一種耐高壓絕緣材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高壓絕緣材料的制備方法，屬于絕緣材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法將白云母和硝酸溶液混合攪拌除雜，通過(guò)高溫煅燒活化，制得預(yù)處理白云母顆粒，隨后將預(yù)處理白云母顆粒、硝酸銨溶液等物質(zhì)，在超聲下預(yù)混，在氮?dú)猸h(huán)境下，以鎂條燃燒放熱，反應(yīng)出料，收集的出料物進(jìn)行冷凍處理隨后升溫進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣在馬弗爐中反應(yīng)，制得的耐高壓絕緣材料基料與聚乙烯、對(duì)苯二胺及過(guò)氧化苯甲酰進(jìn)行混煉、壓制處理，即可得耐高壓絕緣材料，該發(fā)明制備的絕緣材料性能穩(wěn)定，能在超高壓情況下使用，且不會(huì)出現(xiàn)表面閃絡(luò)現(xiàn)象，具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠承受極高的工作溫度，具有廣闊市場(chǎng)前景。
【專利說(shuō)明】
一種耐高壓絕緣材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種耐高壓絕緣材料的制備方法，屬于絕緣材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻系數(shù)大于19Ω.m的材料在電工技術(shù)上叫做絕緣材料。他的作用是在電氣設(shè)備中把電位不同的帶點(diǎn)部分隔離開來(lái)。因此絕緣材料應(yīng)具有良好的介電性能，即具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，并能避免發(fā)生漏電、爬電或擊穿等事故;其次耐熱性能要好，其中尤其以不因長(zhǎng)期受熱作用(熱老化)而產(chǎn)生性能變化最為重要;此外還有良好的導(dǎo)熱性、耐潮和有較高的機(jī)械強(qiáng)度以及工藝加工方便等。
近年來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)得到迅猛發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓等級(jí)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴(kuò)大。建設(shè)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)能夠大幅度提升我國(guó)電網(wǎng)的輸送能力，降低長(zhǎng)距離電力輸送損耗。與交流電技術(shù)相比，直流輸電技術(shù)具有輸送效率高、線路損失小、調(diào)節(jié)電流和改變功率傳遞方向方便、投資費(fèi)用少，長(zhǎng)度不受電容電流的限制、可作為兩種電網(wǎng)的聯(lián)接線、能降低主干線與電網(wǎng)間的短路電流、電暈無(wú)線電干擾小等優(yōu)點(diǎn)。
超高或特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)是國(guó)家電網(wǎng)正在全力打造的智能電網(wǎng)的骨架和核心，更高的電壓等級(jí)及直流輸電對(duì)廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備的絕緣材料的安全可靠性提出了重大挑戰(zhàn)。能夠耐高壓，穩(wěn)定性能好的高性能絕緣材料是構(gòu)成高壓、特高壓輸變電設(shè)備和網(wǎng)路的技術(shù)核心與關(guān)鍵，其電氣性能的高低與穩(wěn)定直接關(guān)系到了整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)與安全。
[0003]然而，現(xiàn)有的絕緣材料體積電阻率偏低，特別在直流高壓下，電荷長(zhǎng)期積聚造成表面閃絡(luò)，無(wú)法耐受較高的工作溫度和高壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)現(xiàn)有的絕緣材料由于體積電阻率偏低，在直流高壓下，電荷長(zhǎng)期積聚造成表面閃絡(luò)，無(wú)法耐受較高的工作溫度和高壓的問(wèn)題，提供一種耐高壓絕緣材料的制備方法，該方法將白云母和硝酸溶液混合攪拌除雜，通過(guò)高溫煅燒活化，制得預(yù)處理白云母顆粒，隨后將預(yù)處理白云母顆粒、硝酸銨溶液等物質(zhì)，在超聲下預(yù)混，在氮?dú)猸h(huán)境下，以鎂條燃燒放熱，反應(yīng)出料，收集的出料物進(jìn)行冷凍處理隨后升溫進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣在馬弗爐中反應(yīng)，制得的耐高壓絕緣材料基料與聚乙烯、對(duì)苯二胺及過(guò)氧化苯甲酰進(jìn)行混煉、壓制處理，即可得耐高壓絕緣材料，該發(fā)明制備的絕緣材料性能穩(wěn)定，能在超高壓情況下使用，且不會(huì)出現(xiàn)表面閃絡(luò)現(xiàn)象，具有優(yōu)異的絕緣性能，能夠承受極高的工作溫度，具有廣闊市場(chǎng)前景。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(I)按固液比1: 3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在500C，160r/min攪拌加熱40?60min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸饋水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在800?900 0C煅燒I?2h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒； (2)按重量份數(shù)計(jì)，取45?55份上述預(yù)處理白云母顆粒、16?18份2.3mol/L硝酸銨溶液、26?29份氧化鈣、6?9份三乙烯二胺及32?36份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在46?49kHz下振蕩30?40min，得混合物；
(3)將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至0.6?1.0MPa，設(shè)定溫度為130?150°C，攪拌反應(yīng)3?4h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量40?45%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌56?64min，隨后降溫至78?86 V，趁熱出料，收集出料物；
(4)將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-20?-10°C，冷凍處理5?lOmin，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為180?210°C，保溫I?2h后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料；
