[发明专利]一种复合绝缘子用改性聚丙烯材料

说明书

一种复合绝缘子用改性聚丙烯材料，包括以下重量份数的组分：均聚型聚丙烯树脂50～70份、增韧剂30～50份、成核剂0.05～0.3份、阻燃剂10～30份、抗氧剂0.2～0.5份、光稳定剂0.2～0.5份。进一步，所述的增韧剂由共聚型聚丙烯树脂、乙丙橡胶接枝聚丙烯树脂和乙烯‑辛烯共聚物按1∶0.3～0.6∶1.5～3重量比例组成。本发明改性聚丙烯材料同时具有高的高温拉伸强度和低温断裂伸长率，由此制成伞裙和护套的复合绝缘子，耐高低温性能优异：在+70℃热水(放置12小时)和‑40℃空气(放置12小时)高低温循环试验12次，绝缘子伞裙和护套外观完好，未出现开裂或脱开等现象。

技术领域

本发明涉及一种复合绝缘子用改性聚丙烯材料，用于复合绝缘子伞裙和护套，属于绝缘子技术领域。

背景技术

输电线路上的复合绝缘子由环氧芯棒、聚合物伞裙和护套、端部装配件构成，具有优异的电性能、憎水性、力学强度以及质量轻、运输安装方便等优点。为增加爬电距离和耐雷电冲击等性能，复合绝缘子通常设计为长棒型，这种外形对制作伞裙和护套的聚合物的本体拉伸性能提出了很高要求：除耐老化、阻燃、绝缘等基本要求外，该聚合物必须具备耐高低温拉伸性能，即同时具有高的高温拉伸强度和低温断裂伸长率，以适应高海拔、沙漠或强风等各种温差较大的环境恶劣地区使用条件：高低温区间+70℃～-40℃。目前常见的硅橡胶复合绝缘子由于硅橡胶伞裙质软和本体强度低等原因，常被鸟啄坏或强风损坏，影响了输电安全性。

发明专利CN103194015B公开了一种改性聚合物绝缘子材料的制备方法，配方中聚乙烯与聚丙烯的体积比为(75～90)：(10～25)。发明专利申请CN109929168A公开了一种适用于电力绝缘子的改性聚乙烯材料，包括聚乙烯50-65％、增韧剂2-6％、无机填料15-20％、溴系阻燃剂15-20％、协效阻燃剂1.5-5％、稳定剂0.6-1.4％等，其所述的增韧剂包括乙烯-辛烯共聚物等。上述技术中聚合物绝缘子采用聚乙烯为主要树脂基材，利用其优异的耐低温性，但由于聚乙烯熔点在130℃左右，制成的伞裙材料在+70℃下的高温拉伸强度不高，且聚乙烯材料的熔融粘度大，对长棒形复合绝缘子伞裙和护套制备生产工艺带来困难，会导致产品表面粗糙甚至产生气孔。

另一方面，均聚型聚丙烯是一种常用的工程塑料，具有耐热性好(熔点达165℃)、无毒无味、质轻、熔融粘度低易加工、耐化学腐蚀、绝缘性高等优点，但均聚型聚丙烯显脆性，需改性后才能使用，尤其涉及低温使用环境。发明专利CN104045910B公开了一种弹性体增韧聚丙烯组合物及其制备方法，由聚丙烯50～90份、茂金属丙烯-乙烯弹性体1～5份、无机填料5～20份、抗氧剂0.3～0.6份等组成。发明专利申请CN109851913A公开了一种增韧聚丙烯材料，包括均聚型聚丙烯100份、聚乙烯0.1～10份增韧剂、成核剂0.05～0.2份、抗氧剂0.04～0.3份、有机氧化物0.01～0.04份等。发明专利申请CN110885498A公开了一种阻燃增韧聚丙烯材料，包括聚丙烯40～70份，阻燃剂10～20份，增韧剂3～8份，抗氧剂0.5～2份，蒙脱土2～6份和相容剂3～5份，所述聚丙烯由重量比为1∶1-5均聚型聚丙烯与共聚型聚丙烯复配，增韧剂包括聚乙烯辛烯弹性体，制成材料的阻燃性能为V-0级，-25℃的耐缺口冲击强度≥9.2kJ/m²，能应用于汽车、日用品等领域。

上述技术为改善聚丙烯材料的耐低温性能，采取以均聚型聚丙烯为主，添加少量增韧剂；或以韧性较好的共聚型聚丙烯为主树脂，加入一定量的乙烯-辛烯共聚物增韧剂。但现有聚丙烯改性技术存在以下不足：由于共聚型聚丙烯的高温拉伸强度不高，加入的乙烯-辛烯共聚物增韧剂控制在20份及以下，-40℃低温下的断裂伸长率不大，如继续提高增韧剂使用量，会进一步牺牲高温拉伸强度；另一方面，均聚型聚丙烯由于与乙烯-辛烯共聚物增韧剂相容性不好，增韧剂对低温断裂伸长率提升效果不佳。改性聚丙烯材料现有技术不能满足复合绝缘子对伞裙和护套材料的耐高温拉伸强度和低温断裂伸长率要求。

发明内容