本发明涉及绝缘材料的制备，具体地，涉及一种野外耐老化复合电缆绝缘材料及其制备方法。
背景技术：
电线电缆的绝缘层大多是绝热的，其导热系数一般在0.2w/(m·k)左右，这使得绝缘层在提供绝缘性能的同时，一定程度上阻碍了电线电缆内部热量的散失，热量的聚集会加快绝缘层的老化速度，从而缩短电线电缆的寿命。
因此，提供一种具备优良力学性能和散热性能的野外耐老化复合电缆绝缘材料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种野外耐老化复合电缆绝缘材料及其制备方法，解决了普通的绝缘材料散热能力差，阻碍了电线电缆内部热量的散失，从而大大加速了绝缘层老化的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种野外耐老化复合电缆绝缘材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下进行熔炼，熔炼的时间为30-40min，之后在300-500℃下进行保温，保温时间为1-2h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m；
(2)将所述颗粒m、玻璃纤维和二甲基甲酰胺在60-70℃下进行混合，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；
(3)将所述颗粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、对苯二胺和硫化剂混合后在150-180℃下进行混炼10-20min，取出后经压制工艺得到绝缘材料；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为145-155℃，压制的压力为12-15mpa。
本发明还提供了一种野外耐老化复合电缆绝缘材料，所述野外耐老化复合电缆绝缘材料由上述的制备方法制得。
通过上述技术方案，本发明提供了一种野外耐老化复合电缆绝缘材料及其制备方法，所述制备方法包括：将碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下进行熔炼，熔炼的时间为30-40min，之后在300-500℃下进行保温，保温时间为1-2h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m；将所述颗粒m、玻璃纤维和二甲基甲酰胺在60-70℃下进行混合，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；将所述颗粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、对苯二胺和硫化剂混合后在150-180℃下进行混炼10-20min，取出后经压制工艺得到绝缘材料；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为145-155℃，压制的压力为12-15mpa；本发明通过对制备工艺的优化以及各原料之间的协同作用，使得制得的绝缘材料具备优良的机械性能，同时该绝缘层的导热率较高，能够及时将电线电缆内部产生的热量散出，避免了绝缘层长期在高温环境中发生老化的问题，大大延长了绝缘层的使用寿命。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种野外耐老化复合电缆绝缘材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1200-1500℃下进行熔炼，熔炼的时间为30-40min，之后在300-500℃下进行保温，保温时间为1-2h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m；
(2)将所述颗粒m、玻璃纤维和二甲基甲酰胺在60-70℃下进行混合，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；
(3)将所述颗粒n、聚偏氟乙烯、聚乙烯、乙酸乙酯、对苯二胺和硫化剂混合后在150-180℃下进行混炼10-20min，取出后经压制工艺得到绝缘材料；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为145-155℃，压制的压力为12-15mpa。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的绝缘材料具备更为优良的机械性能和散热能力，减缓绝缘材料的老化速度，相对于100重量份的碳酸钙，所述三氧化二铝的用量为30-50重量份，所述二氧化硅的用量为10-25重量份，所述石英砂的用量为5-20重量份，所述硅藻土的用量为12-30重量份，所述石墨的用量为30-60重量份；
相对于100重量份的颗粒m，所述玻璃纤维的用量为30-50重量份，所述二甲基甲酰胺的用量为50-60重量份；
相对于100重量份的颗粒n，所述聚偏氟乙烯的用量为300-500重量份，所述聚乙烯的用量为200-400重量份，所述乙酸乙酯的用量为400-700重量份，所述对苯二胺的用量为100-200重量份，所述硫化剂的用量为30-70重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的绝缘材料的耐老化能力，所述硫化剂为过氧化二苯甲酰和/或氨基甲酸乙酯。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的绝缘材料具备更为优良的机械性能和散热能力，减缓绝缘材料的老化速度，所述聚偏氟乙烯的重均分子量为5000-7000，所述聚乙烯的重均分子量为7000-8000。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得玻璃纤维能够更充分的包裹在颗粒m的表面，进一步增加制得的绝缘材料的机械性能和抗老化能力，所述颗粒m在使用前需进行研磨，研磨后的颗粒m的平均粒径为10-20mm。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得颗粒m、玻璃纤维和二甲基甲酰胺能够充分混合，其中，步骤(2)中的混合采用超声分散的方式，超声分散的频率为20-40khz，超声分散的时间为10-15min。
