CN103739930A - 一种无卤阻燃热缩母排套管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种无卤阻燃热缩母排套管，其由按重量份数计的下列组分组成：乙烯基聚合物100份、红磷母粒10-20份、氢氧化镁30-70份、光稳定剂0.5-3份、抗氧剂3-8份、润滑剂2-5份、色母粒5-8份；所述的乙烯基聚合物为下列物质中的两种或两种以上共混物：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶；所述的红磷母粒为微胶囊红磷与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混炼而成的母料，微胶囊红磷含量为60%；所述的光稳定剂为双（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。本发明无卤阻燃热缩母排套管绝缘性能优异、阻燃性能好、使用寿命长、施工方便。

Description

一种无卤阻燃热缩母排套管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃热缩母排套管及其制备方法，尤其涉及可供输变电开关柜、变电站内外母线绝缘保护用的热缩母排套管及其制备方法。
背景技术
母排热缩套管变电站、变压器和开关柜中有着广泛的应用，主要起到绝缘保护、缩小开关柜等设备的体积和避免小动物触电的作用。“十二五”期间，国家电网计划以每年3000亿元左右的额度，在智能电网共投资15000亿元，其中，一半用于配电网建设，一半用于输电网建设；此外，又规划农网建设的投资额度占配电网投资的一半。随着电力基础设施的建设加强，作为绝缘保护的母排热收缩套管的市场也是巨大的，估计每年10～36kV电压等级高性能母排热缩管的市场规模在4～5亿人民币。
目前母排热缩管市场产品参差不齐，国内多为低压低端产品，产品阻燃性能较差，使用寿命偏短，且在开关柜母线绝缘保护施工时较难；国外大公司Tyco、3M等的母排产品阻燃性能更差。母排热缩管阻燃性能差、使用年限短、施工困难，这些问题亟待解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：解决现有母排热缩套管阻燃性能差、使用年限短、施工困难的问题，提供一种绝缘性能优异、阻燃性能好、使用寿命长、施工方便的母排热缩套管及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种无卤阻燃热缩母排套管，其由按重量份数计的下列组分组成：
Figure BDA0000455730260000021
所述的乙烯基聚合物为下列物质中的两种或两种以上共混物：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶；
所述的红磷母粒为微胶囊红磷与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混炼而成的母料，微胶囊红磷含量为60%；
所述的光稳定剂为双（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的氢氧化镁为经过偶联剂包覆处理的阻燃剂。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按3：1的比例复配而成。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或多种的混合物：硬脂酸；硬脂酸锌；硬脂酸镁；聚乙烯蜡。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的色母粒为低密度聚乙烯与色粉的混合物。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：按重量称取乙烯基聚合物100份、红磷母粒10－20份、氢氧化镁30－70份、光稳定剂0.5－3份、抗氧剂3－8份、润滑剂2－5份、色母粒5－8份；
步骤2：经过密炼机混炼造粒或者平行双螺杆挤出机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材；
步骤3：所述管材经过钴60或电子加速器50－160KGy辐射交联，辐射交联后的管材在85－135℃温度下扩张2－4倍。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的氢氧化镁为经过偶联剂包覆处理的阻燃剂。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按3：1的比例复配而成。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或多种的混合物：硬脂酸；硬脂酸锌；硬脂酸镁；聚乙烯蜡。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的色母粒为低密度聚乙烯与色粉的混合物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、两种或两种以上的乙烯基共混物，能够兼具各材料自身的优异性能，共混后耐高低温性能和抗侵蚀能力优异，适合于变电站、变压器、开关柜等室内外不同条件下使用。
2、本发明母排热缩管，阻燃性能优异，发烟量低，抗滴落性能好，能通过UL224标准的vw-1测试。
3、本发明母排热缩管，耐开裂性能好，能通过120℃/168h的V形缺口开裂测试，大大降低了施工过程中产生的一些缺陷在后续的使用过程中裂开的几率。
4、本发明母排热缩管，耐热老化性能好，150℃/1200h热老化后，产品断裂伸长率大于300%，能够在90℃温度条件下使用40年，其安装在变电站、变压器、开关柜内，能够在正常环境条件下完成其规定功能，具有加热收缩功能，安装在母线上起到绝缘作用。
5、本发明母排热缩管，耐高低温性能突出，经过120℃/168h高温老化及-55℃/4h低温处理后，能通过工频耐压测试和雷电冲击测试。
具体实施方式
本发明提出一种无卤阻燃热缩母排套管，其由按重量份数计的下列组分组成：
Figure BDA0000455730260000051
所述的乙烯基聚合物为下列物质中的两种或两种以上共混物：低密度聚乙烯；中密度聚乙烯；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；乙烯-辛烯共聚物；乙丙橡胶。
所述的红磷母粒为微胶囊红磷与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混炼而成的母料，微胶囊红磷含量为60%。
所述的氢氧化镁为经过偶联剂包覆处理的阻燃剂，起阻燃作用，市售。
所述的光稳定剂为双（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯（770）。
所述的抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）与三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯（168）按3：1的比例复配而成。
所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或多种的混合物：硬脂酸；硬脂酸锌；硬脂酸镁；聚乙烯蜡。
所述的色母粒为低密度聚乙烯与色粉的混合物，起着色作用，市售。
本发明还提出上述无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按重量称取乙烯基聚合物100份、红磷母粒10－20份、氢氧化镁30－70份、光稳定剂0.5－3份、抗氧剂3－8份、润滑剂2－5份、色母粒5－8份；