(5)按重量份數(shù)計(jì)，取38?39份上述耐高壓絕緣材料基料、56?62份聚乙烯、0.6?0.8份對(duì)苯二胺及1.5?1.8份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為150?180 °C，放入開煉機(jī)中混煉12?16min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制9?14min，設(shè)定溫度為185?198°C，壓力為12?16MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
[0006]經(jīng)檢測(cè)本發(fā)明制得的耐高壓絕緣材料得:其介電強(qiáng)度為45?60kV.mm S工作溫度達(dá)1100?1500°(:，絕緣等級(jí)達(dá)(:級(jí)。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制得的絕緣材料具有耐高溫、超絕緣、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，能夠抗高壓局部閃絡(luò)情況；
(2)本發(fā)明制得的絕緣材料抑制電纜絕緣材料中的空間電荷積聚，具有良好的機(jī)械性能、電氣性能和熱性能，物理性能好，綜合性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先按固液比1:3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在500C，160r/min攪拌加熱40?60min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸饋水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在800?900°C煅燒I?2h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒；隨后按重量份數(shù)計(jì)，取45?55份上述預(yù)處理白云母顆粒、16?18份2.3mol/L硝酸銨溶液、26?29份氧化鈣、6?9份三乙烯二胺及32?36份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在46?49kHz下振蕩30?40min，得混合物;然后將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至0.6?1.0MPa，設(shè)定溫度為130?150 °C，攪拌反應(yīng)3?4h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量40?45%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌56?64min，隨后降溫至78?86°C，趁熱出料，收集出料物;再將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-20?-10°C，冷凍處理5?lOmin，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為180?210°C，保溫I?2h后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料;最后按重量份數(shù)計(jì)，取38?39份上述耐高壓絕緣材料基料、56?62份聚乙烯、0.6?0.8份對(duì)苯二胺及1.5?1.8份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為150?180°C，放入開煉機(jī)中混煉12?16min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制9?14min，設(shè)定溫度為185?198°C，壓力為12?16MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
[0009]實(shí)例I 首先按固液比1: 3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在50 0C，160r/min攪拌加熱40min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸餾水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在800°C煅燒lh，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒;隨后按重量份數(shù)計(jì)，取45份上述預(yù)處理白云母顆粒、16份2.3mol/L硝酸銨溶液、26份氧化鈣、6份三乙烯二胺及32份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在46kHz下振蕩30min，得混合物;然后將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至0.6MPa，設(shè)定溫度為130°C，攪拌反應(yīng)3h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量40%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌56min，隨后降溫至78°C，趁熱出料，收集出料物;再將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-20°C，冷凍處理5min，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為180°C，保溫Ih后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料;最后按重量份數(shù)計(jì)，取38份上述耐高壓絕緣材料基料、56份聚乙烯、0.6份對(duì)苯二胺及1.5份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為150°C,放入開煉機(jī)中混煉12min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制9min，設(shè)定溫度為185°C，壓力為12MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
[0010]經(jīng)實(shí)例檢測(cè)，本發(fā)明制得的耐高壓絕緣材料介電強(qiáng)度為45kV.mm—S工作溫度達(dá)IlOOcC，絕緣等級(jí)達(dá)C級(jí)。
[0011]實(shí)例2
