论文部分内容阅读
交联聚乙烯(XLPE)因其优异的绝缘性能和电气性能被广泛应用于高压电缆绝缘层中。目前,国产XLPE电缆料的性能与国际主流电缆料之间还存在一定差距,这可归因于电缆料中交联剂等的添加量较多。本课题以兰州石化公司中试阶段生产牌号为CL2120P的LDPE为基料,主要应用于110 kV级的高压电缆,通过设计和优化交联体系的配方,减少了交联剂和交联助剂的添加量,获得了与目前国际主流电缆料性能相当的XLPE电缆料。本工作研究内容和结论如下:(1)以DCP和过氧化二叔丁基(DTBP)作为复配交联剂制备XLPE电缆料,结果表明:当DCP和DTBP(比例为7:3)的总添加量为1.6%,比对比电缆料减少了0.2%;此时,电缆料凝胶含量达到87.50%,抗张强度为23.1 MPa,断裂伸长率达到385.4%;介电常数为2.27,介电损耗角正切值达到1.03×10-4;XLPE的热延伸长率为95%,永久变形率在2.5%,各项性能与国际主流电缆料(XLPE-I)接近,满足国内对110kV级XLPE电缆料技术指标的要求。(2)以DCP、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC,助交联剂)为交联体系制备XLPE,结果表明:当DCP的添加量为1.5%,TAIC的添加量为0.3%时,XLPE电缆料凝胶含量达到91.1%,抗张强度为22.3 MPa,断裂伸长率达到331%;介电常数为2.26,介电损耗角正切值1.24×10-4;热延伸长率为60%,永久变形率4.5%;维卡软化点达到92.4℃,满足国内对110 kV级XLPE电缆料的技术要求。可见DCP和TAIC交联体系可以有效减少交联体系的添加量,以获得各项性能优良XLPE电缆料。(3)采用正交实验法对优化出的交联剂复配型XLPE电缆料制备工艺条件进行了优化。结果表明:(1)在正交实验设计的范围内,影响XLPE交联反应效率的最主要因素为交联时间,其次是挤出机转速,交联温度和交联压力的影响依次减小;(2)获得了最优工艺参数组合为:交联温度180℃,交联时间15 min,交联压力16 MPa,挤出机转速40 rpm。在该工艺条件下制备的XLPE凝胶含量可达到88.9%,各项物理性能与国外主流电缆料的性能相当。