[发明专利]一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料及其制备方法，涉及电介质复合材料技术领域。该材料是将聚乙烯、碳纳米管和相容剂共混后，经过热压和冷压后脱模得到的；所述的聚乙烯为低密度聚乙烯；所述的相容剂为乙烯‑辛烯‑甲基丙烯酸环氧丙酯弹性体。本发明还提供一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料的制备方法。本发明的复合材料介电常数高、介电损耗低。

技术领域

本发明涉及电介质复合材料技术领域，具体涉及一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料及其制备方法。

背景技术

二十一世纪以来，随着中国经济的迅速发展工业化与城镇化进程的加快，使电能需求出现紧张局面。我国特高压输电技术已得到国际业界的认可，这使得我国海外电网建设得到了大幅度推进，为全球电力互联网的建设提供了可能。随着电压等级的不断提高，超高压输电和特高压输电的发展，对电力设备绝缘材料的介电性能提出了更为严峻的要求。

聚乙烯由于其优良的绝缘性能，广泛应用于电缆行业中。据悉，近年来聚乙烯仅作为电力线路的绝缘材料，在全世界的年用量就己达60余万吨。然而，聚乙烯在长期受到电、热以及其他各种理化因素作用时，其绝缘性能会逐渐下降，即绝缘材料的老化。那么为了提高聚合物绝缘强度、延长其使用寿命，国内外学者做了多方面研究工作，主要是向聚乙烯材料中添加某种添加剂粒子，比如添加氧化镁、蒙脱土、二氧化硅等粒子来提高聚乙烯击穿特性、减少聚合物体内缺陷、改变结晶形态、提高载流子迁移特性而改善电场集中，提高聚合物热稳定性与玻璃化转变温度等性能。但无机添加剂在改善材料某一方面性能时，有可能会导致另一些性能的下降。试验发现微米材料在改善聚合物热性能同时会导致聚合物击穿场强的降低，纳米材料增强聚合物电性能的同时会降低材料的玻璃化转变温度。所以对于聚乙烯绝缘材料介电性的研究引起了相关学者的广泛关注。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的复合材料不能同时满足介电常数高、介电损耗低的问题，而提供一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料及其制备方法。

本发明首先提供一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料，该材料是将聚乙烯、碳纳米管和相容剂共混后，经过热压和冷压后脱模得到的；

所述的聚乙烯为低密度聚乙烯；

所述的相容剂为乙烯-辛烯-甲基丙烯酸环氧丙酯弹性体。

优选的是，所述的聚乙烯的密度为0.9203g/cm³。

优选的是，所述的碳纳米管为表面带有羧基的碳纳米管。

本发明还提供一种碳纳米管增强聚乙烯基复合材料的制备方法，包括：

步骤一：将碳纳米管、聚乙烯、相容剂进行溶液共混，得到共混物；

步骤二：将步骤一共混物置于模具中进行热压，然后转移至冷压机中冷压，脱模得到碳纳米管增强聚乙烯基复合材料。

优选的是，所述的步骤一中聚乙烯、相容剂和碳纳米管的质量比为(84-90)：10：(0.5-6)。

优选的是，所述的步骤一的共混温度为85-95℃，共混时间为50-60min。

优选的是，所述的步骤二的热压温度为130-140℃、压力为8-13Mpa，热压时间为5-10分钟。

优选的是，所述的步骤二中冷压温度为20-25℃、压力为8-13Mpa，冷压时间为5-10分钟。

本发明的有益结果