CN104017266A - 一种热缩导热电缆附件及其制备方法 - Google Patents

一种热缩导热电缆附件及其制备方法 Download PDF

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康树峰
饶喜梅
张定雄
张强
张增果
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Huizhou LTK Electronic Cable Co Ltd
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Jintan Woer New Material Co Ltd
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Huizhou LTK Electronic Cable Co Ltd
LTK Electric Wire Huizhou Co Ltd
Shenzhen Woer Special Cable Co Ltd
Jintan Woer New Material Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种热缩导热电缆附件，包含以下重量组份：乙烯及其共聚物100份；阻燃剂0-25份；填料0-80份；光稳定剂0.5-2.5份；抗氧剂0-6份；润滑剂1.5-6份；着色剂0-10份；偶联剂1-8份；改性剂0-10份；交联剂0-5份；导热材料1-30份。本发明热缩导热电缆附件具有良好的导热性和绝缘性，特别是采用复合导热材料与乙烯及其共聚物等其他组份堆砌形成交叉网络，能够进行有效的热传导，导热系数达到3.305-4.867w/m.k，体积电阻率保证1015Ω*cm，既保证电缆附件的绝缘效果，又能保证电缆附件的导热效果，从而确保电缆的正常运行。

Description

一种热缩导热电缆附件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆附件及其制备方法，尤其涉及一种热缩导热电缆附件及其制备方法。
背景技术
目前，电缆附件是为了保证绝缘和应力控制而设计，而没有考虑到散热问题，运行中的电缆附件的体积电阻率随着温度的升高而降低，经常会导致电缆在高温下运行，当温度超过了电缆的正常运行温度以后，容易发生电缆击穿或者爬电等事故，大部分电缆事故均是电缆附件在使用中因为电缆发热被击穿所致，由此带来了停电或者危险事故。
因此，迫切需要一种既具有良好的绝缘性能又具有良好导热性的电缆附件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既具有良好的绝缘性能又具有良好导热性的电缆附件。
为实现上述目的，本发明所提供热缩导热电缆附件，包含以下重量组份：
乙烯及其共聚物100份；
阻燃剂0-25份；
填料0-80份；
光稳定剂0.5-2.5份；
抗氧剂0-6份；
润滑剂1.5-6份；
着色剂0-10份；
偶联剂1-8份；
改性剂0-10份；
导热材料1-30份；
交联剂0-5份；
所述乙烯及其共聚物选自以下材料中的一种或若干种： 乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯。
优选地，所述阻燃剂选自微胶囊红磷、磷酸盐、磷氮系复合阻燃剂、高分子量聚磷酸铵、磷酸酯类阻燃剂、三聚氰胺氰脲酸盐或密胺焦磷酸盐中的一种或若干种。
优选地，所述填料选自经过偶联剂包覆处理的氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、硅酸盐一种或多种。
优选地，所述光稳剂为2-（3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基）-2-丁基-1，3-丙二酸二（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酐、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物中的一种或者多种。
优选地，所述抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2,4-二叔丁基）亚磷酸苯酯按一定比例复配而成。
优选地，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
优选地，所述着色剂为聚乙烯或乙烯-与色粉的混合物。
优选地，所述改性剂为热塑性弹性体、马来酸酐共聚物改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐共聚物改性的乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
优选地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或若干种。
优选地，所述导热材料选取碳化硅、氮化硼、氮化硅、硼化硅、氧化铝、氧化硅中的一种或两种以上。
