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CN105566736A - 一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管 - Google Patents

一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管 Download PDF

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CN105566736A
CN105566736A CN201610053536.9A CN201610053536A CN105566736A CN 105566736 A CN105566736 A CN 105566736A CN 201610053536 A CN201610053536 A CN 201610053536A CN 105566736 A CN105566736 A CN 105566736A
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CN201610053536.9A
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谢世平
鲁雪莲
刘军
曾志安
鲁尔军
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CHANGYUAN GROUP Ltd
CHANGYUAN ELECTRONIC (GROUP) Co Ltd
Changyuan Electronics (dongguan) Co Ltd
CYG Electronics Shanghai Co Ltd
Tianjin Changyuan Electronic Material Co Ltd
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CHANGYUAN GROUP Ltd
CHANGYUAN ELECTRONIC (GROUP) Co Ltd
Changyuan Electronics (dongguan) Co Ltd
CYG Electronics Shanghai Co Ltd
Tianjin Changyuan Electronic Material Co Ltd
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Abstract

一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其由以下重量份数计的组分组成：聚烯烃类树脂100份，接枝剂5份，填充阻燃剂30-50份，抗氧剂2-5份，光稳定剂2-5份，润滑剂2-5份，有机氟母粒2-5份，硅油1-5份，交联剂3-5份，感温变色颜料1-5份。按照以上配比所生产的热缩管，可以简便、直观的将温度信息转变成可视化的颜色信息，方便巡查、检验人员快速、准确的检测到电缆附件的实际运行温度，及时的采取应变措施，规避事故的发生。

