(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211057325.4 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 中国南方电网有限责任公司超高压 输电公司检修试验中心 地址 510663 广东省广州市黄埔区科 学大 道223号 申请人 平高集团有限公司 (72)发明人 张长虹　吕金壮　黎卫国　杨旭　 李明洋　袁端鹏　谭盛武　魏建巍　 孙英杰　房博一　陈蔚　彭翔　 侯明春　张良　陈蕊　王亚祥　 陈伟　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 林青中(51)Int.Cl. C08L 27/18(2006.01) C08K 3/38(2006.01) C08K 3/22(2006.01) H01H 9/30(2006.01) B29C 43/00(2006.01) (54)发明名称 聚四氟乙烯复合材料、 灭弧喷口及其制备方 法和应用 (57)摘要 本申请涉及复合材料技术领域， 具体而言， 涉及一种聚四氟乙烯复合材料、 灭 弧喷口及其制 备方法和应用。 聚四氟乙烯复合材料包括以下质 量百分比的各组分： 聚四氟乙烯86％～90.4％、 微米氮化硼5％～7％、 微米氧化铝4％～ 6％及纳 米氧化铝0.6％～1 ％。 上述聚四氟乙烯复合材料 能够提高灭 弧喷口的耐烧蚀性、 致密性及电气击 穿性能。 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 CN 115216099 A 2022.10.21 CN 115216099 A 1.一种聚四氟乙烯复合材 料， 其特征在于， 包括以下质量百分比的各组分： 聚四氟乙烯86％～90.4％、 微米氮化硼5％～7％、 微米氧化铝4％～6％及纳米氧化铝 0.6％～1％。 2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯复合材料， 其特征在于， 包括以下质量百分比的各 组分： 聚四氟乙烯88.2％～90.3％、 微米氮化硼5％～6％、 微米氧化铝4％～5％及纳米氧化 铝0.7％～0.8％。 3.一种灭弧喷口， 其特征在于， 所述灭弧喷口的制备原料包括权利要求1或2所述的聚 四氟乙烯复合材 料。 4.如权利要求3所述的灭弧喷口 的制备方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 对所述聚四氟乙烯复合材料进行压制、 烧结； 所述烧结包括升温阶段和降温阶段， 所述 降温阶段的烧结温度和烧结时间满足下述公式： y＝‑0.1(h1‑h2)2+k 式中， y为降温阶段的烧结温度， h1为烧结时间， h2为到最高烧结温度所用时间与在最高 烧结温度时所用保温时间的总和， h1≥h2， k为最高烧结温度。 5.根据权利要求4所述的灭弧喷口的制备方法， 其特征在于， 在对所述 聚四氟乙烯复合 材料进行压制之前， 还包括在恒温恒湿环境下对所述聚四氟乙烯复合材料进行干燥的步 骤。 6.根据权利要求5所述的灭弧喷口的制备方法， 其特征在于， 所述恒温恒湿环境的温度 为55℃～65℃， 湿度＜10％。 7.根据权利要求4所述的灭弧喷口的制备方法， 其特征在于， 所述 聚四氟乙烯复合材料 的制备方法包括： 采用双向旋转混料工艺， 将所述聚四氟乙烯、 所述微米氮化硼、 所述微米氧化铝及所述 纳米氧化铝混合； 可选地， 所述混合的转速为80 0r/min～1200r/min。 8.根据权利要求4所述的灭弧喷口的制备方法， 其特征在于， 所述压制的具体工艺包 括： 对所述聚四氟乙烯复合材料进行预压和降压， 制备灭弧喷口坯， 所述预压的条件包括： 真空度为55Pa～ 65Pa， 压力为40MPa～ 60MPa， 升压速率为4MPa/min～ 6MPa/min， 保压时间为 55min～65min， 所述降压的降压 速率为4MPa/min～6MPa/min； 以及 将所述灭弧喷口坯在15 MPa～20MPa下模压 30min～40min。 