特高压电网系统专用电缆护套材料

摘要

本发明提供了特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100～120份、三元乙丙橡胶为8～12份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为20～25份、乙酰柠檬酸三丁酯10～20份、煅烧陶土10～15份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)1～3份、色素碳黑1～2份、无机氢氧化物2～6份、热稳定剂2～5份、柠檬酸三辛酯5～10份、抗氧剂0.1～0.2份、三氧化二锑1～2份、聚乙烯蜡0.2～0.4份、偏柠檬酸三丁酯10～20份和环烷酸金属盐1～2份。本发明提供的一种特高压电网系统专用电缆护套材料可广泛应用于需要耐酸耐油特殊环境的超高压电缆的绝缘外护套。

权利要求

1.特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100～

120份、三元乙丙橡胶为8～12份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为20～25份、乙酰柠檬酸三丁酯10～20份、煅烧陶土10～15份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)1～3份、色素碳黑1～2份、无机氢氧化物2～6份、热稳定剂2～5份、柠檬酸三辛酯5～10份、抗氧剂0.1～0.2份、三氧化二锑1～2份、聚乙烯蜡0.2～0.4份、偏柠檬酸三丁酯10～20份和环烷酸金属盐1～2份；

所述无机氢氧化物为氢氧化铝；

所述热稳定剂为季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇、ZnSt2和氯化锌的重量比比例为

5：1～2：2～3；

所述抗氧剂选自山茶籽绝缘油。

2.根据权利要求1所述的特高压电网系统专用电缆护套材料，其特征在于，所述氢氧化铝粒径为75～100μm。

3.根据权利要求1所述的特高压电网系统专用电缆护套材料，其特征在于，所述煅烧陶土是硬脂酸锌处理的煅烧陶土。

4.根据权利要求1所述的特高压电网系统专用电缆护套材料，其特征在于，所述乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为10～30wt％。

说明书

特高压电网系统专用电缆护套材料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电缆护套料及制备方法，特别涉及特高压电网系统专用电缆护套材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 1000kV交流特高压线路具有输送容量大、建设费用省、线路损耗小、有利于长距离输电等优点，采用特高压输电尤其适合我国能源资源和负荷中心分布不平衡的特点，使资源达到最优化配置。此外，采用1000kV交流特高压联接大区电网，可以改善电网结构，错开高峰，互为备用，有效解决目前500kV电网存在的短路电流过大、安全稳定性不够等系统安全问题，使电网更加坚强。

[0003] 与超高压输电线路相比较，1000kV交流特高压线路电压等级高、输送容量大、线路杆塔高、绝缘子串长，在过电压与绝缘配合、耐污特性、防雷特性、线路环境、设备研制、运行维护等方面有许多需要研究的问题。

[0004] 目前110KV及以上的电缆几乎全部采用进口产品,我国用于水电站的超高压千式电缆就是这种情况如天荒坪抽水蓄能电站采用日立公司生产的干式电缆二滩水电站采用法国公司的干式电缆李家峡水电站采用的干式电缆也是由法国的公司供货。目前国内电缆套具即使是自主生产,也都是采用进口设备和原料进行,产品性能可以达到标准,但是与国外的差距依旧很大。

[0005] 电线电缆用软聚氯乙烯塑料中，GB/T8815～2002中规定的耐温等级较高的为90℃聚氯乙烯绝缘料和护套料，其中护套料的体积电阻率标准为1×109，而目前高压传输电网用的90℃聚氯乙烯护套料同时还要满足一定的绝缘性能，护套料的体积电阻率标准提高到5×1011，有的电缆甚至要求更高的体积电阻率。目前虽然国内也有厂家可以制备环保、阻燃、90℃聚氯乙烯绝缘级护套料，但是不具备耐酸耐油性能，应用范围受到一定限制，且体积电阻率偏低，不能满足目前主流电缆生产厂商对绝缘级护套料更高电性能的要求。

