10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種10-25kv電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管及其生產(chǎn)制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力電纜終端的絕緣切斷處和電纜中間連接處接頭的屏蔽切斷處，電場(chǎng)分布發(fā)生嚴(yán)重畸變，呈極不均勻的分布狀態(tài)，這種電場(chǎng)畸變是電纜附件安全運(yùn)行的最大障礙。為了改善這些部位的電場(chǎng)，使電場(chǎng)分布和電場(chǎng)強(qiáng)度處于最佳狀態(tài)，從而提高運(yùn)行的可靠性和使用壽命。目前世界各地，在35kV及以下的電纜終端及中間連接，特別是橡塑電纜附件中，大量使用熱縮半導(dǎo)體材料，作為一種新的控制應(yīng)力裝置。但是，目前的熱縮應(yīng)力管存在介電常數(shù)和體積電阻率不穩(wěn)定、電性能的不穩(wěn)定問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致電纜附件局部放電的，如長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)造成電纜附件被擊穿的事故，最終導(dǎo)致電力事故發(fā)生，造成財(cái)產(chǎn)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種10_25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，具有電氣性能穩(wěn)定，綜合性能指標(biāo)優(yōu)良，而且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。具體技術(shù)方案如下。
[0004]本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N10_25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，主要由如下重量份數(shù)的組分制成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-50份；聚乙烯20-40份；氯化聚乙烯10-20份；導(dǎo)電功能性填料60-80份；塑料助劑10-20份。
[0005]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物融熔指數(shù)MI:2-5g/min, VA:10-30%ο
[0006]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述聚乙烯為L(zhǎng)DPE、LLDPE或HDPE中的一種或者任意幾種的共混物，所述聚乙烯的熔融指數(shù)1-7.0g/10min。
[0007]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述氯化聚乙烯的氯含量:35%。
[0008]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述導(dǎo)電功能性填料包括鈦酸鋇和炭黑；鈦酸鋇是一種具有較高介電常數(shù)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料；在電應(yīng)力控制材料中，導(dǎo)電炭黑含量增加，電應(yīng)力控制材料的體積電阻系數(shù)下降，這主要是由于具有導(dǎo)電性的炭黑在聚合物中形成了導(dǎo)電隧道的緣故，而材料的介電常數(shù)隨導(dǎo)電炭黑用量的增加而升高，這是由于導(dǎo)電炭黑所具有的自由電子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生取向的結(jié)果。
[0009]優(yōu)選地，所述鈦酸鋇和炭黑的重量比為2-3:1。
[0010]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述鈦酸鋇為表面活化的鈦酸鋇，所述炭黑為高結(jié)構(gòu)炭黑。
[0011]優(yōu)選地，本申請(qǐng)中所述塑料助劑包括抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑；所述的抗氧劑是Ciba的IRGANOX B-215，其是受阻酚抗氧劑IRGAN0X 1010 33%和有機(jī)亞磷酸酯IRGAN0X168 67%協(xié)效復(fù)合物；所述熱穩(wěn)定劑為環(huán)氧大豆油、稀土穩(wěn)定劑、硬脂酸鋅穩(wěn)定劑、有機(jī)錫穩(wěn)定劑中的一種或者任意幾種的混合物；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的任意幾種的混合物。
[0012]進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中還提供了上述10_25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管的生產(chǎn)制造工藝，主要包括如下步驟，
1)按配比投入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯及塑料助劑在攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，攪拌3-5分鐘后再投入導(dǎo)電功能性填料,之后再次高速攪拌,待混料溫度達(dá)到50-60°C時(shí)結(jié)束混料；
2)將均勻混好的物料投到捏煉機(jī)中145°C密煉25-35min，之后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)制成熱縮母料；
