发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种氧化锌陶瓷电应力控制热缩管及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出如下技术方案:一种氧化锌陶瓷电应力控制热缩管,其由以下按质量份数计的组分组成:
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物50~80份;
低密度聚乙烯10~30份;
乙丙橡胶0~20份;
氧化锌陶瓷60~100份;
色母粒5~10份;
交联敏化剂1~2份;
润滑剂1~3份;
抗氧剂1~2份;
所述的氧化锌陶瓷为氧化锌重量含量为88~90%、粒度为3~6.8μm的掺杂氧化锌陶瓷粉;
所述的抗氧剂为硫代双酚类抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和受阻酚类抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按质量比1:1~3:1配比而得。
上述技术方案的进一步限定在于:所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,其乙酸乙烯酯的质量含量为15%,熔体指数为1.5g/10min(ASTMD1238)。
上述技术方案的进一步限定在于:所述的低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯,熔体指数为2g/10min(ASTMD1238),密度为0.918g/cm3(ASTMD792)。
上述技术方案的进一步限定在于:所述乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)(125℃)为40~45MU的三元乙丙橡胶。
上述技术方案的进一步限定在于:所述的色母粒为基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的色母粒。
上述技术方案的进一步限定在于:所述的交联敏化剂为下列物质中的一种、两种或三种以上的混合物:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)。
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、两种或三种以上的混合物:硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸镁(MgSt)、硬脂酸正丁酯(BS)。
为了解决上述技术问题,本发明还提出以下技术方案:一种氧化锌陶瓷电应力控制管的制备方法,其包含以下步骤:
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
(1)、将50~80质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10~30质量份低密度聚乙烯、0~20质量份乙丙橡胶、5~10质量份色母粒、1~3质量份润滑剂和1~2质量份抗氧剂投入密炼机混炼,密炼时间2~4min,密炼温度110~130℃;
(2)、然后加入1~2质量份交联敏化剂和60~100质量份氧化锌陶瓷密炼均匀,密炼时间4~8min,密炼温度120~150℃,出料,得到混合料;
(3)、将混合料通过双螺杆挤出机在130℃~150℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在120~150℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度6~10Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在90~130℃温度下扩张2~4倍,冷却定形、裁切后即得到成品氧化锌陶瓷电应力控制热缩管。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管不含卤素,符合环保要求,且添加了高效的抗氧体系,在加工和使用过程中热稳定性好,具有非常好的加工性能、力学机械性能,且电性能比较稳定,能很好的保证电缆附件整体的安全;
本发明的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管转变电压在1kV/mm以上,较短的应力控制管就能很好的起到电应力控制的作用,从而可以设计和生产出较短的电缆附件,满足小型开关柜等对电缆附件体积有要求的场合;
本发明的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管制备方法简单,力学性能、电学性能、热老化性优异,适于工业化生产。
具体实施方式
本发明公开一种氧化锌陶瓷电应力控制热缩管,其由下列按质量份数计的组分组成:
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物50~80份;
低密度聚乙烯10~30份;
乙丙橡胶0~20份;
氧化锌陶瓷60~100份;
色母粒5~10份;
交联敏化剂1~2份;
润滑剂1~3份;
抗氧剂1~2份。
所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,其乙酸乙烯酯的质量含量为15%,熔体指数为1.5g/10min(ASTMD1238)。
所述的低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯,熔体指数为2g/10min(ASTMD1238),密度为0.918g/cm3(ASTMD792)线性低密度聚乙烯。
所述乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)(125℃)为40~45MU的三元乙丙橡胶。
所述的氧化锌陶瓷为氧化锌重量含量为88~90%、粒度为3~6.8μm的掺杂氧化锌陶瓷粉。
所述的色母粒为基体树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的色母粒。
所述的交联敏化剂为下列物质中的一种、两种或三种以上的混合物:三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)。
所述的润滑剂为下列物质中的一种、两种或三种以上的混合物:硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸镁(MgSt)、硬脂酸正丁酯(BS)。
所述的抗氧剂为硫代双酚类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按质量比1:1~3:1配比而得。
所述的硫代双酚类抗氧剂为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)。
所述的受阻酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。
本发明还提出上述氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的制备方法,包含以下步骤:
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
(1)、将50~80质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10~30质量份低密度聚乙烯、0~20质量份乙丙橡胶、5~10质量份色母粒、1~3质量份润滑剂和1~2质量份抗氧剂投入密炼机混炼,密炼时间2~4min,密炼温度110~130℃;
(2)、然后加入1~2质量份交联敏化剂和60~100质量份氧化锌陶瓷密炼均匀,密炼时间4~8min,密炼温度120~150℃,出料,得到混合料;
(3)、将混合料通过双螺杆挤出机在130~150℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在120~150℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度6~10Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在90~130℃温度下扩张2~4倍,冷却定形、裁切后即得到成品氧化锌陶瓷电应力控制热缩管。
制备实施例1
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将70质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20质量份低密度聚乙烯、10质量份三元乙丙橡胶、8质量份色母粒、2质量份硬脂酸镁(润滑剂)和2质量份抗氧剂(其中包括1份抗氧剂300和1份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间3min,密炼温度120℃;
②然后加入1.5质量份季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)(交联敏化剂)和80质量份氧化锌陶瓷密炼均匀,密炼时间6min,密炼温度140℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在150℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在140℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度6Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在120℃温度下扩张3倍,冷却定形、裁切后即得到成品电应力控制热缩管。