首先按固液比1: 3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在50 0C，160r/min攪拌加熱50min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸饋水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在850°C煅燒1.5h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒;隨后按重量份數(shù)計(jì)，取50份上述預(yù)處理白云母顆粒、17份2.3mol/L硝酸銨溶液、28份氧化鈣、7份三乙烯二胺及34份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在48kHz下振蕩35min，得混合物；然后將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至0.8MPa，設(shè)定溫度為140 V，攪拌反應(yīng)3.5h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量43%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌60min，隨后降溫至82°C，趁熱出料，收集出料物;再將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-150C，冷凍處理8min，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為195°C，保溫1.5h后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料;最后按重量份數(shù)計(jì)，取38.5份上述耐高壓絕緣材料基料、59份聚乙烯、0.7份對(duì)苯二胺及1.7份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為1650C，放入開煉機(jī)中混煉14min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制IImin，設(shè)定溫度為191°C，壓力為14MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
[0012]經(jīng)實(shí)例檢測(cè)，本發(fā)明制得的耐高壓絕緣材料介電強(qiáng)度為53kV.mm—S工作溫度達(dá)1300 °C，絕緣等級(jí)達(dá)C級(jí)。
[0013]實(shí)例3
首先按固液比1: 3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在50 0C，160r/min攪拌加熱60min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸饋水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在900°C煅燒2h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒;隨后按重量份數(shù)計(jì)，取55份上述預(yù)處理白云母顆粒、18份2.3mol/L硝酸銨溶液、29份氧化鈣、9份三乙烯二胺及36份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在49kHz下振蕩40min，得混合物;然后將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至1.0MPa，設(shè)定溫度為150 °C，攪拌反應(yīng)4h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量45%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌64min，隨后降溫至86°C，趁熱出料，收集出料物;再將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-1(TC，冷凍處理1min，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為210°C，保溫2h后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料;最后按重量份數(shù)計(jì)，取39份上述耐高壓絕緣材料基料、62份聚乙烯、0.8份對(duì)苯二胺及1.8份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為180°C，放入開煉機(jī)中混煉16min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制14min，設(shè)定溫度為198°C，壓力為16MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
[0014]經(jīng)實(shí)例檢測(cè)，本發(fā)明制得的耐高壓絕緣材料介電強(qiáng)度為60kV.mm—S工作溫度達(dá)1500 °C，絕緣等級(jí)達(dá)C級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高壓絕緣材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按固液比1:3，取白云母和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %硝酸溶液放入加熱攪拌機(jī)中，在50 °C，160r/min攪拌加熱40?60min，再進(jìn)行過(guò)濾，使用蒸饋水洗滌白云母至中性，隨后放入煅燒爐中，在800?900 0C煅燒I?2h，隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出并粉碎，過(guò)300目篩，收集過(guò)篩顆粒，得預(yù)處理白云母顆粒； (2)按重量份數(shù)計(jì)，取45?55份上述預(yù)處理白云母顆粒、16?18份2.3mol/L硝酸銨溶液、26?29份氧化鈣、6?9份三乙烯二胺及32?36份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉溶液，放入超聲振蕩器中，在46?49kHz下振蕩30?40min，得混合物； (3)將上述混合物放入高壓反應(yīng)釜中，使用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜中空氣排出，并升壓至0.6?1.0MPa，設(shè)定溫度為130?150°C，攪拌反應(yīng)3?4h，再點(diǎn)燃上述氧化鈣質(zhì)量40?45%的鎂條放入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定后，繼續(xù)攪拌56?64min，隨后降溫至78?86 V，趁熱出料，收集出料物； (4)將上述出料物放入液氮冷凍機(jī)中，設(shè)定溫度為-20?-10°C，冷凍處理5?lOmin，再將冷動(dòng)物取出，自然升溫至室溫，隨后進(jìn)行過(guò)濾，收集濾渣放入馬弗爐中，設(shè)定溫度為180?210°C，保溫I?2h后冷卻至室溫，得耐高壓絕緣材料基料； (5)按重量份數(shù)計(jì)，取38?39份上述耐高壓絕緣材料基料、56?62份聚乙烯、0.6?0.8份對(duì)苯二胺及1.5?1.8份過(guò)氧化苯甲酰，設(shè)定溫度為150?180 °C，放入開煉機(jī)中混煉12?16min，隨后放入平板硫化機(jī)壓制9?14min，設(shè)定溫度為185?198°C，壓力為12?16MPa，即可得耐高壓絕緣材料。
【文檔編號(hào)】C08K13/02GK106046419SQ201610636359
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日 公開號(hào)201610636359.7, CN 106046419 A, CN 106046419A, CN 201610636359, CN-A-106046419, CN106046419 A, CN106046419A, CN201610636359, CN201610636359.7
【發(fā)明人】雷春生, 宋奇, 薛蕾
【申請(qǐng)人】雷春生