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专利号: 2019104757066
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电线电缆绝缘层用导热绝缘聚乙烯复合材料,其特征在于:所述导热绝缘聚乙‑1 ‑1

烯复合材料的导热系数为0.56‑0.71W·m ·K ,拉伸强度为13.1‑14.5MPa,体积电阻率为

14 14

3.52×10 ‑3.85×10 Ω·cm;

导热绝缘聚乙烯复合材料包括以下质量份的原料:60‑90份低密度聚乙烯树脂、0.3‑7份氮化硼粉、10‑33份氧化铝粉、0.1‑0.5份抗氧化剂、0.5‑1.0份硅烷偶联剂;

所述抗氧剂为抗氧剂1098;

所述硅烷偶联剂为KH‑550;

导热绝缘聚乙烯复合材料制备操作步骤如下:(1)将所述氮化硼粉在氢氧化钾溶液中加热至沸腾后回流12‑48h,使其表面的羟基量增加从而使氮化硼带有负电性;

所述氮化硼粉为立方氮化硼,粒径为5 20μm;

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(2)将所述氧化铝粉用硅烷偶联剂处理,在氧化铝表面接上‑NH2,从而使氧化铝带有正电性;

所述氧化铝粉为无规氧化铝粉,粒径为1 5μm;

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(3)将用偶联剂处理的氧化铝和碱处理后的氮化硼分别分散在乙醇中,利用正负电相吸的作用通过静电自组装制备氧化铝氮化硼复合填料(4)将低密度聚乙烯树脂、氧化铝氮化硼复合填料和抗氧剂1098,高速混合,挤出注塑,制得导热绝缘聚乙烯复合材料;

热绝缘聚乙烯复合材料的具体制备操作步骤如下:(1)制备表面带有负电性的氮化硼先将5g氮化硼粉分散在50ml乙醇中,加入250ml浓度3‑8mol/L的氢氧化钾溶液,加热至沸腾,搅拌回流12‑48h,冷却至室温,用蒸馏水洗至中性,在80℃下真空干燥,得到表面带有负电性的氮化硼;

(2)制备表面带有正电性的改性氧化铝将0.5‑1.0质量份硅烷偶联剂KH‑550、0.41‑0.82质量份无水乙醇和0.012‑0.024质量份蒸馏水混合均匀,然后在30℃水浴中水解30min,得到KH‑550水解液;在高速混合机中加入100份氧化铝粉体,加热至110‑130℃,加入所述KH‑550水解液,继续搅拌30‑45min制备改‑6

性氧化铝粉;冷却至室温,用1.0×10 mol/L的稀盐酸进行酸洗,再用蒸馏水洗至中性,得到表面带有正电性的改性氧化铝;

(3)制备氧化铝氮化硼复合填料:将0.3‑7g表面带有负电性的氮化硼分散在100ml乙醇中、将23‑27.3g表面带有正电性的改性氧化铝分散在300ml乙醇中,然后超声分散30min充分分散;将两种分散液逐滴滴加混合,并慢速搅拌30min,通过静电自组装使氧化铝包覆在氮化硼表面,之后通过抽滤得到滤饼,并将滤饼在温度80℃条件下、真空干燥,获得氧化铝氮化硼复合填料,重复制备以上复合填料备用;

(4)制备电线电缆绝缘层用导热绝缘聚乙烯复合材料:将600‑900g的低密度聚乙烯树脂、100‑400g氧化铝氮化硼复合填料和0.6‑4.5g抗氧剂

1098,高速混合3~5min,挤出注塑,制得导热绝缘聚乙烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种电线电缆绝缘层用导热绝缘聚乙烯复合材料,其特征在于:步骤(4)中,在高速混合机中,高速混合速度为600rpm。

3.根据权利要求1所述的一种电线电缆绝缘层用导热绝缘聚乙烯复合材料,其特征在于:步骤(4)中,挤出温度为160~205℃,螺杆转速为270 350rpm。

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