CN108864967A - 一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电工材料技术领域，具体涉及一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带。所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡、硬脂酸、防老剂、有机颜料和热熔胶。其中增强弹性体是一种由无机填料和有机高分子聚合物复合制备的弹性材料，聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯‑丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物；交联剂选用双25、BPO、DCP和DTBP中的一种；有机颜料选用喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料或硫靛系颜料。该型绝缘胶带拉伸性能突出，回弹性好不易变形，还具有非常优秀的耐热、耐油、耐腐蚀性能。

Description

一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带
技术领域
本发明涉及电工材料技术领域，具体涉及一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带。
背景技术
电工胶带指电工使用的起绝缘作用、防止漏电的胶带。由基带和胶层构成，基带一般采用棉布、合成纤维织物和塑料薄膜等，胶层由橡胶加增黏树脂等配合剂制成，黏性好，绝缘性能优良。还具有良好的耐压、阻燃、耐候等特性，适用于电线接驳、电线缠绕、电气绝缘防护等。
目前市场上绝缘胶带主要是以软质聚氯乙烯薄膜为基材，涂布橡胶型压敏胶制造而成。这种胶带绝缘效果好，防水性能好，适合用于中低压电线接驳。但是这种胶带的耐击穿性能和耐候性能相对较差，使用一段时间后容易老化，出现脱落或者破损的问题，导致电线接头的绝缘防护效果变差，可能产生漏电、短路等安全隐患。
专利申请号CN201310202010.9公开了一种高温耐火合成晶体绝缘带及其生产工艺，该技术方案是利用多功能层复合的技术生产的，绝缘带的结构包括六到十一层基材，这种绝缘胶带的性能虽然相对优秀，但是生产制造成本较高，因此推广应用的意义不大，仅能使用在一些指标严苛且对成本核算要求不高的场景。
专利申请号CN201310261056.8提出了一种高压绝缘胶带及其制造方法，该技术方案中使用的胶带基材中在树脂材料中汇总添加了一种母胶，母胶由丁基橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、陶土、白炭黑、炭黑和二辛脂制备而成，该方法的思路是利用橡胶材料增强树脂基材的电学性能，并提升其抗拉伸性能。但是这种材料中，橡胶材料和聚烯烃树脂的相容性较差，耐候性虽然得到提升，但是基材的耐高温性能相对不足，热稳定性较差，在高温、强腐蚀环境下使用容易氧化变性。而且该型基胶带的弹性恢复效果较差，在胶带缠绕时，撕扯过程中造成的基材变形不能迅速恢复，会使得绝缘胶带缠接处的局部电阻率难以达到相应的防护要求，会造成严重的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，该型绝缘胶带拉伸性能突出，回弹性好不易变形，还具有非常优秀的耐热、耐油、耐腐蚀性能。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂65-70份，增强弹性体12-16份，乙烯基硅烷8-13份，交联剂1.5-2.2份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.4份，硬脂酸0.5-0.8份，防老剂1-2份，有机颜料2-4份，热熔胶25-30份。
优选地，按照质量份数，绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂67-69份，增强弹性体13-15份，乙烯基硅烷9-12份，交联剂1.7-2.1份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.3份，硬脂酸0.6-0.7份，防老剂1.3-1.7份，有机颜料2.4-3.2份，热熔胶26-28份。
进一步优选地，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂68份，增强弹性体14份，乙烯基硅烷10份，交联剂1.9份，二月桂酸二丁基锡0.3份，硬脂酸0.7份，防老剂1.5份，有机颜料2.8份，热熔胶27份。
本发明中，增强弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至55-58℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
(2)将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以215-225℃的温度，混炼15-20min；得到混炼胶B；
(3)按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入反应釜中，加入10份无机填料，以90-95℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物再次加入到反应釜中，并加入40份2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
(4)将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工15-25min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需增强弹性体。
其中，步骤(1)中的有机溶剂为丙酮、乙酸甲酯或甲酸叔丁酯。
步骤(4)中挤出机的模头温度为220-245℃。
优选地，聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物。
优选地，交联剂选用双25、BPO、DCP和DTBP中的一种。
优选地，有机颜料选用喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料或硫靛系颜料。
