CN106279953A - 一种电应力控制热缩管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电应力控制热缩管及其制备方法。具体而言，本发明的电应力控制热缩管包含以重量份计的下列组分：聚乙烯10~40份、烯烃‑丙烯酸酯共聚物50~80份、石墨烯20~40份、磷酸盐系阻燃剂3~8份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份。本发明的电应力控制热缩管具有理想的介电常数和体积电阻率，适合于10~25kV电压等级的电力电缆终端和中间连接处的电应力控制保护；具有理想的阻燃性能以及良好的机械强度；不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求；不含卤素及红磷，燃烧后不会产生有毒物质，对环境和人体无害。

Description

一种电应力控制热缩管及其制备方法
技术领域
本发明属于热缩管技术领域，涉及一种电应力控制热缩管及其制备方法。
背景技术
在电力电缆终端的切割处以及电缆中间连接处接头的屏蔽切断处，电场分布发生严重畸变，呈现出极不均匀的分布状态。目前，通用的解决办法是在上述终端及中间连接处使用热缩材料。然而，现有的热缩管存在介电常数和体积电阻率不稳定的问题，导致电缆附件出现内部放电，长期使用会击穿电缆附件，造成电力事故，严重危害人身和财产安全。因此，亟需开发一种具有稳定的介电常数和体积电阻率的电应力控制热缩管产品。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种电应力控制热缩管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电应力控制热缩管，其包含以重量份计的下列组分：聚乙烯10~40份、烯烃-丙烯酸酯共聚物50~80份、石墨烯20~40份、磷酸盐系阻燃剂3~8份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份；其中：所述石墨烯选自单层石墨烯（SLG，single-layer graphene）、双层石墨烯（DLG，double-layer graphene）、少层石墨烯（FLG，few-layer graphene）、多层石墨烯（MLG，multi-layer graphene）中的任意一种或其任意比例的混合物。
优选的，所述电应力控制热缩管包含以重量份计的下列组分：聚乙烯15~35份、烯烃-丙烯酸酯共聚物55~75份、石墨烯25~35份、磷酸盐系阻燃剂4~7份、润滑剂1~4份和抗氧化剂1~4份。
更优选的，所述电应力控制热缩管包含以重量份计的下列组分：聚乙烯20~30份、烯烃-丙烯酸酯共聚物60~70份、石墨烯28~32份、磷酸盐系阻燃剂5~6份、润滑剂2~3份和抗氧化剂2~3份。
最优选的，所述电应力控制热缩管包含以重量份计的下列组分：聚乙烯25份、烯烃-丙烯酸酯共聚物65份、石墨烯30份、磷酸盐系阻燃剂5份、润滑剂2份和抗氧化剂2份。
优选的，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯（LLDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）中的任意一种或其任意比例的组合物，优选低密度聚乙烯。
优选的，所述烯烃-丙烯酸酯共聚物选自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丙酯共聚物（EPA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）中的任意一种或其任意比例的混合物，优选乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
优选的，所述石墨烯为单层石墨烯。
优选的，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物，优选磷酸钠。
优选的，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的任意一种或其任意比例的混合物，优选硬脂酸镁。
优选的，所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）中的任意一种或其任意比例的混合物，优选二丁基羟基甲苯。
一种电应力控制热缩管的制备方法，其包括如下步骤：
（1）按照重量份称量原料，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150~170 kGy辐射交联，加热扩展2~4倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
与现有技术相比，本发明的电应力控制热缩管适合于10~25kV电压等级的电力电缆终端和中间连接处的电应力控制保护；具有理想的阻燃性能以及良好的机械强度；不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求；不含卤素及红磷，燃烧后不会产生有毒物质，对环境和人体无害。
具体实施方式
下面实施例将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：电应力控制热缩管的生产。
（1）称量低密度聚乙烯10 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物50 kg、石墨烯20 kg、磷酸钠3 kg、硬脂酸镁0.5 kg和二丁基羟基甲苯0.5 kg，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150 kGy辐射交联，加热扩展2倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
实施例2：电应力控制热缩管的生产。
（1）称量低密度聚乙烯40 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物80 kg、石墨烯40 kg、磷酸钠8 kg、硬脂酸镁5 kg和二丁基羟基甲苯5 kg，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于170 kGy辐射交联，加热扩展2倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
