CN109705440A

CN109705440A - 一种无卤阻燃专用母排接头盒的制备方法

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Publication number: CN109705440A
Application number: CN201810086836.6A
Authority: CN
Inventors: 曹宏; 杨宏玉; 刘志平; 肖欢; 韩燕�; 翟建青; 包建忠; 孙晓丽
Original assignee: YANGZHOU IRRADIATION CENTER
Current assignee: YANGZHOU IRRADIATION CENTER
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2019-05-03

Abstract

一种无卤阻燃专用母排接头盒的制备方法，涉及电气防护材料生产技术领域，将乙酸乙烯脂共聚物、三元乙丙橡胶、阻燃剂、抗氧化剂、增敏剂、色母粒、固态硅氧烷和助剂混合密炼后造粒，经挤出，取得扁形长管坯；将扁形长管坯经过第一次辐照后，再将扁形长管坯采用十字对称进行再次压扁，然后进行第二次辐照；然后采用立式正压型扩张机对连续长管坯进行扩张，取得扩张管后将扩张管置于木模内，在温度为140～150℃的工业甘油中使扩张管收缩，再经冷却压实、脱模、修整加工，取得无卤阻燃专用母排接头盒。本发明具有原料易得、成本低、制作简单等优点。

Description

一种无卤阻燃专用母排接头盒的制备方法

技术领域

本发明涉及电气防护材料生产技术领域，特别涉及母排接头盒的生产方法。

背景技术

母排接头盒广泛应用于电子、通信、机械、制造等领域，如配电柜、开关柜等经常能看到母排接头盒的使用，是高、低压开关柜、断路器、母线连接处处理，变压器接线端等特殊部分的绝缘防护常用产品。

母排接头盒常用有“I”、“T”、“L”等多种大小形状，有红色、黄色、绿色、蓝色、黑色多种颜色，有1KV、10KV、35KV多种电压等级，可杜绝异物搭接、动物爬行引起的短路事故，防止人身触电、污染及凝露闪络现象发生，减少空气和有害气体对导电材料的腐蚀，延长电器设备的使用寿命。具有电绝缘、焊点防锈防腐、机械防护、减少相间距等功能。

采用注塑生产母排接头盒，由于规格型号太多开模成本很高，而用户要求时间短，需求量又不多等原因，很难满足要求。含卤素阻燃材料虽然具备良好的阻燃性能，但是在火灾发生时会产生大量的有毒、有害卤化物气体，会造成二次伤害。

聚乙烯、聚烯烃等材料通常都是线形结构，经辐射交联后变成网状结构具有“记忆效应”，聚烯烃树脂要达到无卤阻燃要求，无机阻燃填充剂用量要达聚烯烃树脂量的二倍以上，目前虽然通过对聚烯烃树脂材料进行改性、接枝提高极性，添加偶联剂对阻燃填充剂表面进行化学改性。大量无机阻燃剂填充仍会导致材料在物理机械性能、电气性能和挤塑工艺性能大大劣化，断裂伸长率与阻燃性之间、柔软度与热变形及老化性能之间的矛盾很难解决。添加红磷可降低无机阻燃填充剂用量达到阻燃要求，也可提高材料的物理机械性能、电气性能和挤塑工艺性能，但颜色配制受限制，只能配红、黑两种色。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种性能满足无卤阻燃专用母排接头盒的制造方法。

本发明包括以下步骤：

1）造粒：将乙酸乙烯脂共聚物、三元乙丙橡胶、阻燃剂、抗氧化剂、增敏剂（TAIC）、色母粒、固态硅氧烷和助剂混合密炼后造粒，取得粒料；

2）挤出：把粒料加入单螺杆挤出机进行挤出，抽真空，使管坯压扁，取得扁形长管坯；

3）辐照：先将扁形长管坯经过第一次辐照后，再将扁形长管坯采用十字对称进行再次压扁，然后进行第二次辐照；

4）扩张：采用立式正压型扩张机对连续长管坯进行扩张，取得扩张管；

5）将扩张管置于木模内，在温度为140～150℃的工业甘油中使扩张管收缩，然后经冷却压实、脱模、修整加工，取得无卤阻燃专用母排接头盒。

本发明提供的无卤阻燃专用母排接头盒生产工艺可满足无卤，可配制红色、黄色、绿色、蓝色、黑色多种颜色，可满足多种电压等级，定制不同规格等要求，同时本发明无卤阻燃专用母排接头盒符合原料简易、价格低、成本低、制作简单等，只需备一定扩张管数量，就可以根据用户要求及时生产保证供应。