本发明提供的绝缘胶带的制备方法为：
按照质量份数，将聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡和硬脂酸加入到高速混合机中，混料均匀后再将防老剂加入到高速混合机中，继续混合处理，将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到的颗粒经熔融挤出制得基带，将基带和热熔胶以85-90℃的温度热压复合，复合后的材料经过切割得到所需绝缘胶带。
本发明具有如下的有益效果：
该型绝缘胶带的基材主体为聚烯烃材料，为了进一步增强绝缘胶带的电学性能和机械性能，在材料中特别添加了一种弹性体材料，通过弹性体材料的使用，基材的耐腐蚀抗老化性能得到显著提升，基材的抗拉伸性能和弹性恢复效果较好，不容易被拉断或形成裂缝，局部的变形也容易恢复，对形成的包覆绝缘层的整体性能不容易造成影响，因此不会产生安全隐患。
本发明中的这种增强弹性体材料，由有机聚合物和无机填料复合而成，弹性体的弹性强，耐油、耐腐蚀，动态性能好，并且具有非常优秀耐热和耐低温性能，弹性体的耐磨性能和抗老化性也相对突出；非常适合用于绝缘胶带的基材制备。该型弹性体与聚烯烃树脂的相容性较好，为了提升聚烯烃树脂和增强弹性体之间的结合作用，本发明的聚烯烃树脂特意选用了聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯的复合物，其中，马来酸酐接枝聚乙烯可以发挥相容剂的作用，并与交联剂和二月桂酸二丁基锡一起发挥协同作用，显著增强基材组分之间相容性，使得制备基材的化学稳定性更高，热稳定性更好，提高材料的耐老化性能和使用寿命。
此外，本发明的绝缘胶带的生产成本较低，生产工艺也相对简单，适合进行推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以下实施例中增强弹性体的制备方法为：
(1)按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至56℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
(2)将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以220℃的温度，混炼17min；得到混炼胶B；
(3)按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入反应釜中，加入10份无机填料，以93℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物再次加入到反应釜中，并加入40份2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
(4)将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工20min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需增强弹性体。
其中，步骤(1)中的有机溶剂为丙酮。
步骤(4)中挤出机的模头温度为230℃。
实施例1
一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂65份，增强弹性体12份，乙烯基硅烷8份，交联剂1.5份，二月桂酸二丁基锡0.2份，硬脂酸0.5份，防老剂1份，有机颜料2份，热熔胶25份。
聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物。
交联剂选用双25。
有机颜料选用喹吖啶酮系颜料。
本实施例提供的绝缘胶带的制备方法为：
按照质量份数，将聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡和硬脂酸加入到高速混合机中，混料均匀后再将防老剂加入到高速混合机中，继续混合处理，将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到的颗粒经熔融挤出制得基带，将基带和热熔胶以85℃的温度热压复合，复合后的材料经过切割得到所需绝缘胶带。
实施例2
一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂70份，增强弹性体16份，乙烯基硅烷13份，交联剂2.2份，二月桂酸二丁基锡0.4份，硬脂酸0.8份，防老剂2份，有机颜料4份，热熔胶30份。
聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物。
交联剂选用BPO。
有机颜料选用苯并咪唑酮系颜料。
本实施例提供的绝缘胶带的制备方法为：
按照质量份数，将聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡和硬脂酸加入到高速混合机中，混料均匀后再将防老剂加入到高速混合机中，继续混合处理，将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到的颗粒经熔融挤出制得基带，将基带和热熔胶以90℃的温度热压复合，复合后的材料经过切割得到所需绝缘胶带。
实施例3
一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂68份，增强弹性体14份，乙烯基硅烷10份，交联剂1.9份，二月桂酸二丁基锡0.3份，硬脂酸0.7份，防老剂1.5份，有机颜料2.8份，热熔胶27份。
聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物。
交联剂选用DTBP。
有机颜料选用硫靛系颜料。
本实施例提供的绝缘胶带的制备方法为：
按照质量份数，将聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡和硬脂酸加入到高速混合机中，混料均匀后再将防老剂加入到高速混合机中，继续混合处理，将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到的颗粒经熔融挤出制得基带，将基带和热熔胶以88℃的温度热压复合，复合后的材料经过切割得到所需绝缘胶带。
性能测试
