WCA September 2017

1.3∙10 -2 。 ε r 也表现出同样的趋势，将样本浸泡字水中后呈现 缓慢的增长。但 2.53 到 2.66 之间的这种波动实际上是无关紧 要的，因为存在度量相关的误差。 总结来说，本文记述了将 TPV 化合物作为中压应用绝缘材料 的综合性研究。分步做法表明如何逐步提高化合物的性能， 从而获得全热塑性的无铅材料，即 MV TP79 C ，具备可媲美 无铅市场标准 MV IS79 的力学性能、流变性能和电气性能。 根据规范 CEI 20-86 ， MV TP79 C 可以用作中压绝缘材料， 其额定连续运行温度为 105°C ，并可承受 250°C 的紧急短路温 度。 Mixer 将继续推进这一策略，希望不久后能够开发出在高 温下及水中具有高抗性和更好电气性能的中压 TPV 化合物。 鸣谢 作者感谢 Imerys 作为本研究中所用原材料的供应商。此外， 作者还感谢英国 Par 的 Imerys 实验室对其化合物进行的电气测 量。 [1] https://www.scribd.com/doc/317018709/Mixer-SpA-Lead-Free-EP- DM-Compounds-for-MV-Cables [2] h t t p : / / e c h a . e u r o p a . e u / s u b s t a n c e - i n f o r m a t i o n / - / substanceinfo/100.013.880 [3] F R De Risi and J W M Noordermeer, “Effect of Methacrylate Co-agents on Peroxide Cured PP/EPDM Thermoplastic Vulcanizate,” Rubber Chem. Technol, 80(1), 83-99, (2007). [4] R Rajesh Babu, N K Singha and K Naskar, “Influence of 1,2-Polybutadiene as Coagent in Peroxide Cured Polypropylene/ Ethylene Octene Copolymer Thermoplastic Vulcanizates,” Mater Design, 31, 3374-3382, (2010). [5] Y Chen, C Xu, X Liang and L Cao, “In Situ Reactive Compatibilization of Polypropylene/Ethylene-Propylene-Diene Monomer Thermoplastic Vulcanizate by Zinc Dimethacrylate via Peroxide-Induced Dynamic Vulcanization,” J Phys. Chem B, 117, 10619-10628, (2013). [6] L A Goettler, J R Richwine and F J Wille, “The Rheology and Processing of Olefin-based Thermoplastic Vulcanizates,” Rubber Chem. Technol, 55(5), 1448-1463, (1982). [7] A A Katbab, H Nazockdast and S Bazgir, “Carbon Black-reinforced Dynamically Cured EPDM/PP Thermoplastic Elastomers. I Morphology, Rheology, and Dynamic Mechanical Properties,” J Appl Polym Sci., 75(9), 1127-1137, (2000). [8] S Abdou-Sabet, R C Puydak and C P Rader, “Dynamically Vulcanized Thermoplastic Elastomers,” Rubber Chem Technol, 69(3), 476-494, (1996). [9] M Boyce, K Kear, S Socrate and K Shaw, “Deformation of Thermoplastic Vulcanizates,” J Mech Phys Sol, 49(5), 1073-1098, (2001). [10] Y Yang, T Chiba, H Saito, and T Inoue, “Physical Characterization of a Polyolefinic Thermoplastic Elastomer,” Polymer, 39(15), 3365-3372, (1998). 参考文献

损耗系数 [*10 -2 ]

在 90°C 水中天数

❍ ❍ 图 11 : 500V 和 50Hz 下损耗系数（ Tanδ ）与在 90°C 水中浸泡天数 的函数

介电常数 ε r

在 90°C 水中天数

❍ ❍ 图 12 : 500V 和 50Hz 下介电常数（ ε

r ）与在 90°C 水中浸泡天数的

函数

结论 新开发的 MV TPV 化合物如本文所述。我们的目标是生产性 能与实际无铅绝缘市场标准相当的中压绝缘化合物，并具备 热塑性材料的易加工性。这些化合物的制备及其对比标准无 铅中压绝缘材料的完整特性如本文所述。动态硫化过程通过 DSC 进行评估。事实上，我们还对在工业试验厂中生产 TPV 化合物以用作中压绝缘材料的能力进行了研究。尽管复杂的 配方内包含聚合物、填料、助剂和抗氧化剂，但中压 TPV 可以 通过一套完全可重复的可靠流程获得。这项技术的成果是中 压 TPV 化合物的整体属性，与标准无铅 MV IS79 的性能相似。 流变性研究除了证实化合物的 TPV 性质以外，还模拟了它们的 挤压行为，证明合适的热塑性 PP 选择可以降低剪切应力，保 持 TPV 化合物的典型弹性反应不变。 对中压 TPV 化合物的应力应变曲线的详细分析，印证了其弹性 行为只会部分受到热塑性相结晶度的影响，导致其力学性能 与标准 MV IS79 相似。在 135°C 条件下老化时，中压 TPV 化合 物的抗性经证明可在 504 小时后保留 70% 以上的 TS 和 EB 。在 150°C 下老化 504 小时后， MV TP79 C 保留 80% 的 TS 和 70% 的 EB ，几乎与参考 MV IS79 相同。最后，所有化合物都在 500V 及 50Hz 条件下接受了干湿电性能测试。 MV TP79 A 在 90°C 干燥条件下的 Tanδ 随温度提升至上限约 5∙10 -3 ，依然与同 温度下 MV IS79 的 Tanδ （ 3.5∙10 -3 ）相当。 同样，所有化合物在 25°C 到最高 90°C 的条件下， ε r 的变化 幅度均很小( 2.8 到 2.4 之间)。体积电阻率的测量证实了 25°C ( 10 15 Ω 厘米)下的优异绝缘性能，在 90°C 下略有下降( 10 13 Ω 厘 米)。我们还将样本在 90°C 的水中浸泡最多 28 天后，对其湿 电属性进行了研究。 MV TP79 B 的 Tanδ 在湿润条件下最高升 至 3.5∙10 -2 。 MV TP79A 和 C 具有较好的耐水性，后者在 90°C 水中浸泡 28 天后的性能与 MV IS79 相近，分别为 2.2∙10 -2 和

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