CN112778956A - 一种应力疏散胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应力疏散胶及其制备方法，其中，该应力疏散胶的原材料按重量份计包括：氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶20‑120份，增粘树脂30‑80份，聚异丁烯50‑150份，填料80‑250份，操作油10‑50份，无机金属氧化物5‑20份，辐照交联助剂0.5‑10份。本发明技术方案通过使用氯醇橡胶、溴化丁基橡胶、聚异丁烯与多种助剂之间按照特定的组合比例混炼，经过钴源辐照交联后制备成为耐高温的应力疏散胶，经过辐照交联后耐高温的应力疏散胶具有一定强度和断裂伸长率，而且形成一定程度的网络状结构后在高温条件下不易流淌。

Description

一种应力疏散胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种应力疏散胶及其制备方法。
背景技术
在高压输电电缆终端或中间接头的施工过程中电缆被切段，需要对电缆的结构逐层恢复。其中，由于电缆半导电层被切断，电场发生畸变从而导致电场分布极不均匀，进一步产生电应力集中，产生击穿，因此需要在恢复电缆连接结构的同时，还需要保证电应力分布均匀。
应力疏散胶常用于电缆终端和中间接头处的紧密缠绕包封，在电缆屏蔽末端形成一定的特性阻抗，起到电学应力控制和密封粘接作用。但是现有的应力疏散胶不耐高温，在高温时易变软流淌，会使电缆连接结构中的应力疏散胶起不到均匀电场的效果，从而发生击穿，这限制了应力疏散胶的工作条件。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种应力疏散胶，旨在解决现有应力疏散胶不耐高温的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种应力疏散胶，原材料按重量份算，包括：
Figure BDA0002878896870000011
Figure BDA0002878896870000021
可选地，所述聚异丁烯平均分子量不小于450，聚异丁烯可选自PB1300、PB2400中的一种或两种。
可选地，所述增粘树脂选自萜烯树脂、石油树脂、松香树脂中的一种或多种，具体地，可选自萜烯树脂T-100、S-125中的一种或两种。
可选地，所述填料选自高岭土、碳酸钙、钛酸钡、云母粉、硅微粉中的一种或多种。
可选地，所述操作油选自石蜡油2280、石蜡油300、石蜡油25110中的一种或多种。
可选地，所述无机金属氧化物选自二氧化钛、氧化铈、四氧化三铁中的一种或多种。
可选地，所述辐照交联剂选自交联剂三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
可选地，原材料按重量份算，还包括：
加工助剂 2-10份；
防老剂 0.5-10份；
抗氧剂 0.5-10份。
可选地，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂MB(2-巯基苯并咪唑)中的一种或两种。
可选地，所述加工助剂选自硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或两种。
本发明还提出一种应力疏散胶的制备方法，包括：
按重量份计算，将所述应力疏散胶的原材料氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶20-120份，填料80-250份，加工助剂2-10份，操作油10-50份，无机金属氧化物5-20份，防老剂0.5-10份，抗氧剂0.5-10份，辐照交联助剂0.5-10份加入密炼机密炼，密炼至120-150℃出锅，制备成基胶；
将所述基胶加入捏合机，再加入增粘树脂30-80份、聚异丁烯50-150份，抽真空捏合，捏合温度为120-150℃，捏合30-50min出锅，得到第一应力疏散胶；
用挤出机挤出所述第一应力疏散胶，挤出温度100-140℃，经过滚压、裁成条状，制备成第二应力疏散胶带；
所述第二应力疏散胶带经钴源辐照，剂量10-30kGy，得到所述应力疏散胶。
本发明技术方案的应力疏散胶原材料按重量份算包括100份的氯醇橡胶、20-120份的溴化丁基橡胶、30-80份的增粘树脂、50-150份的聚异丁烯、80-250份的填料、10-50份的操作油、5-20份的无机金属氧化物以及0.5-10份的辐照交联助剂，各组分之间采用特定的比重组合后，可经过钴源辐照交联形成一定程度的网状交联，制备成为耐高温的应力疏散胶，经过辐照交联后耐高温的应力疏散胶具有一定强度和断裂伸长率，而且形成一定程度的网络状结构后在高温条件下不易流淌。且相比于化学硫化，辐照交联工艺流程简单，硫化过程中不产生小分子杂质，耐老化性更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种应力疏散胶的制备方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种应力疏散胶，该应力疏散胶可以耐高温，并且具有一定强度和断裂伸长率，在高温时不会发生流淌。
