农配网用环保绝缘电缆材料及其制备方法技术领域
本发明属于农配网建设领域，涉及电缆，尤其涉及一种农配网用环保绝缘电缆材
料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，现代社会对电力系统提出
更高的要求，要求系统具备高可靠性及良好的电能质量。拿农配网来说，由于电网所用的电
缆直接暴露在大气中，由于大气环境污染等因素，空气中有害腐蚀介质、酸雨、尘渣等物质
长期对电缆侵害腐蚀，造成电缆严重锈蚀，甚至产生危害性裂纹导致断裂，严重的将造成发
电厂、变电站全部停止运行，有的甚至发展成严重的系统事故，给整个电网安全经济稳定运
行造成了一定的危害。因此，解决电缆腐蚀问题，保证其导电性，延长电缆使用寿命，是电网
安全经济生产所迫切需要解决的问题。
为了提高电线的使用寿命，人们提出了各种各样的解决方案，在传统的绝缘材料
表面涂抹防腐涂料，亦或是提供一种新的绝缘材料来替代传统的护套材料，复合材料便应
运而生。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成具有
新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优
于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金
属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳
等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金
属丝和硬质细粒等。复合材料在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。
虽然，目前的电缆护套用的复合材料相较于传统的材料，其使用寿命大大增加，但
其扔存在阻燃效果差、易老化、环保等技术问题。
发明内容
本发明针对上述的农配网用电缆的绝缘材料存在阻燃效果差、易老化、环保等技
术问题，提出一种设计合理、配方简单、加工方便且能够有效解决现有电缆用绝缘材料所存
在技术问题的农配网用环保绝缘电缆材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种农配网用环保绝
缘电缆材料，按照重量份数包括以下有效成份：
其中，所述交联聚乙烯为低密度聚乙烯、抗氧剂1010、纳米填充材料按照重量比
98:1:1的比例经过双螺杆挤出机进行熔融混炼，最后由模头挤出，即得到交联聚乙烯，所述
纳米填充材料为纳米二氧化硅、α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合物，所述纳米
二氧化硅、α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的重量比为1:1:1。
根据权利要求1所述的农配网用环保绝缘电缆材料，其特征在于，所述硅酸盐为硅
酸钙和硅酸镁的混合物。
根据权利要求2所述的农配网用环保绝缘电缆材料，其特征在于，所述硅酸盐中硅
酸钙和硅酸镁的重量比为1:2。
根据权利要求1所述的农配网用环保绝缘电缆材料，其特征在于，所述固化剂为三
乙烯四胺。
本发明还提供了制备上述的农配网用环保绝缘电缆材料的方法，包括以下有效步
骤：
a、首先将称量好的交联聚乙烯、氢氧化硅、氧化铁、硅酸盐、云母粉、固化剂、对苯
二甲酸二辛酯加入双螺杆挤出机中，熔融混炼，搅拌均匀；
b、在搅拌过程中，不断添加称量好的环氧丙乙烯树脂，搅拌均匀，得到混合料；
c、将得到的混合料进行挤出造料，得到半成品；
d、将半成品由循环水泵将颗粒直接输送到离心脱水机中进行脱水处理，由风机吹
入烘干料斗内，最后得到最终制品。
作为优选，所述熔融混炼的温度170℃～200℃。
作为优选，所述环氧丙乙烯树脂的添加速度10～100kg/h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
1、本发明通过改进传统绝缘材料的配方，利用一种交联聚乙烯与其他材料相互配
合，从而提高了绝缘材料的阻燃效果，增加了绝缘材料的使用寿命，同时，生产过程环保、无
污染。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发
明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可
以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可
以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体
实施例的限制。
在本发明所提供的农配网用环保绝缘电缆材料，交联聚乙烯是保证绝缘材料绝缘
和提高拉伸强度和断裂伸长率的主要原因，通过本发明提供的交联聚乙烯和传统的聚乙烯
