CN113462091B - 可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于绝缘带材制备技术领域,具体的涉及一种可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材及其制备工艺。本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以重量份数计,由以下原料组成:丁基橡胶100份、聚异丁烯60‑70份、聚乙烯20‑30份、填料50‑70份、硬脂酸0.5‑2份、氧化锌4‑6份、抗氧化剂0.5‑1份、硫化促进剂3‑5份、马来酸酐接枝相容剂10‑12份。本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,具有常温自熔、耐压强度高、应用范围广的特点,此外,还具有良好的绝缘性、耐高温性、防水性、柔韧性、耐候性、耐氧性、气密性以及耐极性。
Description
技术领域
本发明属于绝缘带材制备技术领域,具体的涉及一种可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材及其制备工艺。
背景技术
绝缘材料是电工绝缘材料,按国家标准规定绝缘材料的定义是:用来使器件在电气上绝缘的材料,也就是能够阻止电流通过的材料,它的电阻率很好。不同电工设备对绝缘材料性能的要求各有侧重。高压电工装置如高压电机、高压电缆等用的绝缘材料要求有高的击穿强度和低的介质损耗。低压电器则以机械强度、断裂伸长率、耐热等级等作为主要要求的绝缘材料。
电力电缆中间接头恢复时,也需要使用绝缘带材。电力电缆中间接头恢复方式有多种,其中绕包式电缆中间接头和熔接式中间接头具有制容性强、防水密封程度高、产品绝缘性能高、施工随意性强、可对应不同型号电缆之间的连接等特点,被广泛的应用到电力施工及故障抢修等方面。
绕包式电缆中间接头,为了提高绝缘界面压力,迫使增加绕包厚度及与主绝缘搭接长度,消耗绝缘带材较熔接式中间接头成倍增加,再是对所使用的绝缘带材电气性能要求高,成本增加。
熔接式中间接头在线芯熔接时会产生近2000℃高温,沿线芯传导至电缆内半导及主绝缘层,若冷却措施不到位,将导致电缆主绝缘与内外半导屏蔽层材料热分解,从而产生界面气息导致绝缘性能降低。其次中间接头交联聚乙烯绝缘恢复施工过程中,易受环境温度及加热设备影响,绝缘热熔温度难以保持熔融温度恒定(120℃-150℃),导致主绝缘界面热熔不稳定产生界面气隙,导致绝缘击穿。
而目前采用的绝缘带材普遍存在低温性能不高、耐候性不好、耐压强度低等问题,因此,亟需开发一种新型的绝缘带材。
发明内容
本发明的目的是:提供一种可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材。该绝缘带材具有常温自熔、耐压强度高、耐候性好、气密性好以及应用范围广的特点;本发明同时提供了其制备工艺。
本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以重量份数计,由以下原料组成:
其中:
所述的丁基橡胶为异丁烯与少量异戊二烯或丁二烯的共聚体,其物理参数如下:外观为半透明至乳白色颗粒,密度为0.91g/cm3,使用温度为-40℃~+150℃,硬度为邵氏A50度~70度,表面张力为30~40mN/m,最低回弹温度为-40℃,回弹性30~80%。
所述的聚异丁烯为采用纯异丁烯(≥99%)为原料制得的聚合物,其物理参数如下:外观为无色软状固体,无定形物密度为0.84g/ml,结晶性密度为0.94g/ml,玻璃化温度为-75~-30℃,比热容为1.95kJ/(kg·K),熔点为2~44℃,脆性温度极限值为-65℃,表面张力为27~34mN/m。
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,其物理参数如下:外观为乳白色蜡状颗粒,熔点为130-145℃,密度为0.920g/cm3,能耐酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
所述的填料为高岭土;其作用为提高绝缘带材机械强度和耐热性能。
所述的抗氧化剂为对苯二酚。
所述的硫化促进剂为二硫化二苯噻唑(MBTS)和对苯醌二肟(GMF)的混合物。
所述的硫化促进剂为MBTS与GMF的复配物,两者复配使用,可改善丁基橡胶与其它橡胶的相容性,防止混炼时胶料过流,产生胶粒和胶块,从而导致产生废胶。
所述的马来酸酐接枝相容剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)。
本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以丁基橡胶为基料,加入聚异丁烯和聚乙烯,使得制备的绝缘带材具有更高的电绝缘性、耐高温性、防水性和柔韧性的作用。
硬脂酸为硫化活性剂,具有酸性活性作用,与氧化锌形成可溶性盐,增加氧化锌对硫化促进剂的活化能力。硬脂酸在硫化体系中起缓冲作用,与氧化锌同时使用,提高交联密度,提高胶料的耐热性和耐老化性,并活化硫化促进剂。
本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,包括以下步骤:将丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯、填料、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化促进剂和马来酸酐接枝相容剂按照一定的重量份数,依次加入连续混炼机中进行混炼,混炼结束后进行冷却,温度降至100℃以下;注入压片机进行挤压、覆膜、切片,然后通过收圈成品装置圈收为绝缘带材成品。