3)熱縮母料停放8h以上，之后再經(jīng)捏煉機(jī)第二次造粒并擠出成型；
4)擠出半成品輻照劑量控制在13-17Mrad，熱延伸測(cè)試值控制在70-90%；
5)輻照半成品經(jīng)過(guò)擴(kuò)張成型，制成成品。
[0013]在上述制備工藝過(guò)程采用二次造粒，是為了保證材料混煉充分，復(fù)合材料的功能性填料分散均勻，這樣在第二遍生產(chǎn)的熱縮母料經(jīng)擠出成型時(shí)，保證擠出管材表面光滑、斷面無(wú)氣孔且生產(chǎn)效率較高。
[0014]有益效果:通過(guò)本發(fā)明制成的電應(yīng)力控制熱縮管適合于10_25kV電壓等級(jí)的電力電纜終端和中間連接處的電應(yīng)力控制保護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)在于:具有氯化聚乙烯用量少，防潮性好，環(huán)保，介電常數(shù)、體積電阻率穩(wěn)定等特點(diǎn)，其穩(wěn)定的電氣性能可以滿足國(guó)內(nèi)外客戶在10-25kV電壓等級(jí)的電力電纜終端和中間連接處的電應(yīng)力控制保護(hù)的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1
原料組成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30重量份數(shù)；聚乙烯20重量份數(shù)；氯化聚乙烯20重量份數(shù)；鈦酸鋇40重量份數(shù)；炭黑20重量份數(shù)；塑料助劑18重量份數(shù)(包括Ciba的IRGANOX B-215，環(huán)氧大豆油，稀土穩(wěn)定劑，硬脂酸，硬脂酸鈣和硬脂酸鋅)；
制備產(chǎn)品:采用兩步法投料，即先將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯以及塑料助劑在攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，攪拌5分鐘后再投入鈦酸鋇和炭黑，然后高速攪拌待料溫升到50°C結(jié)束混合，將均勻混好的物料投料到捏煉機(jī)中145°C密煉25min，之后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)制成熱縮母料。第一遍生產(chǎn)的熱縮母料要停放8h以上，之后再經(jīng)捏煉機(jī)第二次造粒，如此反復(fù)兩次造粒，保證材料混煉充分，復(fù)合材料的功能性填料分散均勻。第二遍生產(chǎn)的熱縮母料經(jīng)擠出成型、保證擠出管材表面光滑、斷面無(wú)氣孔且生產(chǎn)效率較高；擠出半成品輻照劑量控制在13Mrad，熱延伸測(cè)試值控制在70-90% ;輻照半成品經(jīng)過(guò)擴(kuò)張成型，最終制成本發(fā)明10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管。
[0017]實(shí)施例2
原料組成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40重量份數(shù)；聚乙烯30重量份數(shù)；氯化聚乙烯15重量份數(shù)；鈦酸鋇45重量份數(shù)；炭黑15重量份數(shù)；塑料助劑15重量份數(shù)(包括Ciba的IRGANOX B-215，環(huán)氧大豆油和有機(jī)錫穩(wěn)定劑以及硬脂酸和硬脂酸鈣)；
制備產(chǎn)品:采用兩步法投料，即先將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯以及塑料助劑在攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，攪拌4分鐘后再投入鈦酸鋇和炭黑，然后高速攪拌待料溫升到60°C結(jié)束混合，將均勻混好的物料投料到捏煉機(jī)中145°C密煉35min，之后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)制成熱縮母料。第一遍生產(chǎn)的熱縮母料要停放8h以上，之后再經(jīng)捏煉機(jī)第二次造粒，如此反復(fù)兩次造粒，保證材料混煉充分，復(fù)合材料的功能性填料分散均勻。第二遍生產(chǎn)的熱縮母料經(jīng)擠出成型、保證擠出管材表面光滑、斷面無(wú)氣孔且生產(chǎn)效率較高；擠出半成品輻照劑量控制在17Mrad，熱延伸測(cè)試值控制在70-90% ;輻照半成品經(jīng)過(guò)擴(kuò)張成型，最終制成本發(fā)明10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管。
[0018]實(shí)施例3
原料組成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50重量份數(shù)；聚乙烯20重量份數(shù)；氯化聚乙烯10重量份數(shù)；鈦酸鋇45重量份數(shù)；炭黑25重量份數(shù)；塑料助劑12重量份數(shù)(包括Ciba的IRGANOX B-215，環(huán)氧大豆油，硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和聚乙烯蠟)；
制備產(chǎn)品:采用兩步法投料，即先將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯以及塑料助劑在攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，攪拌3分鐘后再投入鈦酸鋇和炭黑，然后高速攪拌待料溫升到55°C結(jié)束混合，將均勻混好的物料投料到捏煉機(jī)中145°C密煉30min，之后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)制成熱縮母料。第一遍生產(chǎn)的熱縮母料要停放8h以上，之后再經(jīng)捏煉機(jī)第二次造粒，如此反復(fù)兩次造粒，保證材料混煉充分，復(fù)合材料的功能性填料分散均勻。第二遍生產(chǎn)的熱縮母料經(jīng)擠出成型、保證擠出管材表面光滑、斷面無(wú)氣孔且生產(chǎn)效率較高；擠出半成品輻照劑量控制在15Mrad，熱延伸測(cè)試值控制在70-90% ;輻照半成品經(jīng)過(guò)擴(kuò)張成型，最終制成本發(fā)明10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管。