绝缘材料相比，其拉伸强度、断裂伸长率和电学性能都有显著的提高，氢氧化硅有利于加强
绝缘材料的强度；氧化铁和硅酸盐能够有效改善绝缘材料的热传导性能，有效降低材料的
热膨胀系数，提高热稳定性；云母粉和环氧丙乙烯树脂能够更好的配合，进一步提高绝缘材
料的抗老化性能，在本发明中，从成本的角度考虑，云母粉为微晶白云母粉；海泡石具有良
好的隔热性能，提高一定的阻燃效果，固化剂选用三乙烯四胺能够起到更好的增塑效果；对
苯二甲酸二辛酯和固话剂一样，都起到增塑的作用。
实施例1，本实施例提供一种农配网用环保绝缘电缆材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧剂1010、纳米填充材料称取原
材料，其中纳米填充材料为纳米二氧化硅、α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合
物，纳米填充材料的添加能够有效提高聚乙烯的抗拉强度和断裂伸长率，经过测试，添加有
纳米填充材料的抗拉强度可以达到13MPa以上，断裂伸长率大于600％，无机纳米颗粒SiO2
的加入可以有效地抑制空间电荷的注入，α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合物
使得复合材料的电导值低于LDPE的电导值，同时也可以有效的抑制空间电荷的注入，低密
度聚乙烯和抗氧剂由粒料和粉料失重式电子称通过管道输送到双螺杆挤出机主喂料口，同
时无机纳米添加料使用另一台粉料失重式电子称向双螺杆挤出机侧喂料口强制供给。其中
粒料供料速度为0.1kg/h，粉料供料速度为10kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混
炼，混炼温度范围170C，在挤出机机头处通过熔体过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体
稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出，此时即得到交联聚乙烯，
然后按照重量份数称取交联聚乙烯65份；环氧丙乙烯树脂50份；氢氧化硅5份；氧
化铁5份；硅酸钙5份；硅酸镁10份；云母粉5份；海泡石5份；三乙烯四胺10份；对苯二甲酸二
辛酯3份。
接着将称量好的交联聚乙烯、氢氧化硅、氧化铁、硅酸盐、云母粉、固化剂、对苯二
甲酸二辛酯加入双螺杆挤出机中，熔融混炼，搅拌均匀，在这个过程中，粒料供料速度为
0.8kg/h，粉料供料速度为15kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混炼，混炼温度范
围178℃，在在搅拌过程中，不断添加称量好的环氧丙乙烯树脂，搅拌均匀，得到混合料，具
体的说，应当在其他物料放置一半以后再陆续加入环氧丙乙烯树脂，这样，能够使交联聚乙
烯效果最佳，环氧丙乙烯树脂的添加速度19kg/h，待搅拌均匀后，在挤出机机头处通过熔体
过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出。模
头与水下切粒机部分可拆分，切粒后由循环水泵将颗粒直接输送到离心脱水机中进行脱水
处理，由风机吹入烘干料斗内，最后得到农配网用环保绝缘电缆材料。整个生产环节从物料
的进入到最终制备的产生均不与外界接触，可以达到无二次污染的目的。
实施例2，本实施例提供一种农配网用环保绝缘电缆材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧剂1010、纳米填充材料称取原
材料，其中纳米填充材料为纳米二氧化硅、α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合
物，纳米填充材料的添加能够有效提高聚乙烯的抗拉强度和断裂伸长率，经过测试，添加有
纳米填充材料的抗拉强度可以达到13MPa以上，断裂伸长率大于600％，无机纳米颗粒SiO2
的加入可以有效地抑制空间电荷的注入，α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合物
使得复合材料的电导值低于LDPE的电导值，同时也可以有效的抑制空间电荷的注入，低密
度聚乙烯和抗氧剂由粒料和粉料失重式电子称通过管道输送到双螺杆挤出机主喂料口，同
时无机纳米添加料使用另一台粉料失重式电子称向双螺杆挤出机侧喂料口强制供给。其中
粒料供料速度为0.1kg/h，粉料供料速度为10kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混
炼，混炼温度范围170C，在挤出机机头处通过熔体过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体
稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出，此时即得到交联聚乙烯，