在本发明实施例中，提出一种应力疏散胶，原材料按重量份算，包括：氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶20-120份，增粘树脂30-80份，聚异丁烯50-150份，填料80-250份，操作油10-50份，无机金属氧化物5-20份，辐照交联助剂0.5-10份。
本发明技术方案的应力疏散胶原材料按重量份算包括100份的氯醇橡胶、20-120份的溴化丁基橡胶、30-80份的增粘树脂、50-150份的聚异丁烯、80-250份的填料、10-50份的操作油、5-20份的无机金属氧化物以及0.5-10份的辐照交联助剂，各组分之间采用特定的比重组合进行混炼，可经过钴源辐照交联后形成一定程度的网状交联，制备成为耐高温的应力疏散胶，经过辐照交联后的耐高温应力疏散胶具有一定强度和断裂伸长率，而且形成一定程度的网络状结构后在高温条件下不易流淌，依然可以实现电场均匀化的效果。且相比于化学硫化，辐照交联工艺流程简单，硫化过程中不产生小分子杂质，耐老化性更好。经过一定程度交联后，耐高温应力疏散胶表面粘性有一定下降，但不会影响自融，工人操作更方便。
可选地，所述聚异丁烯平均分子量不小于450，聚异丁烯可选自PB1300、PB2400中的一种或两种。
聚异丁烯无色无味无毒，具有优良的抗氧化性能、抗紫外线性能；润滑性能好，良好的增稠性、增塑性、增粘性。
可选地，所述增粘树脂选自萜烯树脂、石油树脂、松香树脂中的一种或多种，具体地，可选自萜烯树脂T-100、S-125中的一种或两种。
可选地，所述填料选自高岭土、碳酸钙、钛酸钡、云母粉、硅微粉中的一种或多种。
可选地，所述操作油选自石蜡油2280、石蜡油300、石蜡油25110中的一种或多种。
可选地，所述无机金属氧化物选自二氧化钛、氧化铈、四氧化三铁中的一种或多种。
可选地，所述辐照交联剂选自交联剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一种或两种。
可选地，所述应力疏散胶的原材料按重量份算，还包括：加工助剂2-10份；防老剂0.5-10份；抗氧剂0.5-10份。
可选地，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂MB(2-巯基苯并咪唑)中的一种或两种。
可选地，所述加工助剂选自硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或两种。
可选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本发明还提出一种应力疏散胶的制备方法，请参阅图1，包括：
按重量份计算将所述应力疏散胶的原材料氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶20-120份，填料80-250份，加工助剂3-10份，操作油10-50份，无机金属氧化物5-20份，防老剂0.5-10份，抗氧剂0.5-10份，辐照交联助剂0.5-10份加入密炼机密炼，密炼至120-150℃出锅，制备成基胶；
将所述基胶趁热加入捏合机，再加入增粘树脂30-80份、聚异丁烯50-150份，抽真空捏合，捏合温度为120-150℃，捏合30-50min出锅，得到第一应力疏散胶；
用挤出机挤出所述第一应力疏散胶，挤出温度100-140℃，经过滚压、裁成条状，制备成第二应力疏散胶带；
所述第二应力疏散胶带经钴源辐照，剂量10-30kGy，得到所述应力疏散胶。
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本发明实施例的应力疏散胶原材料按重量份算，包括：氯醇橡胶100份、溴化丁基橡胶50份、30份S-125、50份PB2400、硅微粉80份、钛酸钡80份、石蜡油2280 30份、二氧化钛10份、2份硬脂酸、1份MB、1份抗氧剂1010、2份TMPTMA。
本发明实施例的应力疏散胶的制备方法，包括：
按重量份计算将所述应力疏散胶的材料氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶50份，硅微粉80份，钛酸钡80份，石蜡油2280 30份，二氧化钛10份，HST 2份，MB 1份，1份抗氧剂1010，2份TMPTMA加入密炼机密炼，密炼至120-150℃出锅，制备成基胶；
将所述基胶趁热加入捏合机，再加入30份S-125、50份PB2400，抽真空捏合，捏合温度为130℃，捏合40min出锅，得到第一应力疏散胶；
用挤出机挤出所述第一应力疏散胶，挤出温度120℃，经过滚压、裁成条状，制备成第二应力疏散胶带；
所述第二应力疏散胶带经钴源辐照，剂量20kGy，得到实施例1的应力疏散胶。
实施例2
实施例2的应力疏散胶材料与实施例1的区别仅在于溴化丁基橡胶的重量份为70份，制备方法参考实施例1，得到实施例2的应力疏散胶。
实施例3
实施例3的应力疏散胶材料与实施例1的区别仅在于溴化丁基橡胶的重量份为100份，制备方法参考实施例1，得到实施例3的应力疏散胶。
实施例4
实施例4的应力疏散胶材料与实施例1的区别仅在于溴化丁基橡胶的重量份为120份，制备方法参考实施例1，得到实施例4的应力疏散胶。
