技术领域
[0001] 本
发明属于绝缘材料领域，具体涉及一种交联聚乙烯绝缘材料。
背景技术
[0002]
架空电缆为装有绝缘保护层的架空
导线，是一种介于架空导线和地下 电缆之间的新的输电方式。采用架空电缆代替架空导线，可明显降低电
力 输送系统的各类
短路故障，还能够大为减少人身触电伤亡事故；而对于山 地等不具备地埋电缆条件的场合，采用架空电缆来代替
地下电缆不仅能够 解决电力输送线路建设困难的问题，还能够大大减少初期的建设资金投入。 然而，由于架空电缆往往是暴露在自然环境中使用的，易受到光照、雨淋、 空气污染等因素的破坏，从而导致运行维护
费用较高。因此架空电缆绝缘 保护层的耐候性一直是本领域技术人员研究的热点。
[0003] 交联聚乙烯具有良好的力学性能、介电性能和耐蠕变性能，研究人员 又通过在其中加入
炭黑等添加剂赋予了交联聚乙烯耐候性能，并将之用于 制备架空电缆。随着
气候和环境的日益恶劣，架空电缆的耐候性需要进一 步提高，例如目前架空电缆的长期耐受
温度仅为90℃，而实际上在夏季， 架空电缆的绝缘保护层所要承受的温度常超过此温度。
[0004] 为此，中国
专利文献CN105348620B公开了一种耐热105℃的化学交联 聚乙烯绝缘料，该绝缘材料由100份的低
密度聚乙烯，1～3份的过
氧化物交 联剂，1～6份的炭黑母粒，0.1～1份的抗氧剂和0.1～1份的成核剂组成。该 绝缘材料在105℃下热老化性能测试中表现良好。然而，该技术中所添加的 成核剂虽然能够提高材料的绝缘性能，却会降低
碳黑的均匀分散程度，这 不利于其对抗紫外线的照射，并且，在自然环境中还存在雨淋和空气污染 等其它破坏因素，所以仅提高绝缘保护层的适用温度并不能够满足架空电 缆日益提高的耐候性需求。
[0005] 鉴于此，如何获得一种耐候性能整体增强的架空电缆绝缘保护层依旧 是本领域技术人员尚未解决的技术难题。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题在于克服现有的架空电缆所用交联聚乙烯绝 缘材料耐候性有限的
缺陷，进而提供一种耐高温、耐雨淋和空气污染的交 联聚乙烯绝缘材料。
[0007] 本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：
[0008] 一种绝缘材料，按
质量份计，包括低密度聚乙烯100份、过氧化物交 联剂1～3份、特种炭黑1～3份、抗氧剂0.1～1份、
润滑剂0.1～1份。
[0009] 所述过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁过氧基二异丙苯或二 者的混合物。
[0010] 所述抗氧剂为含硫受阻酚抗氧剂。
[0011] 所述含硫受阻酚抗氧剂包括二[3,5-二-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-]苯丙酸 硫杂二甘醇酯、4,4-硫代双(6-叔丁基邻甲酚)或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
[0012] 所述润滑剂为氟
树脂和/或有机
硅树脂或二者的混合物。
[0013] 所述氟树脂为聚偏二氟乙烯和/或聚六氟丙烯。
[0014] 所述特种炭黑为P型炭黑。
[0015] 所述低密度聚乙烯的密度为0.920±0.003g/cm3，熔体流动指数为2.0～ 3.0g/10min。
[0016] 所述的交联聚乙烯绝缘材料在架空电缆中的应用。
[0017] 一种架空电缆，绝缘保护层由所述的交联聚乙烯绝缘材料制得。
[0018] 本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
[0019] 1.本发明提供的绝缘材料，通过添加1～3份的特种炭黑获得了极好的 防紫外线、耐光照效果，降低了材料的吸
水率，同时还确保了材料的电气 绝缘性能；通过添加0.1～1份的润滑剂，不仅增加了材料的润滑性，使得由 其制得的电缆避免出现鲨鱼皮现象，同时减小了电缆敷设时的
摩擦力，还 提高了电缆表面的疏水、耐水性能，吸水率极低，这使得该材料还能抵抗 雨淋和空气污染，尤其是酸雨和雾霾的危害，并在冬季减少结
冰，整体提 高了所制电缆的耐候性能，具有很好的应用前景。
[0020] 2.本发明提供的绝缘材料，所选用的含硫受阻酚抗氧剂，能够同时发 挥主抗氧剂和辅抗氧剂的双重作用，选择性的
吸附自由基，从而抑制通过 此类自由基引发的链转移反应；通过优选Super P炭黑，将炭黑添加量降至 最低的同时又起到了很好的抗紫外线效果；并且抗氧剂与特种炭黑发挥协 同作用，大幅提高了材料的长效耐高温性能。
[0021] 3.本发明提供的绝缘材料，通过选用聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、有 机硅树脂等作为润滑剂，最大限度的提高了材料的润滑度并降低材料的吸 水率，从而提高电缆在雨水等恶劣环境中的安全
稳定性。
具体实施方式
[0022] 下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的
实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实 施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0023] 实施例1
[0024] 本实施例提供了一种绝缘材料，其原料按重量份包括：
[0025] 100g低密度聚乙烯，1.5g Super P炭黑，2.2g过氧化二异丙苯，0.5g抗 氧剂1035，3
0.2g聚偏氟乙烯。所用低密度聚乙烯的密度为0.920±0.003g/cm ， 熔体流动指数为2.5g/
10min，所用炭黑的硫含量为100ppm、灰分为100ppm、 粒径为10nm。
