一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料，它的原料配方包括下列重量份数的组分：基体树脂80~92份；离子液体修饰石墨烯粉4~11份；交联剂1.5~3份；抗氧剂0.5-1份；润滑剂0.3~5份。本发明高压直流电缆用半导电屏蔽材料，通过在原料配方中添加4~11份重量份数的离子液体修饰石墨烯粉，一方面能够有效地导出半导电屏蔽层中的电流，起到均匀电场的作用；另一方面当半导电屏蔽层温度达到熔点附近时能够有效地抑制石墨烯粉的重排，防止半导电屏蔽层由于表面缺陷可能引起严重地电场集中，导致局部放电或绝缘击穿的问题，同时抑制电缆绝缘材料中的空间电荷集聚并且降低其电导率。
【专利说明】一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导电屏蔽材料，具体涉及一种用于高压直流电缆的半导电屏蔽材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的发展，大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高，换流站可用率的提高等，直流输电技术的日益成熟，直流输电在电力系统中已经得到非常广泛的应用。直流输电相比于交流输电具有输送效率高、线路损失小、投资费用少、长度不受电容电流的限制、能降低主干线与电网间的短路电流、电晕无线电干扰小等优点。
[0003]高压直流电缆是直流输电中的关键设备之一，是电力输送的载体及整个电力系统中不可或缺的重要组成部分。高压直流电缆在导体层和绝缘层、绝缘层和外屏蔽层之间必须具有半导电屏蔽层，这是因为半导电屏蔽层能够使电缆内部的电场分布更加均匀，减少应力集中对于电缆绝缘层造成的破坏，提供良好的电缆各结构界面间的光滑连接。半导电屏蔽料的质量对电缆的使用安全及使用寿命起着至关重要的作用，其所用的复合材料(聚烯烃)必须在不同温度下及长期使用过程中保持稳定的较低的水平。为了使复合材料(聚烯烃)具备半导电性质，常规的方法是在复合材料中添加导电炭黑。然而以导电炭黑(CB)为导电填料的聚合物复合材料，当温度达到熔点附近时，CB粒子会在聚合物基体中发生重新排布使得导电网络发生改变，导致复合材料体积电阻率发生变化。而且添加炭黑的复合材料电性能受加工工艺影响非常大，它并不是半导电屏蔽料的最佳导电填料。因此有必要寻找更好的适用于半导电屏蔽料的添加剂，用于制备高压直流电缆用的半导电屏蔽材料。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料，它的原料配方包括下列重量份数的组分:
基体树脂80~92份；
离子液体修饰石墨烯粉4~11份；
交联剂1.5^3份；
抗氧剂0.5-1份；
润滑剂0.3-5份。
[0006]优化地，所述离子液体修饰石墨烯粉的结构通式为
【权利要求】
1.一种高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于，它的原料配方包括下列重量份数的组分: 基体树脂80~92份； 离子液体修饰石墨烯粉4~11份； 交联剂1.5^3份； 抗氧剂0.5-1份； 润滑剂0.3-5份。
2.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述离子液体修饰石墨烯粉的结构通式为
3.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述的离子液体修饰石墨烯粉的直径不大于10 μ m。
4.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述的基体树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种。
5.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述的交联剂选自过氧化二异丙苯，双叔丁基过氧化二异丙基苯的一种或两种组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述的抗氧剂为抗氧剂300或抗氧剂1010。
7.根据权利要求1所述的高压直流电缆用半导电屏蔽材料，其特征在于:所述的润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁的一种或几种组成的混合物。
8.—种权利要求1至7中任一所述高压直流电缆用半导电屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (a)将所述的基体树脂、离子液体修饰石墨烯粉在温度为10(Tl2(TC、转速为5(T60r/min的条件下混合20-30分钟后形成第一混合物； (b)将所述的抗氧剂和润滑剂混合后加入所述的第一混合物中，在12(T140°C、转速为45~60r/min的条件下混合8~IO分钟，随后加入所述的交联剂，在12(T 130°C、转速为45~60r/min的条件下混合6~10分钟后挤出并剪碎成小颗粒； (c)将所述的小颗粒置于热压机上，在175~185°C、压力为l(T30MPa的条件下热压10-15分钟，冷却后出模成型。
【文档编号】B29C43/58GK103980599SQ201410236720
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】严锋, 吴潇, 戴红兵 申请人:江苏德威新材料股份有限公司