CN111704765A - 具备导热功能的热缩套管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备导热功能的热缩套管,按重量份数计,其制备原料包括:橡胶2‑5份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物30‑40份、聚乙烯10‑20份、乙烯‑辛烯共聚物5‑15份、阻燃剂20‑35份、导热填料20‑60份、改性剂0.05‑0.5份、硬脂酸锌0.2‑1.5份、抗氧化剂0.2‑1.0份、润滑剂0.1‑0.5份、色母0.1‑1.0份。利用改性剂对导热填料进行改性处理得到改性导热填料,制得的热缩套管不仅具有良好的收缩性能及阻燃性能,且具有良好的散热性能、较高的导热系数,能够很好的应用于新能源汽车电池上,有效避免出现温度过高导致电池失控的情形。本申请还提供一种具备导热功能的热缩套管的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及热缩套管技术领域,尤其涉及一种具备导热功能的热缩套管及其制备方法。
背景技术
近20年来,我国热缩套管产业化发展得到快速发展,至今已基本形成了规模化生产、销售和应用。从整体来看,世界热缩材料市场仍处于成长阶段,我国也不例外,热缩材料产品未来需求潜力巨大,市场前景广阔。
热缩套管因具有高温收缩、柔软阻燃、绝缘防蚀等功能,广泛应用于各种线束、焊点、电感的绝缘保护及金属管、棒的防锈、防蚀等。然而,常规的热缩套管在新能源汽车电池包装应用上不能完美解决电池电源线因快充导致电源线发热后的散热问题。发热过快或持续高温,会导致热缩套管功能退化,甚至会因为温度过高导致电池失控带来隐患。
对此,急需提供一种具备导热功能的热缩套管,可迅速把电源线的热量经过热缩套管导出,避免电线因温度过高或热量集中带来的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备导热功能的热缩套管,不仅具有良好的收缩性能及阻燃性能,且具有良好的散热性能,较高的导热系数。
本发明的另一目的是提供一种具备导热功能的热缩套管的制备方法。
为实现上述目的,本发明提供一种具备导热功能的热缩套管,按重量份数计,其制备原料包括:
橡胶2-5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份、聚乙烯10-20份、乙烯-辛烯共聚物5-15份、阻燃剂20-35份、导热填料20-60份、改性剂0.05-0.5份、硬脂酸锌0.2-1.5份、抗氧化剂0.2-1.0份、润滑剂0.1-0.5份、色母0.1-1.0份。
与现有技术相比,本发明的具备导热功能的热缩套管,借助导热填料的加入以提高热缩套管的导热性能,然而由于导热填料属于无机金属粉末,在基料填充时粉体容易团聚,会降低母料的物理性能。若导热填料的添加量较小则无法达到满足要求的导热效果。本申请利用改性剂对导热填料进行改性处理得到改性导热填料,有效提高导热功能,导热系数比未改性的导热填料增加数倍乃至数十倍,且降低了大量的导热填料的填充而导致热缩套管物理性能的下降。同时,引入硬脂酸锌,弥补因导热填料的加入对热缩套管的收缩性能的影响。乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯和乙烯-辛烯共聚物配合作用,使得该热缩套管物理性能提高。
较佳地,所述橡胶选自三元乙丙橡胶或硅橡胶中的至少一种。
较佳地,所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中,其醋酸乙烯酯的含量为10~20%。
较佳地,所述聚乙烯选自低密度聚乙烯。低密度聚乙烯优选为非线性低密度聚乙烯。
较佳地,所述乙烯-辛烯共聚物中,其辛烯含量为20~30%。
较佳地,所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、三聚氰胺磷酸盐中的至少一种。。
较佳地,所述导热填料选自氧化铝、氮化铝、氧化镁和石墨中的至少一种。
较佳地,所述改性剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和酸酐改性剂中的至少一种。优选为,改性剂采用酸酐改性剂,较硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂相比,能有效提高导热性能。
较佳地,所述润滑剂选自硅油和石蜡油中的至少一种。
相应地,本发明还提供一种上述具备导热功能的热缩套管的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)将导热填料与改性剂混合并搅拌均匀制得改性导热填料;
(2)将改性导热填料与橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、阻燃剂、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、色母投入密炼机中,混炼10~20min后得到团状物,团状物出密炼腔后,通过双螺杆造粒机挤出切粒后得到母粒;
(3)将母粒通过热缩管机挤出管材;
(4)经电子加速器辐射交联;
(5)将辐照交联后的管材在130~150℃温度下,经过扩张机被扩张至n倍,冷却定型后,制得n倍热缩套管。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
该具备导热功能的热缩套管,按重量份数计,其制备原料包括:
甲基乙烯基硅橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)40份、低密度聚乙烯(LDPE)15份、乙烯-辛烯共聚物15份、三聚氰胺聚酯25份、氧化铝50份、硅烷偶联剂0.2份、硬脂酸锌0.5份、抗氧化剂0.2份、石蜡油0.1份、色母0.2份,其中,乙烯-辛烯共聚物中,其辛烯含量为20%,乙烯-醋酸乙烯共聚物中,其醋酸乙烯酯的含量为10%。
采用上述配比的原料制备热缩套管的方法,包括步骤:
(1)将氧化铝与硅烷偶联剂混合并搅拌均匀制得改性导热填料;
(2)将改性导热填料与甲基乙烯基硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、三聚氰胺聚酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、石蜡油、色母投入密炼机中,混炼10min后得到团状物,团状物出密炼腔后,通过双螺杆造粒机挤出切粒后得到母粒;
(3)将母粒通过热缩管机挤出管材并喷码;
(4)经电子加速器150KGy辐射交联;
(5)将辐照交联后的管材在130℃温度下,经过扩张机被扩张至2倍,冷却定型后,制得2倍热缩套管。
实施例2