[0019]按上述實(shí)施例中的方法制備的10_25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，主要性能指標(biāo)如下:力學(xué):斷裂強(qiáng)度:14MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率:350%以上；熱老化后斷裂強(qiáng)度(136°C、168h):10 MPa以上，熱老化后斷裂伸長(zhǎng)率(136°C、168h):250%以上。熱沖擊:200土1°C、30min，不滴不流無(wú)裂口。低溫柔性:-40±l°C、4h，360度纏繞無(wú)裂紋。吸水率(23°C、336h):1%以下。介電常數(shù)20以上、體積電阻率111 Ω.cm以上，符合歐盟RoHS環(huán)保指令的要求。
[0020]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，由如下重量份數(shù)的組分制成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-50份；聚乙烯20-40份；氯化聚乙烯10-20份；導(dǎo)電功能性填料60-80份；塑料助劑10-20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物融熔指數(shù)MI:2-5g/min, VA:10_30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述聚乙烯為L(zhǎng)DPE、LLDPE或HDPE中的一種或者任意幾種的共混物，所述聚乙烯的熔融指數(shù)1-7.0g/10mino
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述氯化聚乙烯的氯含量:35%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述導(dǎo)電功能性填料包括鈦酸鋇和炭黑，所述鈦酸鋇和炭黑的重量比為2-3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述鈦酸鋇為表面活化的鈦酸鋇，所述炭黑為高結(jié)構(gòu)炭黑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管，其特征在于，所述塑料助劑包括抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑；所述的抗氧劑是Ciba的IRGANOX B-215，其是受阻酚抗氧劑IRGAN0X 1010 33%和有機(jī)亞磷酸酯IRGANOX 168 67%協(xié)效復(fù)合物；所述熱穩(wěn)定劑為環(huán)氧大豆油、稀土穩(wěn)定劑、硬脂酸鋅穩(wěn)定劑、有機(jī)錫穩(wěn)定劑中的一種或者任意幾種的混合物；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的任意幾種的混合物。
8.—種10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管的生產(chǎn)制造工藝，其特征在于:包括如下步驟， 1)按配比投入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯及塑料助劑在攪拌機(jī)內(nèi)高速攪拌，攪拌3-5分鐘后再投入導(dǎo)電功能性填料,之后再次高速攪拌,待混料溫度達(dá)到50-60°C時(shí)結(jié)束混料； 2)將均勻混好的物料投到捏煉機(jī)中145°C密煉25-35min，之后經(jīng)單螺桿造粒機(jī)制成熱縮母料； 3)熱縮母料停放8h以上，之后再經(jīng)捏煉機(jī)第二次造粒并擠出成型； 4)擠出半成品輻照劑量控制在13-17Mrad，熱延伸測(cè)試值控制在70-90%； 5)輻照半成品經(jīng)過(guò)擴(kuò)張成型，制成成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種10-25kV電壓等級(jí)電應(yīng)力控制熱縮管及其制備方法，所述熱縮管包括如下重量份數(shù)的組分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-50份；聚乙烯20-40份；氯化聚乙烯10-20份；導(dǎo)電功能性填料60-80份；塑料助劑10-20份；這些組分通過(guò)混料兩步法混勻，再經(jīng)造粒、擠出、輻照、擴(kuò)張制得介電常數(shù)≥20、體積電阻率≥1011Ω·cm，并具有熱收縮性的電應(yīng)力控制熱縮管，適合于10-25kV電壓等級(jí)的電力電纜終端和中間連接處的電應(yīng)力控制保護(hù)；且具有氯化聚乙烯用量少，防潮性好，環(huán)保，介電常數(shù)、體積電阻率穩(wěn)定等特點(diǎn)。
【IPC分類】C08L23-08, C08L23-28, C08L23-06, C08K3-24, C08K9-00, C08K3-04
【公開號(hào)】CN104693586
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510137945
【發(fā)明人】楊洋
【申請(qǐng)人】大連聯(lián)合高分子材料有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日