对本实施例的绝缘胶带的电学性能和力学性能进行检测，设置宁波华臻永乐胶粘制品有限公司生产的绝缘防水PVC电工胶带作为对照组，进行性能对比；其中拉伸变形率指将制品按照250％的长度拉伸后，材料恢复后的伸长率，各测试项目试验的数据如下：
表1：本实施例中绝缘胶带的性能测试结果
分析以上试验数据发现，本发明提供绝缘胶带，具有更好的拉伸强度和断裂伸长率，绝缘胶带的抗拉伸性能非常突出，此外，该胶带的拉伸变形率更低，这表示该型绝缘胶带的弹性恢复力更好，在受到拉伸后容易恢复，不容易变形，因此不会对绝缘胶带的局部电学性能造成影响。该型绝缘胶带还具有更高的耐热温度，热稳定性更好，而且体积电阻率和击穿强度更高，绝缘胶带的电学性能表现也相对较好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于，按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂65-70份，增强弹性体12-16份，乙烯基硅烷8-13份，交联剂1.5-2.2份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.4份，硬脂酸0.5-0.8份，防老剂1-2份，有机颜料2-4份，热熔胶25-30份。
2.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂67-69份，增强弹性体13-15份，乙烯基硅烷9-12份，交联剂1.7-2.1份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.3份，硬脂酸0.6-0.7份，防老剂1.3-1.7份，有机颜料2.4-3.2份，热熔胶26-28份。
3.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：按照质量份数，所述绝缘胶带的组分包括：聚烯烃树脂68份，增强弹性体14份，乙烯基硅烷10份，交联剂1.9份，二月桂酸二丁基锡0.3份，硬脂酸0.7份，防老剂1.5份，有机颜料2.8份，热熔胶27份。
4.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述增强弹性体的制备方法包括如下步骤：
（1）按照质量份数，将1.5份羟甲基纤维素和100份去离子水加入到反应釜中，充分搅拌均匀得到溶液，将溶液温度升高至55-58℃，然后向反应釜内充入氮气进行排氧，将25份1,1-二氟乙烯，27份六氟丙烯，4.5份溴三氟乙烯、0.7份全氟烷基溴和1.2份1-碘-1H，1H，2H，2H-全氟辛烷混合，控制反应釜内的压强为2.85-3.05MPa，混合气体通入到反应釜中反复搅拌使得部分气体分散于溶液中得到分散液；将0.3份二异丙基过氧化二碳酸酯和0.6份过氧苯酰硝酸酯加入到3份有机溶剂中，得到溶液作为引发剂加入到反应釜内的分散液中，并向反应釜的分散液中1.5份二碘甲烷溶液，聚合反应开始，持续按照比例通入混合气体保持反应压强，将产物用硫酸钾溶液凝固分离，然后经洗涤，过滤和干燥得到含氟聚合物A；
（2）将14份含氟聚合物A，30份天然橡胶，12份异戊二烯，7份氯丁二烯，2份苯乙烯马来酸酐接枝物，1.3份天冬氨酸，2.5份六甲基二硅氮烷，0.7份五亚甲基和0.3份溴化四丁基铵加入到双螺杆挤出机中，以215-225℃的温度，混炼15-20min；得到混炼胶B；
（3）按照的质量比4:1:7:3:3的比例将α-氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅、滑石粉和炭黑混合，得到无机填料，将25份十八烷基聚氧乙烯基十四烷基氯化铵加入反应釜中，加入10份无机填料，以90-95℃的度水浴加热搅拌50min，将反应产物离心沉淀、洗涤、烘干，固形物再次加入到反应釜中，并加入40份 2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧稳定自由基，加热至80-83℃，电磁搅拌并回流反应20h；反应结束后，将产物离心沉淀、洗涤、烘干得到所需有机改性填料C；
（4）将100份混炼胶B，55份有机改性填料C，2.4份硬脂酸锌，4.6份环烷油、2.5份抗氧剂，1.7份钙锌复合稳定剂，0.8份增塑剂和4份硅烷偶联剂混合加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的6个料筒的温度分别为：140℃，140℃，150℃，150℃，160℃和180℃；挤出机转速为350r/min，混合料在挤出机中混炼加工15-25min，然后将挤出料塑化造粒，冷却后得到所需增强弹性体。
5.根据权利要求4所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述步骤（1）中的有机溶剂为丙酮、乙酸甲酯或甲酸叔丁酯。
6.根据权利要求4所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述步骤（4）中挤出机的模头温度为220-245℃。
7.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述聚烯烃树脂是聚乙烯树脂、聚乙烯-丙烯酸酯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚乙烯按照3:5:1质量比的复合物。
8.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述交联剂选用双25、BPO、DCP和DTBP中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于：所述有机颜料选用喹吖啶酮系颜料、苯并咪唑酮系颜料或硫靛系颜料。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种拉伸性能突出的耐热耐油绝缘胶带，其特征在于，所述绝缘胶带的制备方法为：
按照质量份数，将聚烯烃树脂、增强弹性体、乙烯基硅烷、交联剂、二月桂酸二丁基锡和硬脂酸加入到高速混合机中，混料均匀后再将防老剂加入到高速混合机中，继续混合处理，将混合料送入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到的颗粒经熔融挤出制得基带，将基带和热熔胶以85-90℃的温度热压复合，复合后的材料经过切割得到所需绝缘胶带。
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