本發明涉及一種耐水樹中壓乙丙絕緣料及其制備方法，屬于材料領域。
背景技術：
水樹是絕緣材料中一種特殊的電老化現象，原因是水份侵入絕緣層后在電場的作用下，在絕緣內部或界面處產生樹枝狀的、由直徑為數微米(或更大)的空隙群所組成的通道。輸變電系統大量的中壓電纜在地下運行，隨著時間的推移，外界水份會逐漸滲透到電纜的絕緣中滋生成水樹，水樹會隨著時間的推移繼續生長，最終導致絕緣擊穿，成為電纜早期破壞的主要原因。與發達國家相比，我國電網中輸配電線路的運行故障率相對較高，其中由于電纜內部過早產生水樹引起絕緣發生水樹擊穿是引發線路故障的重要原因之一，因此抗水樹中壓乙丙電纜是未來電力電纜行業發展的一個趨勢。
技術實現要素：
為了解決現有技術中絕緣料的水樹問題，本發明提供一種耐水樹中壓乙丙絕緣料及其制備方法。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：
一種耐水樹中壓乙丙絕緣料，其原料組分包括：三元乙丙橡膠80～100份，
低密度聚乙烯 0～20份，
硫化劑 2～5份，
硫化促進劑 5～10份，
填料 60～100份，
抗氧劑 1～3份，
軟化劑 4～20份，
穩定劑 5～10份；
耐水樹助劑 1～5份；
上述份數為質量份數。
為了進一步保證產品的機械性能、耐候性、耐水性等性能，優選，三元乙丙橡膠第三單體為5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)或5-乙烯基-2-降冰片基(VNB，VNB是ENB的異構體，同時是合成ENB的中間產物)，乙烯含量為65-75％。
為了進一步促進各組分之間的協同效應，三元乙丙橡膠選用美國陶氏化學公司的Nordel 3722P或埃克森美孚公司的Vistalon 1703P或美國獅子化學4345、4191牌號。
為了進一步促進各組分之間的協同效應，進一步提高產品的機械性能和耐水樹性能，優選，所述硫化劑為過氧化二異丙苯，硫化促進劑為氧化鋅；所述填料為煅燒陶土。
為了進一步促進各組分之間的協同效應，進一步提高產品的機械性能和耐侯性能，優選，所述抗氧劑為4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合物。
為了進一步促進各組分之間的協同效應，進一步提高產品的機械性能、電性能、耐水樹性能等，所述軟化劑為石蠟和二甲基硅油的混合物，其中，二甲基硅油與石蠟的重量分數比為1:4～6。所述穩定劑為鉛丹或鉛丹母粒；耐水樹助劑為硬脂酸鉛、二鹽基硬脂酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛或硅烷偶聯劑中的至少一種。
本申請使用了第三單體(ENB或VNB)含量低(≤1％)的三元乙丙橡膠和4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺復配，使材料的耐熱和耐熱氧老化性有了顯著的提升；同時通過低密度聚乙烯與其它組分的協同進一步提高了材料的機械性能和電性能；通過對硫化劑及其用量與其他組分的配合，使得材料的穩定性達到最佳；通過鉛丹母粒和耐水樹助劑與其他組分的配合使得材料的電性能、耐水樹性能得到最佳；本申請各組分之間的協同效應非常顯著，所得材料的耐熱氧老化性、機械性能、電性能和耐水樹性能都有了非常顯著的提升，各組分類型及用量的改變都會對材料產生負面影響。
為了進一步保證材料的耐水樹等性能，優選耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分包括：三元乙丙橡膠90份，低密度聚乙烯10份，過氧化二異丙苯3.5份，氧化鋅5份，煅燒陶土65份，4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，石蠟5份，二甲基硅油1份，鉛丹母粒7份和耐水樹助劑1份，所述份數為質量份數。
上述耐水樹中壓乙丙絕緣料的制備方法，包括順序相接的以下步驟：
1)將三元乙丙橡膠和低密度聚乙烯在密煉機中密煉3～5min；
2)將硫化促進劑、填料、抗氧劑、軟化劑、穩定劑和耐水樹助劑一次性加入到密煉機中與步驟1)所得物料混煉5～10min；
3)將步驟2)所得物料移出密煉機，置于雙輥開煉機上混煉，然后加入到濾橡機濾橡；
4)將步驟3)所得物料經開煉機混煉稱重后加入密煉機繼續密煉，在密煉過程中加入硫化劑，然后繼續密煉3～5min；
5)將步驟4)所得物料經過雙輥開煉拉薄通，之后經過三輥碾頁下片得到混煉物料；
6)將步驟5)所得的混煉物料采用齒輪泵擠橡機進行造粒、冷卻得半成品粒子；
7)將步驟6)所得的半成品粒子停放24h后，采用橡膠螺桿擠出機進行擠出，即得耐水樹中壓乙丙絕緣料。
步驟3)中密煉機中料放到開煉機上是為了散熱，同時易于取料至濾橡機中濾橡。步驟4)中國稱重是為了加硫化劑。
為了進一步保證所得材料的綜合性能，優選，步驟2)中混煉溫度小于125℃；步驟3)中濾橡溫度控制在150℃以內。
本發明未提及的技術均參照現有技術。
本發明耐水樹中壓乙丙絕緣料各原料組分之間的協同效應非常顯著，所得材料的耐熱氧老化性、機械性能、電性能和耐水樹性能均非常優異，且制備簡單、成本低廉。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠(美國陶氏化學公司的Nordel IP 3722P)90份，
