CN108456355A - 一种用于电力线路绝缘材料的制备方法 - Google Patents

一种用于电力线路绝缘材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合研磨，再投入密炼机中，搅拌得到混合物一；b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料、润滑剂、抗氧剂和交联剂，搅拌得到混合物二；c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，加热并超声分散，得到混合物三；d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，烘干即可。本发明的制备方法简单、材料成本低廉，制得的绝缘材料的耐热性和强度优良。

Description

一种用于电力线路绝缘材料的制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种用于电力线路绝缘材料的制备方法。
背景技术
随着电力事业的蓬勃发展，电力的安全传输至关重要。电力的安全传输离不开电力线路的安全防护。对于当前的电力线路，仅能在一般气象条件下线路不至于对外物放电的安全距离内保持有限的安全，并无其它针对性防护措施。随着电力线路运行环境的变化或其它设施的违规入侵等，外界物体接近甚至进入线路不至于对外放电的安全距离的情况会越来越多，其结果往往形成对电力线路安全传输的威胁，甚至引发严重的安全事故。
目前，电力线路，特别是中低压线路交叉跨越安全距离不够长期困扰着供电企业，有些电力线路在施工时符合设计要求，但由于线路运行环境的变化或其它线路设施的违规侵入等原因，导致线路间距太近，高压电放电窜入低压或其它弱电线路，引发设备和人身事故。电力企业为了解决线路交叉跨越的矛盾，往往采用以下几种方法：(1)对电力线路或被侵害线路进行改造。这是彻底解决问题的方案，但由于投资大、停电施工困难、牵涉面广等原因，往往难以实现；(2)采取临时防护措施，用某些绝缘材料，如热塑材料、过树带等对线路交叉跨越区段进行绝缘防护补强，能够起到暂时的作用，但由于采用材料杂乱、不规范，其绝缘水平难以得到保证，加之接口处一般没有有效的防水措施，极易导致内部导线受雨、露水侵蚀而锈蚀严重，长时间使用会将使局部线缆发热受损。
综上所述，因此需要一种更好的绝缘材料来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，本发明可以提高绝缘材料的耐热性和强度，降低绝缘材料的老化时间，可以保持高温高压作用下长时间不降解。
本发明提供了如下的技术方案：
一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，温度为550-650℃，密炼至熔融状态，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合投入研磨机中研磨至过500-600目筛，得到混合粉末，将混合粉末投入密炼机中，在80-100r/min的转速下搅拌20-30min，得到混合物一；
b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料，在50-55℃下加热并缓慢搅拌30-50min，再加入润滑剂、抗氧剂和交联剂，在200-300r/min的转速下搅拌15-25min，得到混合物二；
c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，再置于80-100℃下加热并超声分散20-30min，得到混合物三；
d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；
e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，在送入60-80℃的环境下烘干，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的改性膨润土的制备方法为：将膨润土加入到蒸馏水中，超声分散20-30min后过滤、离心、烘干、研磨、焙烧，将焙烧过的膨润土置于浓度为5-7mol/L的醋酸溶液中超声分散后，在60-80℃下加热30-50min，再过滤、洗涤至中性、烘干，将酸化的膨润土加入到甲苯中在氮气保护下超声分散25-30min，然后加入到聚乙烯亚胺的水溶液中在120-140℃下加热并超声分散20-30min，再过滤、用蒸馏水和无水乙醇洗涤、在60-80℃下干燥2-3h。
优选的，所述步骤b的环氧树脂预聚液的制备方法为：向反应釜中依次加入环氧树脂、甲苯、醚类固化剂和紫外线吸收剂，以100-120r/min的转速搅拌15-20min，再将反应釜升至80-90℃，在150-180r/min的转速下搅拌20-30min，再将反应釜自然冷却至室温，即可。
优选的，所述步骤b的改性废菌料的制备方法为：将偶联剂直接加入经研磨的废菌料粉末中，搅拌使混合均匀，然后在80-90℃烘箱中保温3-5h。
优选的，所述偶联剂为硬脂酸偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和硅酸酯偶联剂中的任一种或几种的混合。
优选的，所述步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、硬脂酸钡、石蜡、乙烯蜡和硬脂酸正丁酯中的任一种或几种的混合。
优选的，所述步骤b的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲烷和过氧化乙烷中的任一种或几种的混合。
优选的，所述步骤c的脱气处理为：将混合物二置于真空下，在60-80℃下加热并搅拌15-20min。
优选的，所述步骤d的光引发剂为安息香、安息香烷基醚、安息香酯、苯偶酰缩醛和芳基酮中的任一种或几种的混合。
本发明的有益效果是：
本发明具有优异的力学性能、绝缘性能和耐高温性能，降低绝缘材料的老化时间，可以保持高温高压作用下长时间不降解，还具有良好的抗户外恶劣环境的使用性能，同时具有防水和高耐磨性，并且本发明的制备方法简单，原料来源广泛，无需特殊设备和苛刻条件，易于实现规模化生产。
本发明中的改性废菌料不仅实现了废菌料的资源化利用，还节约了自然资源，降低了环境污染，具有节能环保方面的深远意义。