[0026] 该材料的制备方法如下：将上述质量的低密度聚乙烯、Super P炭黑、 抗氧剂1035和聚偏氟乙烯混合后喂入螺杆
挤出机，然后将2.2g的过氧化二 异丙苯通过
泵和侧料口注入上述
螺杆挤出机，并将各区
温度控制在110～ 120℃，进行熔融挤出
造粒后冷却，即得到所述的绝缘材料。
[0027] 实施例2
[0028] 本实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料，其原料按重量份包括：
[0029] 100g低密度聚乙烯、1g Super P炭黑、1g双叔丁过氧基二异丙苯、0.1g 抗氧剂736、1g聚六氟丙烯。所用低密度聚乙烯的密度为0.920±0.003g/cm3， 熔体流动指数为3g/
10min，所用炭黑的硫含量为500ppm、灰分为300ppm、 粒径为10nm。
[0030] 该材料的制备方法如下：将上述质量的低密度聚乙烯、Super P炭黑、 抗氧剂736和聚六氟丙烯混合后喂入螺杆挤出机，然后将1g双叔丁过氧基 二异丙苯通过泵和侧料口注入上述螺杆挤出机，并将各区温度控制在110～ 120℃，进行熔融挤出造粒后冷却，即得到所述的交联聚乙烯绝缘材料。
[0031] 实施例3
[0032] 本实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料，其原料按重量份包括：
[0033] 100g低密度聚乙烯、3g Super P炭黑、3g过氧化二异丙苯、0.5gβ-(3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和1g聚六氟丙烯和有机硅树脂的 混合物。所用低密度聚乙烯的密度为0.920±0.003g/cm3，熔体流动指数为 2g/10min，所用炭黑的硫含量为250ppm、灰分为500ppm、粒径为15nm。
[0034] 该材料的制备方法如下：将上述质量的低密度聚乙烯、Super P炭黑、 β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、0.5g聚六氟乙烯、0.5g 有机硅树脂混合后喂入螺杆挤出机，然后将3g的过氧化二异丙苯通过泵和 侧料口注入上述螺杆挤出机，并将各区温度控制在110～120℃，进行熔融 挤出造粒后冷却，即得到所述的交联聚乙烯绝缘材料。
[0035] 实施例4
[0036] 本实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料，其原料按重量份包括：
[0037] 100g低密度聚乙烯、2g硫含量为300ppm，灰分为150ppm的Super P 炭黑、2g过氧化二异丙苯、1g抗氧剂1035、聚四氟乙烯的混合物0.6g。
[0038] 该材料的制备方法如下：将上述质量的低密度聚乙烯、Super P炭黑、 抗氧剂1035、聚四氟乙烯混合后喂入螺杆挤出机，然后将2g的过氧化二异 丙苯通过泵和侧料口注入上述螺杆挤出机，并将各区温度控制在110～ 120℃，进行熔融挤出造粒后冷却，即得到所述的交联聚乙烯绝缘材料。
[0039] 实施例5
[0040] 本实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料，其原料按重量份包括：
[0041] 100g低密度聚乙烯、2g Super P炭黑、2g过氧化二异丙苯、1g四[β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.6g有机硅树脂。
[0042] 该材料的制备方法如下：将上述质量的低密度聚乙烯、Super P炭黑、 四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和有机硅树脂混合后喂 入螺杆挤出机，然后将2g的过氧化二异丙苯通过泵和侧料口注入上述螺杆 挤出机，并将各区温度控制在110～120℃，进行熔融挤出造粒后冷却，即 得到所述的交联聚乙烯绝缘材料。
[0043] 实验例
[0044] 对本发明实施例提供的交联聚乙烯绝缘料，采用GB/T 14049-2008和 JB/T 10437-2004标准对制得的绝缘材料进行检测，测试结果见表1。其中， 使用寿命是依据以下方法评估得到的：
[0045] 检测方法：试样制备按GB/T 1040标准，试样为Ⅱ型
哑铃片，厚度为 1.0±0.1mm。热寿命的评定按照IEC60216规定操作，试验单独考虑温度一 个变量，采用阿伦尼乌斯方程进行演化和推算，可以用下列公式表示：
[0046] lnt＝B/T+A式中t为老化时间，T为
热力学温度。
[0047] 实验采用断裂伸长率作为试验指标，当数值下降至未老化前的50％时 为终点。采用140℃、150℃、170℃三个温度点，拟合lnt与T的直线，计 算A、B值。以实施例1制得的绝缘材料为例，计算过程如表1所示。
[0048] 表1实施例1提供的绝缘材料寿命推算
[0049]参数 140℃ 150℃ 170℃ 公式推算
T(K) 443 423 413 378
t(h) 281 2418 5497 44.7年
[0050] 表2本发明实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料性能测试
[0051]
[0052] 可见，本发明实施例提供的交联聚乙烯绝缘材料具有耐热老化温度高、 耐日光老化性能好、吸水率低、绝缘性能佳等特点。从实验数据来看，本 发明制得的过氧化物交联聚乙烯架空绝缘料可在105℃下使用40年以上。
[0053] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方 式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范 围之中。