该具备导热功能的热缩套管,按重量份数计,其制备原料包括:
硅橡胶3份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30份、低密度聚乙烯(LDPE)20份、乙烯-辛烯共聚物10份、三聚氰胺聚酯15份、三氧化二锑3份、氢氧化铝7份、氧化镁40份、铝酸酯偶联剂0.3份、硬脂酸锌0.8份、抗氧化剂0.3份、石蜡油0.2份、色母0.2份,其中,乙烯-辛烯共聚物中,其辛烯含量为30%,乙烯-醋酸乙烯共聚物中,其醋酸乙烯酯的含量为20%。
采用上述配比的原料制备热缩套管的方法,包括步骤:
(1)将氧化镁与铝酸酯偶联剂混合并搅拌均匀制得改性导热填料;
(2)将改性导热填料与腈硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、三聚氰胺聚酯、三氧化二锑、氢氧化铝、硬脂酸锌、抗氧化剂、石蜡油、色母投入密炼机中,混炼20min后得到团状物,团状物出密炼腔后,通过双螺杆造粒机挤出切粒后得到母粒;
(3)将母粒通过热缩管机挤出管材并喷码;
(4)经电子加速器150KGy辐射交联;
(5)将辐照交联后的管材在150℃温度下,经过扩张机被扩张至4倍,冷却定型后,制得4倍热缩套管。
实施例3
该具备导热功能的热缩套管,按重量份数计,其制备原料包括:
甲基乙烯基硅橡胶4份、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)35份、低密度聚乙烯(LDPE)15份、乙烯-辛烯共聚物15份、三聚氰胺聚酯30份、石墨60份、硅烷偶联剂0.4份、硬脂酸锌1.5份、抗氧化剂0.2份、石蜡油0.3份、色母0.3份,其中,乙烯-辛烯共聚物中,其辛烯含量为30%,乙烯-醋酸乙烯共聚物中,其醋酸乙烯酯的含量为20%。
实施例4
本实施具备导热功能的热缩套管的制备原料与实施例1基本相同,不同点在于,实施例4中采用的改性剂选自酸酐改性剂,而实施例1中采用的改性剂选自硅烷偶联剂。其余均相同,在此不具体阐述。
对比例1
对比例1具备导热功能的热缩套管的制备原料与实施例1基本相同,不同点在于:对比例1不含改性剂。其余均相同,在此不具体阐述。
对比例2
对比例2具备导热功能的热缩套管的制备原料与实施例1基本相同,不同点在于:对比例2不含硬脂酸锌。其余均相同,在此不具体阐述。
将实施例1-4和对比例1-2制备的热缩套管进行导热性能测试、收缩测试和阻燃性测试,其结果如表1所示。
表1热缩套管性能测试结果
试验 | 导热系数 | 150度自由收缩时间 | 阻燃性 |
实施例1 | 0.8W/mk | 46秒 | V0 |
实施例2 | 0.9W/mk | 47秒 | V0 |
实施例3 | 1.1W/mk | 45秒 | V0 |
实施例4 | 1.0W/mk | 45秒 | V0 |
对比例1 | 0.5W/mk | 51秒 | V0 |
对比例2 | 0.8W/mk | 62秒 | V0 |
由表1的实验数据可知,实施例1-4制备的热缩套管具有较高的导热系数、优良的收缩性能及阻燃性能,对比例1在未对导热填料进行改性的条件下,其散热性能和收缩性能均下降,对比例2未含有硬脂酸锌,较难平衡由于导热填料的加入对热缩套管的收缩性能的影响,故而测试结果不理想。从实施例1与实施例4的数据可知,对导热填料进行改性,改性剂选自酸酐改性剂,其导热性能优于改性剂选自硅烷偶联剂,很大可能是引入酸酐的原因。故而,本申请的具备导热功能的热缩套管,不仅具有良好的收缩性能及阻燃性能,且具有良好的散热性能,导热系数优良,能够很好的应用于新能源汽车电池上,有效避免出现温度过高导致电池失控的情形。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明做了详细的说明,但本发明并不局限于以上揭示的实施例,而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (10)
1.一种具备导热功能的热缩套管,其特征在于,按重量份数计,其制备原料包括:
橡胶2-5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份、聚乙烯10-20份、乙烯-辛烯共聚物5-15份、阻燃剂20-35份、导热填料20-60份、改性剂0.05-0.5份、硬脂酸锌0.2-1.5份、抗氧化剂0.2-1.0份、润滑剂0.1-0.5份、色母0.1-1.0份。
2.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述橡胶选自三元乙丙橡胶或硅橡胶中的至少一种。
3.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中,其醋酸乙烯酯的含量为10~20%。
4.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述聚乙烯选自低密度聚乙烯。
5.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述乙烯-辛烯共聚物中,其辛烯含量为20~30%。
6.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、三聚氰胺磷酸盐中的至少一种。
7.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述导热填料选自氧化铝、氮化铝、氧化镁和石墨中的至少一种。
8.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述改性剂选自硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和酸酐改性剂中的至少一种。
9.如权利要求1所述的具备导热功能的热缩套管,其特征在于,所述润滑剂选自硅油和石蜡油中的至少一种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的具备导热功能的热缩套管的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)将导热填料与改性剂混合并搅拌均匀制得改性导热填料;
(2)将改性导热填料与橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、阻燃剂、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、色母投入密炼机中,混炼10~20min后得到团状物,团状物出密炼腔后,通过双螺杆造粒机挤出切粒后得到母粒;
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200925 |