本發(fā)明涉及絕緣材料的制備，具體地，涉及一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

電線電纜的絕緣層大多是絕熱的，其導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.2w/(m·k)左右，這使得絕緣層在提供絕緣性能的同時(shí)，一定程度上阻礙了電線電纜內(nèi)部熱量的散失，熱量的聚集會(huì)加快絕緣層的老化速度，從而縮短電線電纜的壽命。

因此，提供一種具備優(yōu)良力學(xué)性能和散熱性能的野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料及其制備方法是本發(fā)明亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料及其制備方法，解決了普通的絕緣材料散熱能力差，阻礙了電線電纜內(nèi)部熱量的散失，從而大大加速了絕緣層老化的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料的制備方法，所述制備方法包括：

(1)將碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為30-40min，之后在300-500℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1-2h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m；

(2)將所述顆粒m、玻璃纖維和二甲基甲酰胺在60-70℃下進(jìn)行混合，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；

(3)將所述顆粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、對(duì)苯二胺和硫化劑混合后在150-180℃下進(jìn)行混煉10-20min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為145-155℃，壓制的壓力為12-15mpa。

本發(fā)明還提供了一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料，所述野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料由上述的制備方法制得。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料及其制備方法，所述制備方法包括：將碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為30-40min，之后在300-500℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1-2h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m；將所述顆粒m、玻璃纖維和二甲基甲酰胺在60-70℃下進(jìn)行混合，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；將所述顆粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、對(duì)苯二胺和硫化劑混合后在150-180℃下進(jìn)行混煉10-20min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為145-155℃，壓制的壓力為12-15mpa；本發(fā)明通過(guò)對(duì)制備工藝的優(yōu)化以及各原料之間的協(xié)同作用，使得制得的絕緣材料具備優(yōu)良的機(jī)械性能，同時(shí)該絕緣層的導(dǎo)熱率較高，能夠及時(shí)將電線電纜內(nèi)部產(chǎn)生的熱量散出，避免了絕緣層長(zhǎng)期在高溫環(huán)境中發(fā)生老化的問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了絕緣層的使用壽命。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō)，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開(kāi)。

本發(fā)明提供了一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料的制備方法，所述制備方法包括：

(1)將碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為30-40min，之后在300-500℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1-2h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m；

(2)將所述顆粒m、玻璃纖維和二甲基甲酰胺在60-70℃下進(jìn)行混合，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；

(3)將所述顆粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、對(duì)苯二胺和硫化劑混合后在150-180℃下進(jìn)行混煉10-20min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為145-155℃，壓制的壓力為12-15mpa。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了使得制得的絕緣材料具備更為優(yōu)良的機(jī)械性能和散熱能力，減緩絕緣材料的老化速度，相對(duì)于100重量份的碳酸鈣，所述三氧化二鋁的用量為30-50重量份，所述二氧化硅的用量為10-25重量份，所述石英砂的用量為5-20重量份，所述硅藻土的用量為12-30重量份，所述石墨的用量為30-60重量份；

相對(duì)于100重量份的顆粒m，所述玻璃纖維的用量為30-50重量份，所述二甲基甲酰胺的用量為50-60重量份；

相對(duì)于100重量份的顆粒n，所述聚偏氟乙烯的用量為300-500重量份，所述聚乙烯的用量為200-400重量份，所述乙酸乙酯的用量為400-700重量份，所述對(duì)苯二胺的用量為100-200重量份，所述硫化劑的用量為30-70重量份。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的絕緣材料的耐老化能力，所述硫化劑為過(guò)氧化二苯甲酰和/或氨基甲酸乙酯。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了使得制得的絕緣材料具備更為優(yōu)良的機(jī)械性能和散熱能力，減緩絕緣材料的老化速度，所述聚偏氟乙烯的重均分子量為5000-7000，所述聚乙烯的重均分子量為7000-8000。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了使得玻璃纖維能夠更充分的包裹在顆粒m的表面，進(jìn)一步增加制得的絕緣材料的機(jī)械性能和抗老化能力，所述顆粒m在使用前需進(jìn)行研磨，研磨后的顆粒m的平均粒徑為10-20mm。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了使得顆粒m、玻璃纖維和二甲基甲酰胺能夠充分混合，其中，步驟(2)中的混合采用超聲分散的方式，超聲分散的頻率為20-40khz，超聲分散的時(shí)間為10-15min。

本發(fā)明還提供了一種野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料，所述野外耐老化復(fù)合電纜絕緣材料由上述的制備方法制得。

以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中，聚偏氟乙烯的重均分子量為5000-7000，聚乙烯的重均分子量為7000-8000。

