物，采用硅烷偶联剂制备改性纳米氧化镁，再将原料预混造粒制得高压直流电缆料，纳米粒子的加入能增加电子在热激发状态下发生跃迁的所需要的动能，从而减少高温下交联聚乙烯中电子跃迁速率，稳定电阻率的变化，但是在这个技术方案中采用传统的硅烷偶联剂改性纳米氧化镁，其工艺难以控制，且引入新的杂质，分散性和与聚合物基体的相容性都有所欠缺，在造粒过程中为了增加相容性加入液体石蜡，分散效果有限且又会引入新的杂质，导致电缆料的性能不能进一步提高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中纳米氧化镁改性工艺复杂难以控制，分散性和与聚合物基体相容性欠缺的缺陷，从而提供一种分散性和相容性好的氧化镁纳米球及工艺简单易于控制的制备方法。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的高压直流电缆料电阻率温度系数较高的缺陷，从而提供一种低电阻率温度系数的高压直流电缆料及其制备方法。

为此，本发明提供了一种氧化镁纳米球。

优选的，其比表面积为200m²/g-350m²/g。

本发明还提供了一种上述氧化镁纳米球的制备方法，包括以下步骤：

球磨：将氧化镁纳米颗粒分散于溶剂中，然后球磨8-12小时，得到氧化镁纳米颗粒分散液；

喷雾造粒：向所述氧化镁纳米颗粒分散液中加入间隔剂混合均匀后，进行喷雾造粒，干燥得到氧化镁球形粘合物；

烧结：将得到的氧化镁球形粘合物烧结得到氧化镁纳米球。

优选的，在球磨步骤中，所述溶剂选自无水乙醇，氧化镁纳米颗粒与无水乙醇的比例为1g：10ml。