实施例3：电应力控制热缩管的生产。
（1）称量低密度聚乙烯15 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物55 kg、石墨烯25 kg、磷酸钠4 kg、硬脂酸镁1 kg和二丁基羟基甲苯1 kg，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150 kGy辐射交联，加热扩展4倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
实施例4：电应力控制热缩管的生产。
（1）称量低密度聚乙烯20 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物60 kg、石墨烯28 kg、磷酸钠5 kg、硬脂酸镁2 kg和二丁基羟基甲苯2 kg，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于170 kGy辐射交联，加热扩展2倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
实施例5：电应力控制热缩管的生产。
（1）称量低密度聚乙烯25 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物65 kg、石墨烯30 kg、磷酸钠5 kg、硬脂酸镁2 kg和二丁基羟基甲苯2 kg，并混合均匀，得到预混料；
（2）将步骤（1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
（3）将步骤（2）中获得的管材于150 kGy辐射交联，加热扩展2倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
实施例6：电应力控制热缩管性能测试。
将实施例1至5中获得的电应力控制热缩管进行性能测试，其结果如表1所示。
表1. 电应力控制热缩管性能测试
由上表可知，本发明的电应力控制热缩管具有理想的介电常数和体积电阻率，适合于10~25kV电压等级的电力电缆终端和中间连接处的电应力控制保护；具有理想的阻燃性能以及良好的机械强度；不含汞、镉、六价铬等危害性物质，满足欧盟RoHS指令要求；不含卤素及红磷，燃烧后不会产生有毒物质，对环境和人体无害。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式；相反，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围旨在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种电应力控制热缩管，其包含以重量份计的下列组分：聚乙烯10~40份、烯烃-丙烯酸酯共聚物50~80份、石墨烯20~40份、磷酸盐系阻燃剂3~8份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份；其中：所述石墨烯选自单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯中的任意一种或其任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的电应力控制热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的下列组分：聚乙烯15~35份、烯烃-丙烯酸酯共聚物55~75份、石墨烯25~35份、磷酸盐系阻燃剂4~7份、润滑剂1~4份和抗氧化剂1~4份。
3.根据权利要求1所述的电应力控制热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的下列组分：聚乙烯20~30份、烯烃-丙烯酸酯共聚物60~70份、石墨烯28~32份、磷酸盐系阻燃剂5~6份、润滑剂2~3份和抗氧化剂2~3份。
4.根据权利要求1所述的电应力控制热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的下列组分：聚乙烯25份、烯烃-丙烯酸酯共聚物65份、石墨烯30份、磷酸盐系阻燃剂5份、润滑剂2份和抗氧化剂2份。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电应力控制热缩管，其特征在于，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的任意一种或其任意比例的组合物。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电应力控制热缩管，其特征在于，所述烯烃-丙烯酸酯共聚物选自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的任意一种或其任意比例的混合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电应力控制热缩管，其特征在于，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电应力控制热缩管，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的任意一种或其任意比例的混合物。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电应力控制热缩管，其特征在于，所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的任意一种或其任意比例的混合物。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的电应力控制热缩管的制备方法，其包括如下步骤：
1）按照重量份称量原料，并混合均匀，得到预混料；
2）将步骤1）中获得的预混料在配备密炼机的双螺杆挤出机上混炼造粒，并在单螺旋挤出机上挤出，得到管材；
3）将步骤2）中获得的管材于150~170 kGy辐射交联，加热扩展2~4倍，并骤冷成型，得到电应力控制热缩管。
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