优选地，所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）中的一种或两种。
本发明还提供一种制备热缩导热电缆附件的方法，由以下步骤组成：
（1）母料加工步骤：首先将上述热缩导热电缆附件中的乙烯及其共聚物100份、阻燃剂0-25份、填料0-80份、光稳定剂0.5-2.5份、抗氧剂0-6份、润滑剂1.5-6份、着色剂0-10份、偶联剂1-8份、改性剂0-10份、导热材料1-30份经密炼机密炼造粒或再经双螺杆挤出机挤出、拉丝、风冷切粒形成母料颗粒；其中所述乙烯及其共聚物选自以下材料中的一种或若干种：乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯; 
（2）挤出步骤：将上述母料颗粒通过挤出机挤出电缆附件半成品；
（3）辐照步骤：将上述电缆附件半成品经过电子加速器或钴源或紫外光源辐照；
（4）扩张、冷却步骤：将辐照后的电缆附件半成品用扩张设备进行扩张2-6倍；然后进行冷却、定型，即得到热缩导热电缆附件。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
本发明热缩导热电缆附件既具有良好的绝缘性能又具有良好导热性，特别是在采用两种或两种以上的复合导热材料时，复合导热材料与乙烯及其共聚物等其他组份堆砌形成交叉网络，使该配方体系中的导热网络最大程度上达到有效的热传导，获得复合高导热体系材料，导热系数可以提高到3.305-4.867 w/m.k，体积电阻率保证1015Ω*cm，既保证电缆附件的绝缘效果，又能保证电缆附件的导热效果，从而确保电缆的正常运行。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
 实施例1
（1）母料加工步骤：按重量份将聚乙烯100份，微胶囊红磷10份，经过偶联剂包覆处理的氢氧化镁45份，2-（3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基）-2-丁基-1，3-丙二酸二（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）酯0.8份，四[甲基-（3,5-二叔丁基—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯3份，硅烷偶联剂6份，马来酸酐共聚物改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8份，碳化硅、氮化硼复合导热材料10份经密炼机密炼造粒或再经双螺杆挤出机挤出、拉丝、风冷切粒形成母料颗粒； 
（2）挤出步骤：将上述母料颗粒通过挤出机挤出电缆附件半成品；
（3）辐照步骤：将上述电缆附件半成品经过电子加速器或钴源或紫外光源辐照；
（4）扩张、冷却步骤：将辐照后的电缆附件半成品用扩张设备进行扩张2.5倍；然后进行冷却、定型，即得到热缩导热电缆附件。
对上述线电缆附件进行测定，结果如下：该配方加工的电缆附件中，导热系数为2.02w/m.k，体积电阻率保证7.5*1015Ω*cm。
 实施例2
（1）母料加工步骤：按重量份将聚乙烯100份，三聚氰胺氰脲酸盐14份，经过偶联剂包覆处理的氢氧化铝55份，双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酐1.2份，三（2,4-二叔丁基）亚磷酸苯酯4份，钛酸酯偶联剂8份，硬脂酸锌5份，马来酸酐共聚物改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物12份，氮化硅、氧化铝复合导热材料20份经密炼机密炼造粒或再经双螺杆挤出机挤出、拉丝、风冷切粒形成母料颗粒； 
（2）挤出步骤：将上述母料颗粒通过挤出机挤出电缆附件半成品；
（3）辐照步骤：将上述电缆附件半成品经过电子加速器或钴源或紫外光源辐照；
（4）扩张、冷却步骤：将辐照后的电缆附件半成品用扩张设备进行扩张3倍；然后进行冷却、定型，即得到热缩导热电缆附件。
对上述线电缆附件进行测定，结果如下：该配方加工的电缆附件中，导热系数为2.61w/m.k，体积电阻率保证5.6*1015Ω*cm。
实施例3
（1）母料加工步骤：按重量份将聚乙烯：100份，微胶囊红磷18份，经过偶联剂包覆处理的氢氧化镁75份，丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物2份，四[甲基-（3,5-二叔丁基—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯6份，硬脂酸镁5份、着色剂8份、铝酸酯偶联剂8份，马来酸酐共聚物改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物28份，碳化硅、氮化硼复合导热材料10份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1份经密炼机密炼造粒或再经双螺杆挤出机挤出、拉丝、风冷切粒形成母料颗粒； 
（2）挤出步骤：将上述母料颗粒通过挤出机挤出电缆附件半成品；