木模成本低、制作简单、技术要求不高，大小可及时调整。同时木模重量轻、140～150℃温度条件下不会变型，操作很方便。

选用工业甘油做为加热介质的原因：甘油溶于水，方便清洗，甘油分解温度在200℃以上，可满足生产接头盒时扩张管收缩定型温度。

进一步地，本发明所述步骤1）中密炼的温度条件为140～150℃，可确保按配方的要求添加各种物料混合后，充分混合均匀，并可经过双腕强压入双螺杆挤出机。

所述步骤1）中所述乙酸乙烯脂共聚物由VA含量较高的乙酸乙烯脂共聚物与VA含量较低的乙酸乙烯脂共聚物按质量比为3∶1复配组成。乙酸乙烯脂共聚物（EVA）具有良好的柔软性，低温下具有极好的可挠性、弹性，同时具有良好的耐化学药品性，耐臭氧性。乙酸乙烯脂共聚物的VA的性能与VA含量和分子量关系很大，在MI一定时，VA的含量增高时，其弹性、柔软性、相容性、透明性等都有所提高，但耐低温性及介电绝缘性却较差。VA含量降低时，则性能接近PE，刚性能大，耐磨性提高。同时大量阻燃填充剂加入会使基材柔软度变差，为了增加基材的柔性和加工稳定性加入一定量的EPDM，解决对耐温、耐老化、韧性好等的要求。经过大量实验数据配合阻燃体系，主体材料采用VA含量高和VA含量低的两种EVA同EPDM共混，来获得理想性能基材。

所述阻燃剂由纳米级氢氧化铝、纳米级氢氧化镁和硅酮含量为50～60%的硅酮母粒以质量比为25～30∶10∶3～5混合组成。无卤阻燃剂选用硅酮母粒、纳米Mg(OH)₂、纳米Al(OH)₃合理配方，可在保证基材性能基础上满足阻燃要求。同时加入固态硅氧烷，提高填充物的分散性、提高表面光洁度和手感、改善低温开裂和高温翘曲现象等，确保各项性能检测，拉伸强度、断裂伸张率、体积电阻系数、电气强度、阻燃性等重要指标均能满足国家相关技术指标要求。

所述抗氧化剂由受阻酚类1010和亚磷酸脂类225按1～1.5∶1的质量比复配组成。亚磷酸脂类225对聚烯烃有突出的加工稳定性和对制品的长效保护作用，与1010协同作用，可有效抑制聚合物的热降解和氧化降解，确保搭接盒性能稳定。

所述增敏剂为TAIC；所述助剂至少包括硬脂酸锌、氧化聚乙烯蜡、光亮润滑剂或环氧大豆油中的任意两种。

所述步骤1）中密炼后，经过双腕强压入双螺杆挤出机进行共混造粒。可确保密炼料机械进入双螺杆挤出机进行共混造粒，减少人工操作强度。

所述步骤1）中所述造粒时，通过分段调节双螺杆挤出温度，最高温度设为151～158℃，断口无气泡杂物，取得的粒料均匀光滑无拉丝，可在确保质量的情况下提高工效。

所述步骤1）中乙酸乙烯脂共聚物、三元乙丙橡胶、阻燃剂、抗氧化剂、增敏剂、色母粒、固态硅氧烷和助剂的混合质量比为40∶5～10∶40～45∶1.1∶0.9∶2～5∶0.8～1.2∶2～4。该配比条件下可确保配料生产的搭接盒各项性能检测，拉伸强度、断裂伸张率、体积电阻系数、电气强度、阻燃性等重要指标均能满足国家相关技术指标要求。

所述步骤2）中，挤出的扁形长管坯的壁厚为2.0mm～3.5mm。根据电压等级要求和研究基础上，确定的壁厚控制。

所述步骤3）中，共辐照6～8Mrad剂量交联。选用该辐照交联参数可确保辐照交联均匀，交联度满足扩张要求。

所述步骤4）中，根据实验参数统计分析结果确定合理的扩张倍率为2～2.5。

所述步骤5）中，根据木模大小研究数据分析，选择径向收缩率在30～45%可确保扩张管收缩到位，确保生产出合格搭接盒。

具体实施方式

一、生产工艺：

实施例1：

1、各原料的称量准备：

VA含量较高的乙酸乙烯脂共聚物30kg、VA含量较低的乙酸乙烯脂共聚物10 kg、三元乙丙橡胶8 kg、纳米级氢氧化铝28 kg、纳米级氢氧化镁10 kg、硅酮母粒（硅酮含量55%）4 kg、1010抗氧化剂0.6 kg、225抗氧化剂0.5 kg、TAIC增敏剂0.9 kg、色母粒3 kg、固态硅氧烷1kg、硬脂酸锌2 kg、环氧大豆油2 kg。

2、木模制作：

根据设计的母排接头盒形状、尺寸要求，制作母排接头盒木模。

3、制备工艺：

1）造粒：将以上称取的各原料混合，升温至140～150℃进行密炼，密炼出来的整块物料经过双腕强压入双螺杆挤出机进行共混造粒，通过分段调节双螺杆挤出温度，最高温度设为151～158℃，控制好其它参数，要求粒料均匀光滑无拉丝，断口无气泡杂物。