其中:
所述的控制混炼温度为120-200℃,螺杆速度为60-100r/min,持续时间为6-8min。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,在15℃-40℃常温条件下自熔,冬季施工可辅以加热带加热,不需要专用加热设备,可使制作电缆中间接头时间缩短至30min内。
(2)本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,具有常温自熔、耐压强度高、应用范围广的特点,此外,还具有良好的绝缘性、耐高温性、防水性、柔韧性、耐候性、耐氧性、气密性以及耐极性。
(3)本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,制备工艺简单,原料易得,适合产业化推广生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以重量份数计,由以下原料组成:
其中:
所述的丁基橡胶为异丁烯与少量异戊二烯或丁二烯的共聚体,其物理参数如下:外观为半透明至乳白色颗粒,密度为0.91g/cm3,使用温度为-40℃~+150℃,硬度为邵氏A65度,表面张力为33mN/m,最低回弹温度为-40℃,回弹性60%。
所述的聚异丁烯为采用纯异丁烯(≥99%)为原料制得的聚合物,其物理参数如下:外观为无色软状固体,密度为0.94g/ml,玻璃化温度为-70℃,比热容为1.95kJ/(kg·K),熔点为43℃,脆性温度极限值为-65℃,表面张力为29mN/m。
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,其物理参数如下:外观为乳白色蜡状颗粒,熔点为140℃,密度为0.920g/cm3,能耐酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
所述的填料为高岭土;其作用为提高绝缘带材机械强度和耐热性能。
所述的抗氧化剂为对苯二酚。
所述的硫化促进剂为二硫化二苯噻唑(MBTS)和对苯醌二肟(GMF)的混合物。
所述的硫化促进剂为MBTS与GMF的复配物,两者复配使用,可改善丁基橡胶与其它橡胶的相容性,防止混炼时胶料过流,产生胶粒和胶块,从而导致产生废胶。
所述的马来酸酐接枝相容剂为EPDM-g-MAH。
本发明所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以丁基橡胶为基料,加入聚异丁烯和聚乙烯,使得制备的绝缘带材具有更高的电绝缘性、耐高温性、防水性和柔韧性的作用。
硬脂酸为硫化活性剂,具有酸性活性作用,与氧化锌形成可溶性盐,增加氧化锌对硫化促进剂的活化能力。硬脂酸在硫化体系中起缓冲作用,与氧化锌同时使用,提高交联密度,提高胶料的耐热性和耐老化性,并活化硫化促进剂。
本实施例1所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,包括以下步骤:将丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯、填料、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化促进剂和马来酸酐接枝相容剂按照一定的重量份数,依次加入连续混炼机中进行混炼,混炼结束后进行冷却,温度将至100℃以下;注入压片机进行挤压、覆膜、切片,然后通过收圈成品装置圈收为绝缘带材成品。
其中:
所述的控制混炼温度为140℃,螺杆速度为80r/min,持续时间为7min。
实施例2
本实施例2述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以重量份数计,由以下原料组成:
其中:
所述的丁基橡胶为异丁烯与少量异戊二烯或丁二烯的共聚体,其物理参数如下:外观为半透明至乳白色颗粒,密度为0.91g/cm3,使用温度为-40℃~+150℃,硬度为邵氏A65度,表面张力为33mN/m,最低回弹温度为-40℃,回弹性60%。
所述的聚异丁烯为采用纯异丁烯(≥99%)为原料制得的聚合物,其物理参数如下:外观为无色软状固体,密度为0.94g/ml,玻璃化温度为-70℃,比热容为1.95kJ/(kg·K),熔点为43℃,脆性温度极限值为-65℃,表面张力为29mN/m。
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,其物理参数如下:外观为乳白色蜡状颗粒,熔点为140℃,密度为0.920g/cm3,能耐酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
所述的填料为高岭土;其作用为提高绝缘带材机械强度和耐热性能。
所述的抗氧化剂为对苯二酚。
所述的硫化促进剂为二硫化二苯噻唑(MBTS)和对苯醌二肟(GMF)的混合物。
所述的马来酸酐接枝相容剂为EPDM-g-MAH。
本实施例2所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,包括以下步骤:将丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯、填料、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化促进剂和马来酸酐接枝相容剂按照一定的重量份数,依次加入连续混炼机中进行混炼,混炼结束后进行冷却,温度将至100℃以下;注入压片机进行挤压、覆膜、切片,然后通过收圈成品装置圈收为绝缘带材成品。