本实施例的电应力控制热缩管力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)11.5MPa,断裂伸长率416%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)6.5*1014Ω·cm,转变电压为1.4kV/mm。
制备实施例2
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将80质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20质量份低密度聚乙烯、5质量份色母粒、1质量份硬脂酸锌(润滑剂)和1质量份抗氧剂(其中包括0.75份抗氧剂300和0.25份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间2min,密炼温度110℃;
②然后加入1质量份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)(交联敏化剂)和100质量份氧化锌陶瓷密炼均匀;密炼时间4min,密炼温度120℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在130℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在120℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度8Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在100℃温度下扩张2倍,冷却定形、裁切后即得到成品氧化锌陶瓷电应力控制热缩管。
本实施例的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)10.3MPa,断裂伸长率406%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)7.4*1014Ω·cm,转变电压为1.2kV/mm。
制备实施例3
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将50质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、30质量份低密度聚乙烯、20质量份三元乙丙橡胶、10质量份色母粒、2质量份硬脂酸锌(润滑剂)和2质量份抗氧剂(其中包括1.5份抗氧剂300和0.5份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间3min,密炼温度110℃;
②然后加入1质量份三烯丙基异氰酸酯(TAIC)(交联敏化剂)和60质量份氧化锌陶瓷均匀;密炼时间6min,密炼温度130℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在140℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在130℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度10Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在90℃温度下扩张3倍,冷却定形、裁切后即得到成品氧化锌陶瓷电应力控制热缩管。
本实施例的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)13.1MPa,断裂伸长率462%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)4.2*1014Ω·cm,转变电压1.6kV/mm。
制备实施例4
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将80质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10质量份低密度聚乙烯、10质量份三元乙丙橡胶、10质量份色母粒、3质量份硬脂酸正丁酯(润滑剂)和1.5质量份抗氧剂(其中包括1份抗氧剂300和0.5份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间4min,密炼温度120℃;
②然后加入2质量份季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)(交联敏化剂)和90质量份氧化锌陶瓷密炼均匀;密炼时间6min,密炼温度140℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在140℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在130℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度8Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在120℃温度下扩张3倍,冷却定形、裁切后即得到成品电应力控制热缩管。
本实施例的电应力控制热缩管力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)10.18MPa,断裂伸长率436%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)3.9*1014Ω·cm,转变电压为1.3kV/mm。
制备实施例5
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将70质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10质量份低密度聚乙烯、20质量份三元乙丙橡胶、3质量份硬脂酸正丁酯(润滑剂)和1.5质量份抗氧剂(其中包括1份抗氧剂300和0.5份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间4min,密炼温度130℃;
②然后加入1质量份三烯丙基异氰酸酯(TAIC)(交联敏化剂)和70质量份氧化锌陶瓷密炼均匀;密炼时间8min,密炼温度150℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在160℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在150℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度10Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在130℃温度下扩张3倍,冷却定形、裁切后即得到成品氧化锌陶瓷电应力控制热缩管。
本实施例的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)10.8MPa,断裂伸长率427%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)8.7*1014Ω·cm,转变电压为1.4kV/mm。
制备实施例6
步骤1:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料的制备:
①将60质量份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20质量份低密度聚乙烯、20质量份三元乙丙橡胶、7质量份色母粒、2质量份硬脂酸镁(润滑剂)和2质量份抗氧剂(其中包括1份抗氧剂300和1份抗氧剂1010)投入密炼机混炼,密炼时间2min,密炼温度120℃;
②然后加入2质量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)(交联敏化剂)和70质量份氧化锌陶瓷密炼均匀;密炼时间6min,密炼温度140℃,出料,得到混合料;
③将混合料通过双螺杆挤出机在150℃温度下挤出、水冷、抽风干燥、切粒,得到氧化锌陶瓷电应力控制热缩管粒料;
步骤2:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的挤出:将步骤1制备的粒料,用挤出机在140℃温度下挤出成型,水冷,收卷;
步骤3:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的辐照:步骤2挤出的氧化锌陶瓷电应力控制热缩管经电子加速器辐照交联,辐照强度6Mrad;
步骤4:氧化锌陶瓷电应力控制热缩管的扩张:步骤3辐照后的管材在110℃温度下扩张4倍,冷却定形、裁切后即得到成品电应力控制热缩管。
本实施例的电应力控制热缩管力学机械性能测试结果为:抗张强度(检测标准GB/T1040)12.3MPa,断裂伸长率435%;电性能检测结果为:体积电阻率(检测标准GB/T1410)5.2*1014Ω·cm,转变电压为1.4kV/mm。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。