实施例5
实施例5的应力疏散胶材料与实施例3的区别仅在于PB2400的重量份为100份，制备方法参考实施例1，得到实施例5的应力疏散胶。
实施例6
实施例6的应力疏散胶材料与实施例3的区别仅在于PB2400的重量份为150份，制备方法参考实施例1，得到实施例6的应力疏散胶。
实施例7
实施例7的应力疏散胶材料与实施例5的区别仅在于硅微粉的重量份为100份，制备方法参考实施例1，得到实施例7的应力疏散胶。
实施例8
实施例8的应力疏散胶材料与实施例5的区别仅在于硅微粉的重量份为150份，制备方法参考实施例1，得到实施例8的应力疏散胶。
实施例9
实施例9的应力疏散胶材料与实施例8的区别仅在于钛酸钡的重量份为100份，制备方法参考实施例1，得到实施例9的应力疏散胶。
实施例10
实施例10的应力疏散胶材料与实施例9的区别仅在于将硅微粉替换为云母粉，制备方法参考实施例1，得到实施例10的应力疏散胶。
实施例11
实施例11的应力疏散胶材料与实施例9的区别仅在于将硅微粉替换为高岭土，制备方法参考实施例1，得到实施例11的应力疏散胶。
实施例12
实施例12的应力疏散胶材料与实施例10的区别仅在于将钛酸钡替换为云母粉，制备方法参考实施例1，得到实施例12的应力疏散胶。
实施例13
实施例13的应力疏散胶材料与实施例9的区别仅在于S-125的重量份为50份，制备方法参考实施例1，得到实施例13的应力疏散胶。
实施例14
实施例14的应力疏散胶材料与实施例13的区别仅在于S-125的重量份为80份，制备方法参考实施例1，得到实施例14的应力疏散胶。
实施例15
实施例15的应力疏散胶材料与实施例13的区别仅在于二氧化钛的重量份为5份，制备方法参考实施例1，得到实施例15的应力疏散胶。
实施例16
实施例16的应力疏散胶材料与实施例13的区别仅在于二氧化钛的重量份为20份，制备方法参考实施例1，得到实施例16的应力疏散胶。
实施例17
实施例17的应力疏散胶材料与实施例16的区别仅在于将二氧化钛替换为四氧化三铁，制备方法参考实施例1，得到实施例17的应力疏散胶。
实施例18
实施例18的应力疏散胶材料与实施例13相同，区别仅在于实施例18的应力疏散胶在制备的时候采用的辐照剂量为10kGy，得到实施例18的应力疏散胶。
实施例19
实施例19的应力疏散胶与实施例18的区别仅在于在制备的时候采用的辐照剂量为30kGy，得到实施例19的应力疏散胶。
实施例20
实施例20的应力疏散胶材料与实施例13的区别仅在于TMPTMA的重量份为5份，制备方法参考实施例1，得到实施例20的应力疏散胶。
实施例21
实施例21的应力疏散胶的原材料按重量份算包括：氯醇橡胶100份、溴化丁基橡胶20份、30份S-125、50份PB2400、硅微粉80份、石蜡油2280 10份、二氧化钛5份、3份硬脂酸、0.5份MB、0.5份抗氧剂1010、0.5份TMPTMA。制备方法参考实施例1，得到实施例21的应力疏散胶。
实施例22
实施例22的应力疏散胶的原材料按重量份算包括：氯醇橡胶100份、溴化丁基橡胶120份、80份S-125、150份PB2400、硅微粉250份、石蜡油2280 50份、二氧化钛20份、10份硬脂酸、10份MB、10份抗氧剂1010、10份TMPTMA。制备方法参考实施例1，得到实施例22的应力疏散胶。
实施例23
实施例23的应力疏散胶的原材料按重量份算包括：氯醇橡胶100份、溴化丁基橡胶50份、30份S-125、50份PB2400、硅微粉80份、钛酸钡80份、石蜡油2280 30份、二氧化钛10份、2份TMPTMA。实施例23与实施例1的区别在于原材料中没有加工助剂、抗氧剂和防老剂，制备方法参考实施例1，得到实施例23的应力疏散胶。
对比例
对比例的应力疏散胶与实施例20的区别仅在于对比例在制备的时候没有经过辐照。
各实施例和对比例的应力疏散胶的配方及辐照量参见表1和表2所示。
表1.实施例1#～13#配方表
Figure BDA0002878896870000081
Figure BDA0002878896870000091
表2.实施例14#～23#及对比例配方表
实施例 14# 15# 16# 17# 18# 19# 20# 21# 22# 23# 对比实施例
氯醇橡胶 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
溴化丁基橡胶 100 100 100 100 100 100 100 20 120 50 100
S-125 80 50 50 50 50 50 50 30 80 30 50
PB2400 100 100 100 100 100 100 100 50 150 50 100
硅微粉 150 150 150 150 150 150 150 80 250 80 150
钛酸钡 100 100 100 100 100 100 100 80 100
云母粉
高岭土
2280 30 30 30 30 30 30 30 10 50 30 30
二氧化钛 10 5 20 10 10 10 5 20 10 10
四氧化三铁 20
硬脂酸 2 2 2 2 2 2 2 3 10 2
MB 1 1 1 1 1 1 1 0.5 10 1