低密度聚乙烯(蘭州石化，7042N)10份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅5份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)65份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)5份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份。
實施例2
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠90(美國陶氏化學公司的Nordel IP 3722P)份，
低密度聚乙烯(蘭州石化，7042N)10份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅5份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)65份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)5份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份，
鉛丹(國標，鄭州匯東化工有限公司)7份。
實施例3
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠(埃克森美孚公司的Vistalon 1703P)100份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅5份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)65份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)5份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份，
鉛丹(國標，鄭州匯東化工有限公司)7份。
實施例4
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠(美國獅子化學EPDM4345)80份，
低密度聚乙烯(獨山子石化，0209AA)20份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅5份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)65份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)5份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份，
鉛丹(國標，鄭州匯東化工有限公司)7份。
實施例5
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠(美國陶氏化學公司的Nordel IP 3722P)90份，
低密度聚乙烯(蘭州石化，7042N)10份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅5份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)65份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺2份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)5份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份，
鉛丹(國標，鄭州匯東化工有限公司)7份，
硬脂酸鉛1份。
實施例6
耐水樹中壓乙丙絕緣料的原料組分如下(所述份為重量份)：
三元乙丙橡膠(美國獅子化學EPDM4191)80份，
低密度聚乙烯(沙伯基礎，M200024)5份，
過氧化二異丙苯3.5份，
氧化鋅6份，
煅燒陶土(SG-9002超白，4000目，廣東森新工貿有限公司)60份，
4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺1份，
石蠟(大慶58號半精煉石蠟，鄭州億信化工銷售中心)4份，
二甲基硅油(201硅油，東莞市弘亞有機硅有限公司)1份，
鉛丹母粒(01，淄博金福化工有限公司)5份，
二鹽基硬脂酸鉛2份。
前述各實施例中的耐水樹中壓乙丙絕緣料均按照如下方法制備：
1)稱料：按照配方準確稱取各種物料備用；
2)混煉：首先將稱量好的三元乙丙橡膠和低密度聚乙烯加入到密煉機中密煉3～5min；待物料密煉充分后將氧化鋅、4,4′—雙(2,2-二甲基芐基)二苯胺、石蠟、二甲基硅油、煅燒陶土、鉛丹母粒和耐水樹助劑一次性加入到密煉機中，混煉5～10min；物料混煉至均勻，整個混煉過程中的溫度必須控制在125℃以內；最后將混煉物料移出密煉機，置于雙輥開煉機上混煉，將混煉后的橡料加入到濾橡機濾橡，濾橡機溫度控制在150℃以內，將濾橡完成的橡料經開煉機混煉稱重后加入密煉機繼續密煉，在密煉過程中加入過氧化二異丙苯，密煉3～5min，密煉完成的橡料經過雙輥開煉拉薄通，之后經過三輥碾頁下片得到混煉物料；
3)造粒：混煉碾頁后的物料采用齒輪泵擠橡機進行造粒，經過冷卻系統、收集系統得到半成品粒子。
4)擠出成型：半成品粒子停放24h后，采用橡膠螺桿擠出機對粒子進行擠出加工，得到該絕緣料。
表1各實施例所得材料性能表