9.根据权利要求4～8任一项所述的灭弧喷口的制备方法， 其特征在于， 所述升温阶段 的升温方式为梯度升温， 所述梯度升温的工艺具体如下： 先以8℃/min～12℃/min的升温速率升温至250℃～350℃， 保温55min～65min； 再分步 升温至365℃～375℃， 保温8h～10h； 所述分步升温 的升温步长为10℃～20℃， 每步升温速 率为3℃/mi n～5℃/mi n， 每步保温时间为 45min～55min。 10.如权利要求3所述的灭弧喷口在制备直 流高速开关中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115216099 A 2聚四氟乙烯复合材料、 灭弧喷口及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本申请涉及复合材料技术领域， 具体而言， 涉及一种聚四氟乙烯复合材料、 灭弧喷 口及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]随着新型电力系统的深入研究与建设， 直流系统将从传统的 “端‑端”形态过渡至 “多端”， 最后形成 “直流电网 ”。 由于多端直流系统及直流电网的输电能力更强、 运行方式更 灵活， 能够有效解决多电源供电与多落点送电问题， 将成为解决输电走廊 紧缺与大规模可 再生能源并 网的有效技 术手段之一。 [0003]直流高速开关(HSS， High  Speed Switch)是多端直流以及直流电网的关键设备， 具有负荷端的第三站在线投退以及直流线路故障的快速隔离功能， 对支撑直流系统的柔 性、 可靠运行起着至关重要的作用。 然而， 目前HSS的直流小电弧开断能力较低(20A  DC， 恢 复电压1kV)， 如果直流高速开关具备更高的直流小电弧开 断能力， 可以提高多端直流中第 三站的退出速度， 优化直流控保策略， 降低直流输送功 率的损失。 同时， 如果HSS具备更高的 耐直流电弧长 时烧蚀能力(＞4000A  DC， 燃弧时间＞400ms)， 可以支撑HSS应用更高直流负 荷电流的极母线工况中。 HSS灭 弧室中的关键组部件 “喷口”的性能决定了HSS的直流小电弧 开断以及乃至耐电弧烧蚀性能的高低。 喷口在HSS的灭弧室中主要起到控制气流熄灭电弧 的作用， 其耐烧蚀性、 电气性能及机械强度等性能直接影响着开关设备的可靠运行， 但是目 前大多数喷口材 料适用于交流电弧而未考虑直 流电弧对喷口耐烧蚀性 等性能的影响。 发明内容 [0004]基于此， 有必要提供一种能够提高灭弧喷口耐烧蚀性、 致密性及电气击穿性能的 聚四氟乙烯复合材 料、 灭弧喷口及其制备 方法和应用。 [0005]本申请一方面， 提供一种聚四氟乙烯复合材 料， 其包括以下质量百分比的各组分： [0006]聚四氟乙烯86％～90.4％、 微米氮化硼5％～7％、 微米氧化铝4％～6％及纳米氧 化铝0.6％～1％。 [0007]在其中一个实施例中， 所述聚四氟乙烯复合材 料包括以下质量百分比的各组分： [0008]聚四氟乙烯88.2％～90.3％、 微米氮化硼 5％～6％、 微米氧化铝4％～5％及纳米 氧化铝0.7％～0.8％。 [0009]本申请一方面， 还提供一种 灭弧喷口， 所述灭弧喷口的制 备原料包括上述所述的 聚四氟乙烯复合材 料。 [0010]本申请另一方面， 进一步提供一种如上述所述的灭弧喷口的制 备方法， 其包括以 下步骤： [0011]对所述聚四氟乙烯复合材料进行压制、 烧结； 所述烧结包括升温阶段和降温阶段， 所述降温阶段的烧结温度和烧结时间满足下述公式： [0012]y＝‑0.1(h1‑h2)2+k说　明　书 1/7 页 3 CN 115216099 A 3