2）挤出：把粒料加入单螺杆挤出机进行挤出，壁厚控制在3.2mm，抽真空，使管坯压扁，最后将连续扁形长管坯收盘。

3）辐照：先在电子加速器辐照3.8Mrad剂量下进行第一次辐照后，将连续长管坯采用十字对称进行再次压扁，再进行第二次电子加速器辐照3.8Mrad。

4）扩张：采用立式正压型扩张机对管坯进行扩张，形成扩张倍率为2.1倍扩张管。

5）定型：根据母排接头盒木模大小，确保径向收缩率在30～45%，选用相应规格扩张管套入木模，在升温至140～150℃，在98型号工业甘油中使扩张管收缩后，尽快在流水中冷却压实定型，然后脱模，取得定型后的扩张管。

6）成品：将定型后的扩张管经修整加工后，即得无卤阻燃专用母排接头盒产品。

实施例2：

1、各原料的称量准备：

乙酸乙烯脂共聚物VA含量高30kg、乙酸乙烯脂共聚物VA含量低10 kg、三元乙丙橡胶9kg、纳米级氢氧化铝30 kg、纳米级氢氧化镁10 kg、硅酮母粒（硅酮含量55%）3.5 kg、1010抗氧化剂0.6 kg、225抗氧化剂0.5 kg、TAIC增敏剂0.9 kg、色母粒2 kg、固态硅氧烷1.1 kg、硬脂酸锌1 kg、氧化聚乙烯蜡1 kg、光亮润滑剂1 kg。

2、木模制作：

3、制备工艺：

1）造粒：将称取的以上各原料混合，升温至140～150℃进行密炼，密炼出来的整块物料经过双腕强压入双螺杆挤出机进行共混造粒，通过分段调节双螺杆挤出温度，最高温度设为151～158℃，控制好其它参数，要求粒料均匀光滑无拉丝，断口无气泡杂物。

2）挤出：把粒料加入单螺杆挤出机进行挤出，壁厚控制在2.5mm，抽真空，使管坯压扁，最后将连续扁形长管坯收盘。

3）辐照：先将连续扁形长管坯进行第一次电子加速器辐照3.5Mrad。由于连续扁形长管坯管壁厚，一次辐射不均匀度大，所以再将连续长管坯采用十字对称进行再次压扁，再进行第二次电子加速器辐照3.5Mrad。

4）扩张：采用立式正压型扩张机对管坯进行扩张，形成扩张倍率为2.5倍扩张管。

二、成品性能：

经测试，以上实施1取得的成品的各项性能参数如下：

阻燃性60s自熄、拉伸强度13.6MPa、断裂伸长率610%、体积电阻系数2.3×10¹⁴Ω.cm、电气强度20kV/mm。

经测试，以上实施2取得的成品的各项性能参数如下：

阻燃性60s自熄、拉伸强度12.8MPa、断裂伸长率410%、体积电阻系数1.5×10¹⁴Ω.cm、电气强度21kV/mm。

对照标准JB/T12878-2016成品性能满足要求，可见本发明工艺符合要求。

Claims

1.一种无卤阻燃专用母排接头盒的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）造粒：将乙酸乙烯脂共聚物、三元乙丙橡胶、阻燃剂、抗氧化剂、增敏剂、色母粒、固态硅氧烷和助剂混合密炼后造粒，取得粒料；

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤1）中密炼时所述混合料的温度为140～150℃。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤1）中所述乙酸乙烯脂共聚物由VA含量较高的乙酸乙烯脂共聚物与VA含量较低的乙酸乙烯脂共聚物按质量比为3∶1复配组成；

所述阻燃剂由纳米级氢氧化铝、纳米级氢氧化镁和硅酮含量为50～60%的硅酮母粒以质量比为25～30∶10∶3～5混合组成；

所述抗氧化剂由受阻酚类1010和亚磷酸脂类225按1～1.5∶1的质量比复配组成；

所述增敏剂为TAIC；

所述助剂至少包括硬脂酸锌、氧化聚乙烯蜡、光亮润滑剂或环氧大豆油中的任意两种。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤1）所述密炼的温度条件为140～150℃，经过双腕强压入双螺杆挤出机进行共混造粒。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤1）中所述造粒时，通过分段调节双螺杆挤出温度，最高温度设为151～158℃，断口无气泡杂物，取得的粒料均匀光滑无拉丝。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的制造方法，其特征在于所述步骤1）中乙酸乙烯脂共聚物、三元乙丙橡胶、阻燃剂、抗氧化剂、增敏剂、色母粒、固态硅氧烷与助剂的混合质量比为：

40∶5～10∶40～45∶1.1∶0.9∶2～5∶0.8～1.2∶2～4。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤2）中，挤出的扁形长管坯的壁厚为2.0mm～3.5mm。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤3）中，共辐照6～8Mrad剂量交联。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤4）中，扩张倍率为2～2.5。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于所述步骤5）中，径向收缩率30～45%。