步骤2：经过密炼机混炼造粒或者平行双螺杆挤出机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材；
步骤3：所述管材经过钴60或电子加速器50－160KGy辐射交联，辐射交联后的管材在85－135℃温度下扩张2－4倍。
制备实施例1
按照下表所列的重量称取各组分。
Figure BDA0000455730260000061
上述材料经过密炼机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材。
所述管材经过钴60辐射50KGy交联，辐射交联后的管材在95℃温度下扩张2.5倍，得到母排热缩管，其性能如下。
阻燃性：通过vw-1阻燃性能测试。
拉伸强度14.7MPa，断裂伸长率585%。
母排热缩管套铜排受限收缩后，切V形缺口，按120℃/168h条件老化，裂纹无任何延伸。
150℃/1200h老化后，断裂伸长率421%。
120℃/168h老化，然后再经过-55℃/4h低温处理后，工频耐压测试和雷电冲击测试通过。
制备实施例2
按照下表所列的重量称取各组分。
Figure BDA0000455730260000081
上述材料经过密炼机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材。
所述管材经过电子加速器160KGy辐射交联，辐射交联后的管材在110℃温度下扩张2.5倍，得到母排热缩管，其性能如下。
阻燃性：通过vw-1阻燃性能测试。
拉伸强度18.3MPa，断裂伸长率537%。
母排热缩管套铜排受限收缩后，切V形缺口，按120℃/168h条件老化，裂纹无任何延伸。
150℃/1200h老化后，断裂伸长率461%。
120℃/168h老化，然后再经过-55℃/4h低温处理后，工频耐压测试和雷电冲击测试通过。
制备实施例3
按照下表所列的重量称取各组分。
Figure BDA0000455730260000091
上述材料经过密炼机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材。
所述管材经过电子加速器90KGy辐射交联，辐射交联后的管材在108℃温度下扩张2.5倍，得到母排热缩管，其性能如下。
阻燃性：通过vw-1阻燃性能测试。
拉伸强度15.9MPa，断裂伸长率614%。
母排热缩管套铜排受限收缩后，切V形缺口，按120℃/168h条件老化，裂纹无任何延伸。
150℃/1200h老化后，断裂伸长率407%。
120℃/168h老化，然后再经过-55℃/4h低温处理后，工频耐压测试和雷电冲击测试通过。
制备实施例4
按照下表所列的重量称取各组分。
Figure BDA0000455730260000101
上述材料经过密炼机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材。
所述管材经过钴60辐射80KGy交联，辐射交联后的管材在98℃温度下扩张2.5倍，得到母排热缩管，其性能如下。
阻燃性：通过vw-1阻燃性能测试。
拉伸强度18.2MPa，断裂伸长率549%。
母排热缩管套铜排受限收缩后，切V形缺口，按120℃/168h条件老化，裂纹无任何延伸。
150℃/1200h老化后，断裂伸长率426%。
120℃/168h老化，然后再经过-55℃/4h低温处理后，工频耐压测试和雷电冲击测试通过。
制备实施例5
按照下表所列的重量称取各组分。
Figure BDA0000455730260000111
上述材料经过密炼机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材。
所述管材经过电子加速器120KGy辐射交联，辐射交联后的管材在105℃温度下扩张2.5倍，得到母排热缩管，其性能如下。
阻燃性：通过vw-1阻燃性能测试。
拉伸强度15.8MPa，断裂伸长率621%。
母排热缩管套铜排受限收缩后，切V形缺口，按120℃/168h条件老化，裂纹无任何延伸。
150℃/1200h老化后，断裂伸长率458%。
120℃/168h老化，然后再经过-55℃/4h低温处理后，工频耐压测试和雷电冲击测试通过。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃热缩母排套管，其由按重量份数计的下列组分组成：
Figure FDA0000455730250000011
所述的乙烯基聚合物为下列物质中的两种或两种以上共混物：低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶；
所述的红磷母粒为微胶囊红磷与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混炼而成的母料，微胶囊红磷含量为60%；
所述的光稳定剂为双（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热缩母排套管，其特征在于：所述的氢氧化镁为经过偶联剂包覆处理的阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热缩母排套管，其特征在于：所述的抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按3：1的比例复配而成。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热缩母排套管，其特征在于：所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或多种的混合物：硬脂酸；硬脂酸锌；硬脂酸镁；聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃热缩母排套管，其特征在于：所述的色母粒为低密度聚乙烯与色粉的混合物。
6.一种如权利要求1所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1：按重量称取乙烯基聚合物100份、红磷母粒10－20份、氢氧化镁30－70份、光稳定剂0.5－3份、抗氧剂3－8份、润滑剂2－5份、色母粒5－8份；
步骤2：经过密炼机混炼造粒或者平行双螺杆挤出机混炼造粒，然后用单螺杆挤出机挤出成管材；
步骤3：所述管材经过钴60或电子加速器50－160KGy辐射交联，辐射交联后的管材在85－135℃温度下扩张2－4倍。
7.根据权利要求6所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化镁为经过偶联剂包覆处理的阻燃剂。
8.根据权利要求6所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其特征在于，所述的抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按3：1的比例复配而成。
9.根据权利要求6所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其特征在于，所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或多种的混合物：硬脂酸；硬脂酸锌；硬脂酸镁；聚乙烯蜡。
10.根据权利要求6所述的无卤阻燃热缩母排套管的制备方法，其特征在于，所述的色母粒为低密度聚乙烯与色粉的混合物。
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