1010 1 1 1 1 1 1 1 0.5 10 1
TMPTMA 2 2 2 2 2 2 5 0.5 10 2 5
剂量(kGy) 20 20 20 20 10 30 20 20 20 20 0
性能测试
对实施例1至实施例23、以及对比例得到的应力疏散胶分别进行拉伸强度、断裂伸长率、介电常数的测试，并观察应力疏散胶在高温情况下的开裂情况，测试结果如表3所示。根据表3结果可知，本发明实施例的应力疏散胶经过辐照交联之后除了具有良好的介电性能，同时还具有优异的耐高温、耐老化性，在高温情况下也不会开裂，不会发生溢胶的情况，而对比例的应力疏散胶在高温下会溢胶，性能较差。
表3.各实施例和对比例的应力疏散胶性能测试结果
实施例 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％) 介电常数 耐热应力开裂(130℃，3h)
1# 3.8 932 13.2 未开裂，不溢胶
2# 4.3 903 14.5 未开裂，不溢胶
3# 5 822 15.1 未开裂，不溢胶
4# 5.7 832 15.3 未开裂，不溢胶
5# 4.8 735 14.3 未开裂，不溢胶
6# 3 832 13.8 未开裂，不溢胶
7# 4.8 756 16.2 未开裂，不溢胶
8# 4.4 734 19.6 未开裂，不溢胶
9# 4.1 633 21.7 未开裂，不溢胶
10# 4 621 22.4 未开裂，不溢胶
11# 4.6 562 15.3 未开裂，不溢胶
12# 3.6 563 16.8 未开裂，不溢胶
13# 3.7 593 206 未开裂，不溢胶
14# 3.5 611 18.3 未开裂，不溢胶
15# 3.8 613 19.4 未开裂，不溢胶
16# 4.1 583 21.3 未开裂，不溢胶
17# 3.6 562 20.5 未开裂，不溢胶
18# 2.1 662 16.3 未开裂，不溢胶
19# 1.6 342 19 未开裂，不溢胶
20# 2.7 480 18.5 未开裂，不溢胶
21# 1.3 320 10.2 未开裂，不溢胶
22# 3.2 331 18.6 未开裂，不溢胶
23# 2.2 421 13.2 未开裂，不溢胶
对比例 0.2 1268 15 未开裂，溢胶
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种应力疏散胶，其特征在于，原材料按重量份算，包括：
Figure FDA0002878896860000011
2.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述聚异丁烯平均分子量不小于450。
3.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述增粘树脂选自萜烯树脂、石油树脂、松香树脂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述填料选自高岭土、碳酸钙、钛酸钡、云母粉、硅微粉中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述操作油选自石蜡油2280、石蜡油300、石蜡油25110中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述无机金属氧化物选自二氧化钛、氧化铈、四氧化三铁中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述辐照交联剂选自交联剂三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或两种。
8.如权利要求1所述的一种应力疏散胶，其特征在于，原材料按重量份算，还包括：加工助剂 2-10份；
防老剂 0.5-10份；
抗氧剂 0.5-10份。
9.如权利要求8所述的一种应力疏散胶，其特征在于，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂MB中的一种或两种；
和/或，所述加工助剂选自硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或两种。
10.一种应力疏散胶的制备方法，其特征在于，包括：
按重量份计算，将所述应力疏散胶的原材料氯醇橡胶100份，溴化丁基橡胶20-120份，填料80-250份，加工助剂2-10份，操作油10-50份，无机金属氧化物5-20份，防老剂0.5-10份，抗氧剂0.5-10份，辐照交联助剂0.5-10份加入密炼机密炼，密炼至120-150℃出锅，制备成基胶；
将所述基胶加入捏合机，再加入增粘树脂30-80份、聚异丁烯50-150份，抽真空捏合，捏合温度为120-150℃，捏合30-50min出锅，得到第一应力疏散胶；
用挤出机挤出所述第一应力疏散胶，挤出温度100-140℃，经过滚压、裁成条状，制备成第二应力疏散胶带；
所述第二应力疏散胶带经钴源辐照，剂量10-30kGy，得到所述应力疏散胶。
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