发明内容

[0006] 本发明的目的是解决现有技术中已有耐温等级护套料体积电阻低、不耐酸耐油的缺陷，提供特高压电网系统专用电缆护套材料及其制备方法。

[0007] 本发明提供了特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100～120份、三元乙丙橡胶为8～12份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为20～25份、乙酰柠檬酸三丁酯10～20份、煅烧陶土10～15份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)1～3份、色素碳黑1～2份、无机氢氧化物2～6份、热稳定剂2～5份、柠檬酸三辛酯5～10份、抗氧剂0.1～0.2份、三氧化二锑1～2份、聚乙烯蜡0.2～0.4份、偏柠檬酸三丁酯10～20份和环烷酸金属盐1～2份。

[0008] 优选的，所述无机氢氧化物为自氢氧化铝。

[0009] 优选的，所述乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为10～30wt％。

[0010] 优选的，所述氢氧化铝粒径为75～100μm。

[0011] 优选的，所述煅烧陶土是硬脂酸锌处理的煅烧陶土。硬脂酸锌一直被作为最常用的润滑剂，主要适合中低密度零部件的压制润滑，硬脂酸锌处理过的煅烧陶土不仅可提高硫化胶的拉伸强度,而且对扯断伸长率、氧指数和耐辐射性的影响较小。所述硬脂酸锌处理的煅烧陶土的工艺为：待处理煅烧陶土(经酸洗、铬化处理)，依次用丙酮、乙醇和去离子水各超声波清洗十分钟，待以后使用。将醋酸锌(1重量份)和硬脂酸(2.8重量份)分别溶解到25重量份的水和无水乙醇中，并放在磁力搅拌器上匀速搅10mim，配制成醋酸锌溶液(0.2mol/L)和硬脂酸溶液(0.4mol/L)。利用滴定管，按1滴/秒的速度将醋酸锌溶液滴入硬脂酸溶液中，边滴边搅拌。滴定结束后，在磁力搅拌器上搅拌10min，得到硬脂酸锌胶体。最后利用喷枪将硬脂酸锌胶体喷涂到清洗好的铝片上，并在室温下干燥2h。

[0012] 优选的，所述热稳定剂为季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇、ZnSt2和氯化锌重量比比例为5：1～2：2～3。

[0013] 优选的，抗氧剂为山茶籽绝缘油。

[0014] 特高压电网系统专用电缆护套材料的制备方法，包括步骤如下：

[0015] 1)将乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、无机氢氧化物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0016] 2)将氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0017] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度100～120℃，捏合时间为5～10分钟；

[0018] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为155～175℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] 本发明的护套材料柔韧度好，绿色无污染，符合ROHS标准。具备阻燃性能，护套料电性能优良，体积电阻率高。具有耐油耐酸的功能，可广泛应用于需要阻燃、油污、酸性工作场所。

具体实施方式

[0021] 以下列举具体实例以进一步阐述本发明，应理解，实例并非用于限制本发明的保护范围。

[0022] 实施例1

[0023] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100份、三元乙丙橡胶为8份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为20份、乙酰柠檬酸三丁酯10份、煅烧陶土10份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)1份、色素碳黑1份、氢氧化铝2份、热稳定剂2份、柠檬酸三辛酯5份、山茶籽绝缘油0.1份、三氧化二锑1份、聚乙烯蜡0.2份、偏柠檬酸三丁酯10份、环烷酸锌1份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为10wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：1：2。

[0024] 其制备方法，包括下列步骤：

[0025] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、乙烯与乙酸乙烯共聚物为20份、无机氢氧化物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0026] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0027] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度100℃，捏合时间为5分钟；

[0028] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为155℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0029] 实施例2

[0030] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯120份、三元乙丙橡胶为12份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为25份、乙酰柠檬酸三丁酯20份、煅烧陶土15份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)3份、色素碳黑2份、氢氧化铝6份、热稳定剂5份、柠檬酸三辛酯10份、山茶籽绝缘油0.2份、三氧化二锑2份、聚乙烯蜡0.4份、偏柠檬酸三丁酯20份、环烷酸锰2份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为30wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：2：3。

[0031] 其制备方法，包括下列步骤：

[0032] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、乙烯与乙酸乙烯共聚物、无机氢氧化物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0033] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0034] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度120℃，捏合时间为10分钟；