本发明中对膨润土进行改性后，可以更好的利用其特殊的多孔隙结构，使得制备出的绝缘材料具有很好的韧性，从而提高其力学性能，不易断裂。
具体实施方式
实施例1
一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，温度为550℃，密炼至熔融状态，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合投入研磨机中研磨至过500目筛，得到混合粉末，将混合粉末投入密炼机中，在100r/min的转速下搅拌30min，得到混合物一；
b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料，在55℃下加热并缓慢搅拌50min，再加入润滑剂、抗氧剂和交联剂，在200r/min的转速下搅拌15min，得到混合物二；
c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，再置于80℃下加热并超声分散30min，得到混合物三；
d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；
e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，在送入80℃的环境下烘干，即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为：将膨润土加入到蒸馏水中，超声分散20min后过滤、离心、烘干、研磨、焙烧，将焙烧过的膨润土置于浓度为7mol/L的醋酸溶液中超声分散后，在60℃下加热50min，再过滤、洗涤至中性、烘干，将酸化的膨润土加入到甲苯中在氮气保护下超声分散25min，然后加入到聚乙烯亚胺的水溶液中在120℃下加热并超声分散30min，再过滤、用蒸馏水和无水乙醇洗涤、在80℃下干燥2h。
步骤b的环氧树脂预聚液的制备方法为：向反应釜中依次加入环氧树脂、甲苯、醚类固化剂和紫外线吸收剂，以100r/min的转速搅拌20min，再将反应釜升至80℃，在180r/min的转速下搅拌30min，再将反应釜自然冷却至室温，即可。
步骤b的改性废菌料的制备方法为：将偶联剂直接加入经研磨的废菌料粉末中，搅拌使混合均匀，然后在90℃烘箱中保温3h。
偶联剂为硬脂酸偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和硅酸酯偶联剂的混合。
步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、硬脂酸钡、石蜡、乙烯蜡和硬脂酸正丁酯的混合。
步骤b的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲烷和过氧化乙烷的混合。
步骤c的脱气处理为：将混合物二置于真空下，在60℃下加热并搅拌20min。
步骤d的光引发剂为安息香、安息香烷基醚、安息香酯、苯偶酰缩醛和芳基酮的混合。
实施例2
一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，温度为550℃，密炼至熔融状态，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合投入研磨机中研磨至过500目筛，得到混合粉末，将混合粉末投入密炼机中，在80r/min的转速下搅拌20min，得到混合物一；
b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料，在50℃下加热并缓慢搅拌30min，再加入润滑剂、抗氧剂和交联剂，在200r/min的转速下搅拌15min，得到混合物二；
c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，再置于80℃下加热并超声分散20min，得到混合物三；
d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；
e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，在送入60℃的环境下烘干，即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为：将膨润土加入到蒸馏水中，超声分散20min后过滤、离心、烘干、研磨、焙烧，将焙烧过的膨润土置于浓度为5mol/L的醋酸溶液中超声分散后，在60℃下加热30min，再过滤、洗涤至中性、烘干，将酸化的膨润土加入到甲苯中在氮气保护下超声分散25min，然后加入到聚乙烯亚胺的水溶液中在120℃下加热并超声分散20min，再过滤、用蒸馏水和无水乙醇洗涤、在60℃下干燥2h。
步骤b的环氧树脂预聚液的制备方法为：向反应釜中依次加入环氧树脂、甲苯、醚类固化剂和紫外线吸收剂，以100r/min的转速搅拌15min，再将反应釜升至80℃，在150r/min的转速下搅拌20min，再将反应釜自然冷却至室温，即可。
步骤b的改性废菌料的制备方法为：将偶联剂直接加入经研磨的废菌料粉末中，搅拌使混合均匀，然后在80℃烘箱中保温3h。
偶联剂为硬脂酸偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和硅酸酯偶联剂的混合。
步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、硬脂酸钡、石蜡、乙烯蜡和硬脂酸正丁酯的混合。
步骤b的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲烷和过氧化乙烷的混合。
步骤c的脱气处理为：将混合物二置于真空下，在60℃下加热并搅拌15min。
步骤d的光引发剂为安息香、安息香烷基醚、安息香酯、苯偶酰缩醛和芳基酮的混合。
实施例3
一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，温度为650℃，密炼至熔融状态，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合投入研磨机中研磨至过600目筛，得到混合粉末，将混合粉末投入密炼机中，在100r/min的转速下搅拌30min，得到混合物一；
b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料，在55℃下加热并缓慢搅拌50min，再加入润滑剂、抗氧剂和交联剂，在300r/min的转速下搅拌25min，得到混合物二；