本发明还提供了一种野外耐老化复合电缆绝缘材料，所述野外耐老化复合电缆绝缘材料由上述的制备方法制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，聚偏氟乙烯的重均分子量为5000-7000，聚乙烯的重均分子量为7000-8000。
实施例1
将100g碳酸钙、30g三氧化二铝、10g二氧化硅、5g石英砂、12g硅藻土和30g石墨在1200℃下进行熔炼，熔炼的时间为30min，之后在300℃下进行保温，保温时间为1h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m(颗粒m在使用前进行研磨，研磨后的颗粒m的平均粒径为10mm)；将100g所述颗粒m、30g玻璃纤维和50g二甲基甲酰胺在60℃下进行混合(混合采用超声分散的方式，超声分散的频率为20khz，超声分散的时间为10min)，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；将100g所述颗粒n、300g聚偏氟乙烯、200g聚乙烯、400g乙酸乙酯、100g对苯二胺和30g过氧化二苯甲酰混合后在150℃下进行混炼10min，取出后经压制工艺得到绝缘材料a1；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为145℃，压制的压力为12mpa。
实施例2
将100g碳酸钙、50g三氧化二铝、25g二氧化硅、20g石英砂、30g硅藻土和60g石墨在1500℃下进行熔炼，熔炼的时间为40min，之后在500℃下进行保温，保温时间为2h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m(颗粒m在使用前进行研磨，研磨后的颗粒m的平均粒径为20mm)；将100g所述颗粒m、50g玻璃纤维和60g二甲基甲酰胺在70℃下进行混合(混合采用超声分散的方式，超声分散的频率为40khz，超声分散的时间为15min)，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；将100g所述颗粒n、500g聚偏氟乙烯、400g聚乙烯、700g乙酸乙酯、200g对苯二胺和70g过氧化二苯甲酰混合后在180℃下进行混炼20min，取出后经压制工艺得到绝缘材料a2；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为155℃，压制的压力为15mpa。
实施例3
将100g碳酸钙、40g三氧化二铝、18g二氧化硅、12g石英砂、20g硅藻土和45g石墨在1350℃下进行熔炼，熔炼的时间为35min，之后在400℃下进行保温，保温时间为1.5h，之后放入到水中冷却，淬成颗粒m(颗粒m在使用前进行研磨，研磨后的颗粒m的平均粒径为15mm)；将100g所述颗粒m、40g玻璃纤维和55g二甲基甲酰胺在65℃下进行混合(混合采用超声分散的方式，超声分散的频率为30khz，超声分散的时间为12min)，得到玻璃纤维包覆的颗粒n；将100g所述颗粒n、400g聚偏氟乙烯、300g聚乙烯、550g乙酸乙酯、150g对苯二胺和50g氨基甲酸乙酯混合后在165℃下进行混炼15min，取出后经压制工艺得到绝缘材料a3；其中，在所述压制工艺中，压制的温度为150℃，压制的压力为13mpa。
对比例1
按照实施例3的方法进行制备，不同的是，相对于100g的碳酸钙，所述三氧化二铝的用量为20g，所述二氧化硅的用量为5g，所述石英砂的用量为2g，所述硅藻土的用量为8g，所述石墨的用量为25g；相对于100g的颗粒m，所述玻璃纤维的用量为25g，所述二甲基甲酰胺的用量为40g；相对于100g的颗粒n，所述聚偏氟乙烯的用量为250g，所述聚乙烯的用量为150g，所述乙酸乙酯的用量为350g，所述对苯二胺的用量为80g，所述氨基甲酸乙酯的用量为25g，得到绝缘材料d1。
对比例2
按照实施例3的方法进行制备，不同的是，相对于100g的碳酸钙，所述三氧化二铝的用量为55g，所述二氧化硅的用量为30g，所述石英砂的用量为25g，所述硅藻土的用量为35g，所述石墨的用量为65g；相对于100g的颗粒m，所述玻璃纤维的用量为55g，所述二甲基甲酰胺的用量为65g；相对于100g的颗粒n，所述聚偏氟乙烯的用量为550g，所述聚乙烯的用量为450g，所述乙酸乙酯的用量为750g，所述对苯二胺的用量为250g，所述氨基甲酸乙酯的用量为75g，得到绝缘材料d2。
对比例3
按照实施例3的方法进行，不同的是，将碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1100℃下进行熔炼，熔炼的时间为25min，之后在250℃下进行保温，保温时间为0.8h，最终得到绝缘材料d3。
对比例4
按照实施例3的方法进行，不同的是，将碳酸钙、三氧化二铝、二氧化硅、石英砂、硅藻土和石墨在1600℃下进行熔炼，熔炼的时间为45min，之后在550℃下进行保温，保温时间为2.5h，最终得到绝缘材料d4。
对比例5
按照实施例3的方法进行，不同的是，其原料不包括三氧化二铝，最终得到绝缘材料d5。
对比例6
按照实施例3的方法进行，不同的是，其原料不包括硅藻土，最终得到绝缘材料d6。
对比例7
按照实施例3的方法进行，不同的是，其原料不包括石墨，最终得到绝缘材料d7。
对比例8
按照实施例3的方法进行，不同的是，其原料不包括石英砂，最终得到绝缘材料d8。
测试例
将制得的绝缘材料a1-a3，d1-d8分别进行热老化能力和导热系数的测定；其中，热老化能力测定按照gb/t7141-2008标准测定，导热系数按照astmc518-10标准进行测定，检测结果见表1。
表1
通过上表数据可以看出在本发明范围内制得的绝缘材料a1-a3，其具备优良的导热性能和抗老化能力，而在本发明范围外制得的绝缘材料d1和d2，其各方面性能相对较差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。