[0035] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为165℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0036] 实施例3

[0037] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯110份、三元乙丙橡胶为10份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为22份、乙酰柠檬酸三丁酯15份、煅烧陶土12份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)2份、色素碳黑1.5份、氢氧化铝4份、热稳定剂4份、柠檬酸三辛酯8份、山茶籽绝缘油0.15份、三氧化二锑1.5份、聚乙烯蜡0.3份、偏柠檬酸三丁酯15份、环烷酸钙1.5份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为20wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：1：3。

[0038] 其制备方法，包括下列步骤：

[0039] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、乙烯与乙酸乙烯共聚物、无机氢氧化物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0040] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0041] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度110℃，捏合时间为8分钟；

[0042] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为160℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0043] 实施例4

[0044] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯118份、三元乙丙橡胶为11份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为24份、乙酰柠檬酸三丁酯18份、煅烧陶土14份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)2.5份、色素碳黑1.8份、氢氧化铝5份、热稳定剂2.5份、柠檬酸三辛酯9份、山茶籽绝缘油0.18份、三氧化二锑1.8份、聚乙烯蜡0.15份、偏柠檬酸三丁酯18份、环烷酸铜1.8份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为25wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：2：2。

[0045] 其制备方法，包括下列步骤：

[0046] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、乙烯与乙酸乙烯共聚物、无机氢氧化物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0047] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0048] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度115℃，捏合时间为9分钟；

[0049] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为163℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0050] 实施例5

[0051] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100份、三元乙丙橡胶为7份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为18份、乙酰柠檬酸三丁酯8份、煅烧陶土8份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)0.8份、色素碳黑0.8份、氢氧化铝1.5份、热稳定剂1.5份、柠檬酸三辛酯4.5份、山茶籽绝缘油0.08份、三氧化二锑0.8份、聚乙烯蜡0.15份、偏柠檬酸三丁酯8份、环烷酸铁0.8份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为8wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：3：2。

[0052] 其制备方法，包括下列步骤：

[0053] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、无机氢氧化物、乙烯与乙酸乙烯共聚物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0054] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0055] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度130℃，捏合时间为12分钟；

[0056] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为170℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0057] 实施例6

[0058] 特高压电网系统专用电缆护套材料，由以下重量份原料制成：氯磺化聚乙烯100份、三元乙丙橡胶为14份、乙烯与乙酸乙烯共聚物为18份、乙酰柠檬酸三丁酯22份、煅烧陶土18份、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)4份、色素碳黑2.2份、氢氧化铝7份、热稳定剂6份、柠檬酸三辛酯12份、山茶籽绝缘油0.22份、三氧化二锑2.2份、聚乙烯蜡0.5份、偏柠檬酸三丁酯22份、环烷酸铜2.2份。乙烯与乙酸乙烯共聚物中乙酸乙烯的含量为35wt％。热稳定剂包括季戊四醇、ZnSt2和氯化锌，季戊四醇：ZnSt2：氯化锌的重量比比例为5：3：4[0059] 其制备方法，包括下列步骤：

[0060] 1)将如上组分中重量份的乙酰柠檬酸三丁酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、无机氢氧化物、乙烯与乙酸乙烯共聚物、山茶籽绝缘油和三氧化二锑预混、置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0061] 2)将如上组分中重量份的氯磺化聚乙烯、煅烧陶土、色素碳黑、热稳定剂、柠檬酸三辛酯、聚乙烯蜡、偏柠檬酸三丁酯、环烷酸金属盐置入三辊研磨机研磨成浆状料；

[0062] 3)将步骤1)和2)获得的浆状料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度90℃，捏合时间为4分钟；

[0063] 4)将步骤3)所得捏合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为150℃，最后经风冷、计量、包装，即得所需的护套料。

[0064] 制得的护套料的性能测试结果如下：

[0065]

[0066] 注释：质量变化率波动越小，耐油性能越好

[0067] 由上表可知，本发明提供的特高压电网系统专用电缆护套材料具有优异的的阻燃、抗老化和机械性能，耐酸耐油性良好。