一种以二氧化硅为基体的电压稳定剂及其制备方法

文档序号:35418398发布日期:2023-09-10 05:09阅读:27来源:国知局

本发明涉及绝缘电缆料电压稳定剂材料制备,通过电压稳定剂减少直流电缆工作中空间电荷的积累,提高电缆料的抗起树能力和击穿电压。


背景技术:

1、随着社会与科技的高速进步,能源的需求以及能源需要辐射的范围相较以往大大增加,尤其在电力需求方面,电力输送的重要性也日渐突出。高压直流输电因其在输电功率相同时直流输电线路的造价要远低于交流线路的造价;其次直流输电系统传输容量不受稳定性限制并且可以实现不同额定频率或者非同步交直流系统之间的互联;另外直流输电线路的损耗小且通信干扰小,在大规模远距离资源优化配置过程中具有较好的经济适用性。而高压直流电缆作为直流输电系统的重要组成部分,在电力能源应用的环节中发挥着无以取代的作用。而发展高压输电需要提高绝缘材料的电气性能和机械性能,以保持高压输电运行的稳定性。xlpe因具备卓越的电气性能、机械性能和低廉的价格,是目前高压电力电缆最主要应用的绝缘材料,聚合物绝缘直流电力电缆的发展一直较为缓慢,限制其发展的最主要因素之一就是来自直流高压下绝缘内部积聚的空间电荷。


技术实现思路

1、为减少现有xlpe直流电缆工作空间电荷积聚,以提高材料的抗电树枝能力以及击穿电压,本发明提供一种可消散空间电荷的电压稳定剂sio2-g-vpe的制备方法,本发明采用接枝方法制备,该材料能够可以在材料表面与内部形成深陷阱,捕获并消散空间电荷的同时阻止苯乙酮衍生物的析出,从而提高pe电缆料的抗电树能力和击穿电压。为实现上述目的,本发明采用的具体方案为:

2、(1)电子天平称量90-96份二氧化硅,加入到浓度为98%50ml乙醇溶液中,分散均匀后,滴加4-10份kh550硅烷偶联剂,在60摄氏度的温度下,冷凝回流反应2-6小时,将反应后的样品加入乙醇溶液在转速为8000-10000rpm的离心机下离心洗涤3-5次,放入60度烘箱干燥6-10小时后获得kh500改性二氧化硅。(2)选取上述样品0.5-1g,加入5-10ml四氢呋喃溶液中分散均匀后,加入1-4ml三乙胺以及1-4ml2-溴异丁酰溴,在冰浴条件下搅拌反应4小时后,静置反应36-48小时,将得到的样品加入乙醇溶液在转速为8000-10000rpm的离心机下离心洗涤3-5次,放入60度烘箱干燥6-10小时后获得带有溴端的二氧化硅粒子。(3)称量3-9g羟基苯乙酮,加入50mln-n二甲基甲酰胺后分散均匀,加入5-10g碳酸钾,室温搅拌1小时后,加入4-10ml1,2二氯乙烷,升温到80摄氏度,冷凝回流搅拌反应6-8小时,将得到的产品过滤后加入去离子水洗涤除去dmf,获得金黄色油状液体,即为氧基乙烯基苯乙酮。(4)称取0.2-0.5g步骤(2)产物,5-8ml步骤(3)产物,pmdeta0.3-0.6ml,加入50mln-n二甲基甲酰胺中,通入氮气后加入0.2-0.6gcubr,在60摄氏度反应5小时,得到的产物取出到50ml离心管在8000-10000rpm的离心机下离心洗涤至上次清液液澄清,放入60度烘箱干燥6-10小时后得到sio2-g-vpe。本发明的优点如下:(1)提高了该电压稳定剂与pe基体的相容性,改善二氧化硅粒子在pe基体中的分散性。(2)该发明抑制了空间电荷的注入以及在介质中的运输。(3)该发明能消散脱陷的高能粒子,减少高能粒子对pe链的冲击。(4)以二氧化硅为锚点,减少苯乙酮衍生物的析出。



技术特征:

1.一种可减少电缆料中空间电荷积聚的sio2-g-vpe电压稳定剂的制备方法,其特征在于以二氧化硅为基体,通过硅烷偶联剂kh550改性后,再通过2-溴异丁酰溴对其进行二次改性,将制备的氧基乙烯基苯乙酮通过atrp聚合接枝到上述二氧化硅表面,完成sio2-g-vpe电压稳定剂的制备。

2.根据权力要求1所述的一种减少直流电缆料空间电荷积聚的sio2-g-vpe电压稳定剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种可降低直流电缆料在工作中产生空间电荷的电压稳定剂制备方法,其是通过氧基乙烯基苯乙酮为单体,利用ATRP自由基聚合法在二氧化硅表面接枝氧基乙烯基苯乙酮,完成SiO2‑g‑VPE材料的制备。本发明通过熔融共混法与PE共混,可以有效减少PE电缆料在工作过程中因电荷注入以及杂质解离造成的空间电荷累积,从而降低电缆料发生击穿的风险。

技术研发人员:钟镇鸿,李东平,陈泽恒,葛坚强
受保护的技术使用者:哈尔滨理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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