c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，再置于100℃下加热并超声分散30min，得到混合物三；
d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；
e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，在送入80℃的环境下烘干，即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为：将膨润土加入到蒸馏水中，超声分散30min后过滤、离心、烘干、研磨、焙烧，将焙烧过的膨润土置于浓度为7mol/L的醋酸溶液中超声分散后，在80℃下加热30min，再过滤、洗涤至中性、烘干，将酸化的膨润土加入到甲苯中在氮气保护下超声分散25min，然后加入到聚乙烯亚胺的水溶液中在140℃下加热并超声分散30min，再过滤、用蒸馏水和无水乙醇洗涤、在80℃下干燥2h。
步骤b的环氧树脂预聚液的制备方法为：向反应釜中依次加入环氧树脂、甲苯、醚类固化剂和紫外线吸收剂，以120r/min的转速搅拌20min，再将反应釜升至90℃，在180r/min的转速下搅拌20min，再将反应釜自然冷却至室温，即可。
步骤b的改性废菌料的制备方法为：将偶联剂直接加入经研磨的废菌料粉末中，搅拌使混合均匀，然后在90℃烘箱中保温5h。
偶联剂为硬脂酸偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和硅酸酯偶联剂的混合。
步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、硬脂酸钡、石蜡、乙烯蜡和硬脂酸正丁酯的混合。
步骤b的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲烷和过氧化乙烷的混合。
步骤c的脱气处理为：将混合物二置于真空下，在80℃下加热并搅拌20min。
步骤d的光引发剂为安息香、安息香烷基醚、安息香酯、苯偶酰缩醛和芳基酮的混合。
检测以上实施例制备出的成品，得到如下表所示数据：
表一：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
交联度 88% 87% 87%
拉伸强度（MPa） ≧25.5 ≧26.5 ≧26.8
断裂伸长率 ≧560% ≧630% ≧650%
抗张强度（MPa） 18.5 22.6 23.4
20℃体积电阻率（Ω·㎝） 2.47×1015 2.36×1015 2.43×1015
介电强度（MV/m） 30 31 30
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将低密度聚乙烯和氯丁橡胶混合投入密炼机中密炼，温度为550-650℃，密炼至熔融状态，再将改性膨润土、氧化钙、氧化铝和二氧化硅混合投入研磨机中研磨至过500-600目筛，得到混合粉末，将混合粉末投入密炼机中，在80-100r/min的转速下搅拌20-30min，得到混合物一；
b、向环氧树脂预聚液中加入改性废菌料，在50-55℃下加热并缓慢搅拌30-50min，再加入润滑剂、抗氧剂和交联剂，在200-300r/min的转速下搅拌15-25min，得到混合物二；
c、将混合物二导入真空箱中进行脱气处理，再置于80-100℃下加热并超声分散20-30min，得到混合物三；
d、将混合物一导入双螺杆挤出机中，再加入光引发剂和高耐磨炭黑，搅拌、挤出，得到混合物四；
e、对混合物四进行塑造成型，将混合物二涂覆在混合物四表面，在送入60-80℃的环境下烘干，即可得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性膨润土的制备方法为：将膨润土加入到蒸馏水中，超声分散20-30min后过滤、离心、烘干、研磨、焙烧，将焙烧过的膨润土置于浓度为5-7mol/L的醋酸溶液中超声分散后，在60-80℃下加热30-50min，再过滤、洗涤至中性、烘干，将酸化的膨润土加入到甲苯中在氮气保护下超声分散25-30min，然后加入到聚乙烯亚胺的水溶液中在120-140℃下加热并超声分散20-30min，再过滤、用蒸馏水和无水乙醇洗涤、在60-80℃下干燥2-3h。
3.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的环氧树脂预聚液的制备方法为：向反应釜中依次加入环氧树脂、甲苯、醚类固化剂和紫外线吸收剂，以100-120r/min的转速搅拌15-20min，再将反应釜升至80-90℃，在150-180r/min的转速下搅拌20-30min，再将反应釜自然冷却至室温，即可。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性废菌料的制备方法为：将偶联剂直接加入经研磨的废菌料粉末中，搅拌使混合均匀，然后在80-90℃烘箱中保温3-5h。
5.根据权利要求4所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硬脂酸偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和硅酸酯偶联剂中的任一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸铅、二盐基性硬脂酸铅、硬脂酸钡、石蜡、乙烯蜡和硬脂酸正丁酯中的任一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲烷和过氧化乙烷中的任一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的脱气处理为：将混合物二置于真空下，在60-80℃下加热并搅拌15-20min。
9.根据权利要求1所述的一种用于电力线路绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤d的光引发剂为安息香、安息香烷基醚、安息香酯、苯偶酰缩醛和芳基酮中的任一种或几种的混合。
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