實(shí)施例1

將100g碳酸鈣、30g三氧化二鋁、10g二氧化硅、5g石英砂、12g硅藻土和30g石墨在1200℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為30min，之后在300℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m(顆粒m在使用前進(jìn)行研磨，研磨后的顆粒m的平均粒徑為10mm)；將100g所述顆粒m、30g玻璃纖維和50g二甲基甲酰胺在60℃下進(jìn)行混合(混合采用超聲分散的方式，超聲分散的頻率為20khz，超聲分散的時(shí)間為10min)，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；將100g所述顆粒n、300g聚偏氟乙烯、200g聚乙烯、400g乙酸乙酯、100g對(duì)苯二胺和30g過(guò)氧化二苯甲?；旌虾笤?50℃下進(jìn)行混煉10min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料a1；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為145℃，壓制的壓力為12mpa。

實(shí)施例2

將100g碳酸鈣、50g三氧化二鋁、25g二氧化硅、20g石英砂、30g硅藻土和60g石墨在1500℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為40min，之后在500℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m(顆粒m在使用前進(jìn)行研磨，研磨后的顆粒m的平均粒徑為20mm)；將100g所述顆粒m、50g玻璃纖維和60g二甲基甲酰胺在70℃下進(jìn)行混合(混合采用超聲分散的方式，超聲分散的頻率為40khz，超聲分散的時(shí)間為15min)，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；將100g所述顆粒n、500g聚偏氟乙烯、400g聚乙烯、700g乙酸乙酯、200g對(duì)苯二胺和70g過(guò)氧化二苯甲?；旌虾笤?80℃下進(jìn)行混煉20min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料a2；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為155℃，壓制的壓力為15mpa。

實(shí)施例3

將100g碳酸鈣、40g三氧化二鋁、18g二氧化硅、12g石英砂、20g硅藻土和45g石墨在1350℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為35min，之后在400℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為1.5h，之后放入到水中冷卻，淬成顆粒m(顆粒m在使用前進(jìn)行研磨，研磨后的顆粒m的平均粒徑為15mm)；將100g所述顆粒m、40g玻璃纖維和55g二甲基甲酰胺在65℃下進(jìn)行混合(混合采用超聲分散的方式，超聲分散的頻率為30khz，超聲分散的時(shí)間為12min)，得到玻璃纖維包覆的顆粒n；將100g所述顆粒n、400g聚偏氟乙烯、300g聚乙烯、550g乙酸乙酯、150g對(duì)苯二胺和50g氨基甲酸乙酯混合后在165℃下進(jìn)行混煉15min，取出后經(jīng)壓制工藝得到絕緣材料a3；其中，在所述壓制工藝中，壓制的溫度為150℃，壓制的壓力為13mpa。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的碳酸鈣，所述三氧化二鋁的用量為20g，所述二氧化硅的用量為5g，所述石英砂的用量為2g，所述硅藻土的用量為8g，所述石墨的用量為25g；相對(duì)于100g的顆粒m，所述玻璃纖維的用量為25g，所述二甲基甲酰胺的用量為40g；相對(duì)于100g的顆粒n，所述聚偏氟乙烯的用量為250g，所述聚乙烯的用量為150g，所述乙酸乙酯的用量為350g，所述對(duì)苯二胺的用量為80g，所述氨基甲酸乙酯的用量為25g，得到絕緣材料d1。

對(duì)比例2

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的碳酸鈣，所述三氧化二鋁的用量為55g，所述二氧化硅的用量為30g，所述石英砂的用量為25g，所述硅藻土的用量為35g，所述石墨的用量為65g；相對(duì)于100g的顆粒m，所述玻璃纖維的用量為55g，所述二甲基甲酰胺的用量為65g；相對(duì)于100g的顆粒n，所述聚偏氟乙烯的用量為550g，所述聚乙烯的用量為450g，所述乙酸乙酯的用量為750g，所述對(duì)苯二胺的用量為250g，所述氨基甲酸乙酯的用量為75g，得到絕緣材料d2。

對(duì)比例3

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，將碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1100℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為25min，之后在250℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為0.8h，最終得到絕緣材料d3。

對(duì)比例4

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，將碳酸鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1600℃下進(jìn)行熔煉，熔煉的時(shí)間為45min，之后在550℃下進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2.5h，最終得到絕緣材料d4。

對(duì)比例5

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，其原料不包括三氧化二鋁，最終得到絕緣材料d5。

對(duì)比例6

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，其原料不包括硅藻土，最終得到絕緣材料d6。

對(duì)比例7

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，其原料不包括石墨，最終得到絕緣材料d7。

對(duì)比例8

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行，不同的是，其原料不包括石英砂，最終得到絕緣材料d8。

測(cè)試?yán)?/p>

將制得的絕緣材料a1-a3，d1-d8分別進(jìn)行熱老化能力和導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定；其中，熱老化能力測(cè)定按照gb/t7141-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，導(dǎo)熱系數(shù)按照astmc518-10標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1

通過(guò)上表數(shù)據(jù)可以看出在本發(fā)明范圍內(nèi)制得的絕緣材料a1-a3，其具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和抗老化能力，而在本發(fā)明范圍外制得的絕緣材料d1和d2，其各方面性能相對(duì)較差。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。