其中:
所述的控制混炼温度为200℃,螺杆速度为60r/min,持续时间为8min。
实施例3
本实施例3所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,以重量份数计,由以下原料组成:
其中:
所述的丁基橡胶为异丁烯与少量异戊二烯或丁二烯的共聚体,其物理参数如下:外观为半透明至乳白色颗粒,密度为0.91g/cm3,使用温度为-40℃~+150℃,硬度为邵氏A65度,表面张力为33mN/m,最低回弹温度为-40℃,回弹性60%。
所述的聚异丁烯为采用纯异丁烯(≥99%)为原料制得的聚合物,其物理参数如下:外观为无色软状固体,密度为0.94g/ml,玻璃化温度为-70℃,比热容为1.95kJ/(kg·K),熔点为43℃,脆性温度极限值为-65℃,表面张力为29mN/m。
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,其物理参数如下:外观为乳白色蜡状颗粒,熔点为140℃,密度为0.920g/cm3,能耐酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
所述的填料为高岭土;其作用为提高绝缘带材机械强度和耐热性能。
所述的抗氧化剂为对苯二酚。
所述的硫化促进剂为二硫化二苯噻唑(MBTS)和对苯醌二肟(GMF)的混合物。
所述的马来酸酐接枝相容剂为EPDM-g-MAH。
本实施例3所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,包括以下步骤:将丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯、填料、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化促进剂和马来酸酐接枝相容剂按照一定的重量份数,依次加入连续混炼机中进行混炼,混炼结束后进行冷却,温度将至100℃以下;注入压片机进行挤压、覆膜、切片,然后通过收圈成品装置圈收为绝缘带材成品。
其中:
所述的控制混炼温度为150℃,速度为100r/min,持续时间为6min。
对比例1
本对比例1所述的绝缘带材的制备工艺与实施例1相同,唯一的不同点在于,绝缘带材的原料组成不同,以重量份数计,由以下原料组成:
对比例2
本对比例2所述的绝缘带材的制备工艺与实施例1相同,唯一的不同点在于,绝缘带材的原料组成不同,以重量份数计,由以下原料组成:
对比例3
本对比例3所述的绝缘带材的制备工艺与实施例1相同,唯一的不同点在于,绝缘带材的原料组成不同,以重量份数计,由以下原料组成:
对比例4
本对比例4所述的绝缘带材的制备工艺与实施例1相同,唯一的不同点在于,绝缘带材的原料组成不同,以重量份数计,由以下原料组成:
对实施例1-3和对比例1-4制备的产品进行相关性能的检测,结果见表1。
表1绝缘带材性能检测结果
Claims (5)
1.一种可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,其特征在于:以重量份数计,由以下原料组成:
丁基橡胶 100份
聚异丁烯 60-70份
聚乙烯 20-30份
填料 50-70份
硬脂酸 0.5-2份
氧化锌 4-6份
抗氧化剂 0.5-1份
硫化促进剂 3-5份
马来酸酐接枝相容剂 10-12份;
其中:
所述的丁基橡胶外观为半透明至乳白色颗粒,密度为0.91g/cm3,使用温度为-40℃~+150℃,硬度为邵氏A50度~70度,表面张力为30~40 mN/m,最低回弹温度为-40℃,回弹性30~80%;
所述的聚异丁烯为采用纯异丁烯为原料制得的聚合物,外观为无色软状固体,无定形物密度为0.84g/ml,结晶性密度为0.94 g/ml,玻璃化温度为-75~-30℃,比热容为1.95kJ/(kg·K),熔点为2~44℃,脆性温度极限值为-65℃,表面张力为27~34mN/m;
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,外观为乳白色蜡状颗粒,熔点为130-145℃,密度为0.920g/cm3;
所述的硫化促进剂为二硫化二苯噻唑和对苯醌二肟的混合物;
所述的马来酸酐接枝相容剂为EPDM-g-MAH。
2.根据权利要求1所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,其特征在于:所述的填料为高岭土。
3.根据权利要求1所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材,其特征在于:所述的抗氧化剂为对苯二酚。
4.一种权利要求1所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:将丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯、填料、硬脂酸、氧化锌、抗氧化剂、硫化促进剂和马来酸酐接枝相容剂按照一定的重量份数,依次加入连续混炼机中进行混炼,混炼结束后进行冷却,温度降至100℃以下;注入压片机进行挤压、覆膜、切片,然后通过收圈成品装置圈收为绝缘带材成品。
5.根据权利要求4所述的可与交联聚乙烯相自融的绝缘带材的制备工艺,其特征在于:所述的控制混炼温度为120-200℃,螺杆速度为60-100r/min,持续时间为6-8min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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