CN106317590A - 一种氧化铝陶瓷电应力控制热缩管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝陶瓷电应力控制热缩管及其制备方法。具体而言,本发明的氧化铝陶瓷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、硅橡胶20~40份、氧化铝陶瓷30~60份、交联敏化剂0.5~5份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份。本发明的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管不含卤素及红磷等物质,符合RoHS环保要求,能很好地保证电缆附件整体的安全;本发明的氧化铝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。
Description
技术领域
本发明属于热缩管技术领域,涉及一种氧化铝陶瓷电应力控制热缩管及其制备方法。
背景技术
电应力控制是对电缆附件内部的电场分布和电场强度实行控制,即采取适当的措施使电场分布和电场强度处于最佳状态,从而提高电缆附件运行的可靠性并延长其使用寿命,是中高压电缆附件设计中极为重要的部分。传统的电应力控制热缩管通常在包含氯化聚乙烯的聚合物基质中添加炭黑和钛酸钡,其介电常数大于20,体积电阻率为108~1012Ω·cm,要兼顾应力控制和体积电阻两项技术要求。
电应力控制材料的电气参数的稳定性受到各种因素影响,在长时间电场中运行,温度、外部环境的变化都将使电应力控制材料老化,老化后的电应力控制材料的体积电阻率会发生很大变化:体积电阻率变大,电应力控制材料成了绝缘材料,无法发挥改善电场的作用;体积电阻率变小,应力控制材料成了导电材料,致使电缆出现故障。
发明内容
针对上述情况,本发明的目的在于提供一种氧化铝陶瓷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:
一种氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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、硅橡胶20~40份、氧化铝陶瓷30~60份、交联敏化剂0.5~5份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份;其中:所述硅橡胶具有如式(I)所示的结构通式:
;
其中:n:(m+n+o)=5~15:100,o:(m+n+o)=10~30:100。
优选的,所述氧化铝陶瓷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、硅橡胶25~35份、氧化铝陶瓷40~50份、交联敏化剂1~4份、润滑剂1~4份和抗氧化剂1~4份。
更优选的,所述氧化铝陶瓷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、硅橡胶30份、氧化铝陶瓷44份、交联敏化剂2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,所述氧化铝陶瓷为氧化铝重量百分比为85~99%,粒度为5~10 μm的掺杂氧化铝陶瓷粉。
优选的,所述交联敏化剂选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)中的任意一种或其任意比例的混合物,优选三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
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。
一种氧化铝陶瓷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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
与现有技术相比,本发明的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管不含卤素及红磷等物质,符合RoHS环保要求,能很好地保证电缆附件整体的安全;本发明的氧化铝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
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:氧化铝陶瓷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80 kg、甲基丙烯基对甲苯基硅橡胶(其中丙烯基的摩尔分数为5%,对甲苯基的摩尔分数为10%)20 kg、氧化铝陶瓷(其中氧化铝的重量百分比为85%,粒度为5 μm)30 kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.5 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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
实施例2:氧化铝陶瓷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50 kg、甲基丙烯基对甲苯基硅橡胶(其中丙烯基的摩尔分数为15%,对甲苯基的摩尔分数为30%)40 kg、氧化铝陶瓷(其中氧化铝的重量百分比为99%,粒度为5 μm)60 kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5 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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
实施例3:氧化铝陶瓷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70 kg、甲基丙烯基对甲苯基硅橡胶(其中丙烯基的摩尔分数为8%,对甲苯基的摩尔分数为15%)25 kg、氧化铝陶瓷(其中氧化铝的重量百分比为90%,粒度为5 μm)40 kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1 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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
实施例4:氧化铝陶瓷电应力控制热缩管的生产。
(1)称量低密度聚乙烯30 kg、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物60 kg、甲基丙烯基对甲苯基硅橡胶(其中丙烯基的摩尔分数为12%,对甲苯基的摩尔分数为25%)35 kg、氧化铝陶瓷(其中氧化铝的重量百分比为95%,粒度为10 μm)50 kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2kg、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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
实施例5:氧化铝陶瓷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、甲基丙烯基对甲苯基硅橡胶(其中丙烯基的摩尔分数为10%,对甲苯基的摩尔分数为20%)30 kg、氧化铝陶瓷(其中氧化铝的重量百分比为95%,粒度为10 μm)44 kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2kg、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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
实施例6:氧化铝陶瓷电应力控制热缩管性能测试。
将实施例1至5中获得的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管进行性能测试,其结果如表1所示。
表1. 氧化铝陶瓷电应力控制热缩管性能测试
由上表可知,本发明的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管不含卤素及红磷等物质,符合RoHS环保要求,能很好地保证电缆附件整体的安全;本发明的氧化铝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。
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)
1.一种氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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、硅橡胶20~40份、氧化铝陶瓷30~60份、交联敏化剂0.5~5份、润滑剂0.5~5份和抗氧化剂0.5~5份;其中:所述硅橡胶具有如式(I)所示的结构通式:
;
其中:n:(m+n+o)=5~15:100,o:(m+n+o)=10~30:100。
2.根据权利要求1所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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、硅橡胶25~35份、氧化铝陶瓷40~50份、交联敏化剂1~4份、润滑剂1~4份和抗氧化剂1~4份。
3.根据权利要求1所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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、硅橡胶30份、氧化铝陶瓷44份、交联敏化剂2份、润滑剂2份和抗氧化剂2份。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,其特征在于,所述氧化铝陶瓷为氧化铝重量百分比为85~99%,粒度为5~10 μm的掺杂氧化铝陶瓷粉。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,其特征在于,所述交联敏化剂选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯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3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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3中任一项所述的氧化铝陶瓷电应力控制热缩管,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中任一项所述的氧化铝陶瓷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,得到氧化铝陶瓷电应力控制热缩管。
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