然后按照重量份数称取交联聚乙烯45份；环氧丙乙烯树脂30份；氢氧化硅15份；氧
化铁10份；硅酸钙10份；硅酸镁15份；云母粉10份；海泡石10份；三乙烯四胺20份；对苯二甲
酸二辛酯5份。
接着将称量好的交联聚乙烯、氢氧化硅、氧化铁、硅酸盐、云母粉、固化剂、对苯二
甲酸二辛酯加入双螺杆挤出机中，熔融混炼，搅拌均匀，在这个过程中，粒料供料速度为
30kg/h，粉料供料速度为88kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混炼，混炼温度范围
200℃，在在搅拌过程中，不断添加称量好的环氧丙乙烯树脂，搅拌均匀，得到混合料，具体
的说，应当在其他物料放置一半以后再陆续加入环氧丙乙烯树脂，这样，能够使交联聚乙烯
效果最佳，环氧丙乙烯树脂的添加速度100kg/h，待搅拌均匀后，在挤出机机头处通过熔体
过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出。模
头与水下切粒机部分可拆分，切粒后由循环水泵将颗粒直接输送到离心脱水机中进行脱水
处理，由风机吹入烘干料斗内，最后得到农配网用环保绝缘电缆材料。整个生产环节从物料
的进入到最终制备的产生均不与外界接触，可以达到无二次污染的目的。
实施例3，本实施例提供一种农配网用环保绝缘电缆材料
首先，按照重量比98:1:1的比例低密度聚乙烯、抗氧剂1010、纳米填充材料称取原
材料，其中纳米填充材料为纳米二氧化硅、α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合
物，纳米填充材料的添加能够有效提高聚乙烯的抗拉强度和断裂伸长率，经过测试，添加有
纳米填充材料的抗拉强度可以达到13MPa以上，断裂伸长率大于600％，无机纳米颗粒SiO2
的加入可以有效地抑制空间电荷的注入，α相氧化铝纳米粒子以及纳米二氧化钛的混合物
使得复合材料的电导值低于LDPE的电导值，同时也可以有效的抑制空间电荷的注入，低密
度聚乙烯和抗氧剂由粒料和粉料失重式电子称通过管道输送到双螺杆挤出机主喂料口，同
时无机纳米添加料使用另一台粉料失重式电子称向双螺杆挤出机侧喂料口强制供给。其中
粒料供料速度为0.1kg/h，粉料供料速度为10kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混
炼，混炼温度范围170C，在挤出机机头处通过熔体过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体
稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出，此时即得到交联聚乙烯，
然后按照重量份数称取交联聚乙烯52份；环氧丙乙烯树脂48份；氢氧化硅22份；氧
化铁14份；硅酸钙5份；硅酸镁10份；云母粉8份；海泡石7份；三乙烯四胺15份；对苯二甲酸二
辛酯4份。
接着将称量好的交联聚乙烯、氢氧化硅、氧化铁、硅酸盐、云母粉、固化剂、对苯二
甲酸二辛酯加入双螺杆挤出机中，熔融混炼，搅拌均匀，在这个过程中，粒料供料速度为
30kg/h，粉料供料速度为88kg/h。所有物料经过双螺杆挤出机进行熔融混炼，混炼温度范围
200℃，在在搅拌过程中，不断添加称量好的环氧丙乙烯树脂，搅拌均匀，得到混合料，具体
的说，应当在其他物料放置一半以后再陆续加入环氧丙乙烯树脂，这样，能够使交联聚乙烯
效果最佳，环氧丙乙烯树脂的添加速度100kg/h，待搅拌均匀后，在挤出机机头处通过熔体
过滤系统过滤杂质后，直接进入熔体泵体稳定输出进而提高挤压质量，最后由模头挤出。模
头与水下切粒机部分可拆分，切粒后由循环水泵将颗粒直接输送到离心脱水机中进行脱水
处理，由风机吹入烘干料斗内，最后得到农配网用环保绝缘电缆材料。整个生产环节从物料
的进入到最终制备的产生均不与外界接触，可以达到无二次污染的目的。
按照GB/T 10582-2006、GB/T 11017.1-2002、GB/T 11026.1-2003、GB/T 11026.2-
2012、GB/T 11026.3-2006、GB/T 11026.4-2012、GB/T 11026.5-2010、GB/T 11026.6-2010、
GB/T 11026.7-2014的中检测标准对实施例1、2、3进行检测，经检测，实施例1、2、3各项指标
均远超国家标准。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任
何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等
效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质
对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。