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申请/专利权人：南方电网科学研究院有限责任公司;广东电网有限责任公司东莞供电局

摘要：一种高压交流电缆半导电屏蔽料配方设计和优化的方法及系统，包括：获取高压交流电缆半导电屏蔽料配方，包括基体树脂、导电炭黑、分散剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂的种类；通过种类指标分析I获得优选基体树脂；通过种类分析指标II、用量分析指标II获得优选导电炭黑；准备多组基体树脂、导电炭黑、分散剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂共混物，种类分析指标Ⅲ、用量分析指标Ⅲ进行优选；准备多组基体树脂、导电炭黑、分散剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂共混物，通过种类分析指标Ⅳ、用量分析指标Ⅳ进行优选；对获得的材料配方进行配方性能校验，得到优化配方或重新进行选择。本发明提高了高压交流电缆半导电屏蔽料普遍关注的关键性能。

主权项：1.一种高压交流电缆半导电屏蔽料配方设计和优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取高压交流电缆半导电屏蔽料配方，所述高压交流电缆半导电屏蔽料配方包括基体树脂、导电炭黑、分散剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂的种类；步骤2：基于步骤1中获取的基体树脂种类，对纯基础树脂热压成型制成的试样进行测试并通过种类分析指标I进行种类分析，获得优选基体树脂；种类分析指标I包括：基于差示扫描量热测试获得基体树脂的结晶行为，基于应力-应变测试获得的拉伸强度参数和断裂伸长率参数，基于热重分析测试获得材料热稳定性，基于动态热机械分析表征粘弹性材料力学性能与温度的依赖关系，基于旋转流变仪测得的流变性能参数，基于熔融指数测试仪测试熔融指数；步骤3：基于步骤1中获取的导电炭黑种类，对不同种类导电炭黑进行微观结构与性能测试，依次通过种类分析指标II、用量分析指标II进行选择，获得优选导电炭黑；种类分析指标Ⅱ包括：基于XRD测试获得碳材料的晶化程度和晶粒尺寸，基于扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察获得CB粒子聚集形态并对其导电炭黑粒径进行统计，基于X射线光电子能谱分析测试获得CB元素含量，基于万用表测试获得CB导电性能；用量分析指标Ⅱ包括：复合材料电阻率参数和机械性能参数，对所有组分的材料进行优先级排序，电阻率特性越低，优先级越高；当电阻率相当时判断机械性能，机械性能x值越大者，优先级越高，对所有待优化组分材料完成优先级排序：x1、x2、x3、x4……xn1，n1表示序列长度，以排序第一者，优先进入步骤4，优先级处于次位者作为备选待测；步骤4：基于步骤2、3优选的基体树脂和导电炭黑，准备多组基体树脂、导电炭黑、分散剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂共混物，其中多组基体树脂、导电炭黑、润滑剂、抗氧剂和交联剂的质量份数保持不变，设置偶联剂与分散剂质量分数比为1：1，对多组分散剂与偶联剂种类进行筛选，再对其最优质量分数进行分析，对每组共混物的试样进行测试，依次通过种类分析指标Ⅲ、用量分析指标Ⅲ两级指标进行优选，获得优化分散配方；种类分析指标Ⅲ包括：基于扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察获得半导电屏蔽料中的CB粒子聚集形态，通过单螺杆挤出片材表征片材表面突起个数，通过万用表测试半导电屏蔽料的体积电阻率，基于应力-应变测试获得的拉伸强度参数和断裂伸长率参数；并根据种类分析指标Ⅲ选取最优的分散剂与偶联剂种类；用量分析指标Ⅲ包括：复合材料电阻率参数、机械性能参数和表面光洁度参数，对所有组分的材料进行优先级排序，突起个数越少，表面光洁度越优异，优先级越高，当表面光洁度相当时判断电阻率和机械性能，综合性能x值越大者，优先级越高，对所有待优化组分材料完成优先级排序x1、x2、x3、x4……xn1，n1表示序列长度，以排序第一者，优先进入步骤5，优先级处于次位者作为备选待测；步骤5：准备多组基体树脂、导电炭黑、分散剂、润滑剂、抗氧剂和交联剂共混物，其中多组基体树脂、导电炭黑、分散剂、润滑剂和抗氧剂共混物的质量份数保持不变，多组交联剂的质量份数呈从小到大设定序列排序，对每组共混物的试样进行测试，依次通过种类分析指标Ⅳ、用量分析指标Ⅳ两级指标进行优选，获得优化交联剂配方；种类分析指标Ⅳ包括：基于扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察获得半导电屏蔽料中的CB粒子聚集形态，通过单螺杆挤出片材表征片材表面突起个数，选择最优分散剂类型，表征其电阻率和断裂伸长率、表征交联程度的凝胶含量和热延伸率参数，选择最优的交联剂类型；用量分析指标Ⅳ包括：复合材料表征交联程度的凝胶含量和热延伸率参数，对所有组分的材料进行优先级排序，凝胶含量和热延伸率越优异，优先级越高，综合性能x值越大者，优先级越高，对所有待优化组分材料完成优先级排序：x1、x2、x3、x4……xn1，n1表示序列长度，以排序第一者，优先进入步骤6，优先级处于次位者作为备选待测；步骤6：对获得的材料配方进行配方性能校验，当测试结果参数全部满足要求时，该材料配方视为优化配方，否则更换配方并重新进行校验。

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