（3）辐照步骤：将上述电缆附件半成品经过电子加速器或钴源或紫外光源辐照；
（4）扩张、冷却步骤：将辐照后的电缆附件半成品用扩张设备进行扩张3倍；然后进行冷却、定型，即得到热缩导热电缆附件。
对上述线电缆附件进行测定，结果如下：该配方加工的电缆附件中导热系数为3.12w/m.k，体积电阻率保证2.1*1015Ω*cm。
另外，本发明热缩导热电缆附件还可以单独制作母排管、应力管、绝缘管、护套管等。
综上所述，本发明热缩导热电缆附件既具有良好的绝缘性能又具有良好导热性，特别是在采用两种或两种以上粒径不同、自身导热性能不同且吸收和反射热能系数不同的复合导热材料，该复合导热材料与乙烯及其共聚物等其他组份形成交叉网络，使该配方体系中的导热网络最大程度上达到有效的热传导，其导热系数可以提高到3.305-4.867 w/m.k，体积电阻率保证1015Ω*cm，既保证电缆附件的绝缘效果，又能保证电缆附件的导热效果，从而确保电缆的正常运行。
本发明并不局限于上述具体实施方式，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种热缩导热电缆附件，其特征在于包含以下重量组份：
乙烯及其共聚物100份；
阻燃剂0-25份；
填料0-80份；
光稳定剂0.5-2.5份；
抗氧剂0-6份；
润滑剂1.5-6份；
着色剂0-10份；
偶联剂1-8份；
改性剂0-10份；
交联剂0-5份；
导热材料1-30份；    
所述乙烯及其共聚物选自以下材料中的一种或若干种： 乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯。
2.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述阻燃剂选自微胶囊红磷、磷酸盐、磷氮系复合阻燃剂、高分子量聚磷酸铵、磷酸酯类阻燃剂、三聚氰胺氰脲酸盐或密胺焦磷酸盐中的一种或若干种。
3.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述填料选自经过偶联剂包覆处理的氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、硅酸盐一种或多种。
4.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述光稳剂为2-（3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基）-2-丁基-1，3-丙二酸二（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酐、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物中的一种或者多种。
5.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述所述抗氧剂为四[甲基-（3,5-二叔丁基—羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与三（2,4-二叔丁基）亚磷酸苯酯按一定比例复配而成。
6.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述着色剂为聚乙烯或乙烯-与色粉的混合物。
8.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述所述改性剂为热塑性弹性体、马来酸酐共聚物改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐共聚物改性的乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或两种。
9.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或若干种。
10.如权利要求1所述的热缩导热电缆附件，其特征在于：所述导热材料选取碳化硅、氮化硼、氮化硅、硼化硅、氧化铝、氧化硅中的一种或两种以上。
11.一种制备热缩导热电缆附件的方法，其特征在于由以下步骤组成：
（1）母料加工步骤：首先将权利要求1中所述的热缩导热电缆附件中的乙烯及其共聚物100份、阻燃剂0-25份、填料0-80份、光稳定剂0.5-2.5份、抗氧剂0-6份、润滑剂1.5-6份、着色剂0-10份、偶联剂1-8份、改性剂0-10份、导热材料1-30份经密炼机密炼造粒或再经双螺杆挤出机挤出、拉丝、风冷切粒形成母料颗粒；其中所述乙烯及其共聚物选自以下材料中的一种或若干种：乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯; 
（2）挤出步骤：将上述母料颗粒通过挤出机挤出电缆附件半成品；
（3）辐照步骤：将上述电缆附件半成品经过电子加速器或钴源或紫外光源辐照；
（4）扩张、冷却步骤：将辐照后的电缆附件半成品用扩张设备进行扩张2-6倍；然后进行冷却、定型，即得到热缩导热电缆附件。
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