Description

一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管
技术领域
本发明涉及一种随温度变色示警的热缩套管，当环境或使用温度达到一定范围后，具有变色示警的作用。
背景技术
热缩热缩套管作为电子、电力行业输变电路绝缘防护领域中的重要配套材料，在国内外取得了广泛的应用。热缩套管在其实际运行或使用中，经常会发生因为环境或使用温度达到或超过额定使用温度而导致的电路失效事故。通过赋予热缩套管随温度变色示警的功能，就可以简便、直观的将温度信息转变成可视化的颜色信息，方便巡查、检验人员快速、准确的检测到热缩套管的实际运行温度，及时的采取应变措施，规避事故的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：克服现有电缆附件不具备随温度变化变色的能力，提供一种赋予电缆附件随环境或使用温度变化，颜色也相应变化的辐照交联聚烯烃热缩管。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其由以下重量份数计的组分组成：
聚烯烃类树脂100份；
接枝剂5份；
填充阻燃剂30-50份；
抗氧剂2-5份；
光稳定剂2-5份；
润滑剂2-5份；
有机氟母粒2-5份；
硅油1-5份；
交联剂3-5份；
感温变色颜料1-5份；
所述的聚烯烃类树脂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙烯丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物；
所述的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中，丙烯酸酯含量在10-30%之间，熔融指数MI在0.5-4.0g/10MIN之间；
所述的聚乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯含量在10-30%之间，熔融指数MI在1.5-5.5g/10MIN之间；
所述的乙烯辛烯共聚物中，辛烯含量在5-30%之间，熔融指数MI为0.5-3.5g/10MIN之间；
所述的感温变色颜料为以下物质中的一种或者多种的复配：
CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、AgI42·CuI；
所述的有机氟母粒是用质量百分比95%的线型低密度聚乙烯为基材和质量百分比5%的聚合物的粉末制成的母粒，上述聚合物是1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的接枝剂为马来酸酐接枝共聚物，其马来酸酐含量为1%-10%。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的填充阻燃剂为以下物质中的一种或者两种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的抗氧剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、4,4-二(苯基异丙基)二苯胺、N,N`-二（β-萘基）对苯二胺。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的光稳定剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）亚磷酸酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的润滑剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的硅油为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：甲基硅油、二甲基硅油、羟基硅油，粘度500-2000mpa.s。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的交联剂为以下物质中的一种或两种的混合物：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯。
与传统技术相比，本发明具有以下有益效果：使用感温变色颜料代替常规色母，不仅有区分颜色作用，更以以简便、直观的将温度信息转变成可视化的颜色信息，方便巡查、检验人员快速、准确的检测到电缆附件的实际运行温度，及时的采取应变措施，规避事故的发生。
具体实施方式
一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其由以下重量份数计的组分组成：
聚烯烃类树脂100份；
接枝剂5份；
填充阻燃剂30-50份；
抗氧剂2-5份；
光稳定剂2-5份；
润滑剂2-5份；
有机氟母粒2-5份；
硅油1-5份；
交联剂3-5份；
感温变色颜料1-5份。
所述的聚烯烃类树脂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙烯丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物。
所述的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中，丙烯酸酯含量在10-30%之间，熔融指数MI在0.5-4.0g/10MIN之间。
所述的聚乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯含量在10-30%之间，熔融指数MI在1.5-5.5g/10MIN之间。
所述的乙烯辛烯共聚物中，辛烯含量在5-30%之间，熔融指数MI为0.5-3.5g/10MIN之间。
所述的接枝剂为马来酸酐接枝共聚物，其马来酸酐含量为1%-10%。
所述的填充阻燃剂为以下物质中的一种或者两种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
所述的抗氧剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、4,4-二(苯基异丙基)二苯胺、N,N`-二（β-萘基）对苯二胺。
所述的光稳定剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）亚磷酸酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
所述的润滑剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮。
所述的有机氟母粒是用质量百分比95%的线型低密度聚乙烯为基材和质量百分比5%的聚合物的粉末制成的母粒，上述聚合物是1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物。所述的硅油为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：甲基硅油、二甲基硅油、羟基硅油，粘度500-2000mpa.s。
所述的交联剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯。
所述的感温变色颜料为以下物质中的一种或者多种的复配：
CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、AgI42·CuI。
上述的随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管制备方法，包括以下步骤：
步骤1：取重量份数计的下列各组分，聚烯烃类树脂100份；接枝剂5份；填充阻燃剂30-50份；抗氧剂2-5份；光稳定剂2-5份；润滑剂2-5份；有机氟母粒2-5份；硅油1-5份；交联剂3-5份；
步骤2：把步骤1各组分经过高速混合机搅拌，经过密炼机或双螺杆在100-160℃条件下生产成母料。
步骤3：把步骤2母料中按照总配比中加入感温变色颜料1-5份，使用混色机混合搅拌5分钟，然后经过单螺杆挤出机进行在90-140℃条件下成型挤出管材。
步骤4：将步骤3挤出管材在电子加速器中进行辐照，辐照剂量为5-15Mrad。
步骤5：将步骤4中辐照后管材在扩张机中进行扩张，扩张机加热介质可以使甘油或空气，扩张温度在120-150℃的范围内扩张。
通过以上步骤生产成本发明中感温变色辐照交联聚烯烃热缩管。
制备实施例1
取下列各种组分：
聚烯烃类树脂100份（具体取乙烯丙烯酸甲酯（EMA阿克玛18MA03）30Kg、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）70Kg）；
接枝剂5份（具体取马来酸酐改性三元共聚物5Kg）；
填充阻燃剂50份（具体取氢氧化镁20Kg，氢氧化铝30Kg）；
抗氧剂5份（具体取抗氧剂10763Kg、抗氧剂DNP2Kg）；
光稳定剂2份（具体取三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）亚磷酸酯（牌号：GW540）2Kg）
润滑剂4份（具体取硬脂酸锌2Kg，硅酮2Kg）;
有机氟母粒2份(具体取PPA母粒2Kg)；
硅油3份(具体取二甲基硅油3Kg)；
交联剂3份（具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）4Kg）;
感温变色颜料5份(具体取NiCl2·2C6H12N4·10H2O5Kg)；
以上原料（除感温变色颜料外）经过依次加入高速混合机，然后在高速混合5-10min后，经过密炼机或双螺杆挤出机在100-160℃条件下进行混炼造粒成母料，按照以上配比加入感温变色颜料使用混色机搅拌5分钟，然后经挤出、辐照、扩张工序生产处热缩管。
制备实施例1生产的热缩管检测结果如下：
检测项目 单位 要求指标 制备实施例1测试值
断裂强度 MPa ≥10.4 14.7
断裂伸长率 % ≥200 485.8
低温脆裂（-55摄氏度4小时） 无裂痕，不脆裂 通过
老化后断裂强度（175℃168小时） MPa ≥7.3 13.9
老化后断裂伸长率（175℃168小时） % ≥100 438.7
热冲击（250℃4小时） 无滴流、无裂痕 通过
体积电阻率 Ω·cm ≥1012 3.8×1014
介电强度 Mv/m ≥20 24
收缩防粘检测 130℃烘箱中叠放加热收缩5分钟不粘连 彼此不粘连
其收缩后感温变色特性为：
低于75℃时 高于或等于75℃时
桃红色 红紫色
制备实施例2
取下列各种组分：
聚烯烃类树脂100份（具体取乙烯丙烯酸甲酯（EMA阿克玛18MA03）80Kg、乙烯辛烯共聚树脂（POE）20Kg）；
接枝剂5份（具体取马来酸酐改性共聚物5Kg）；
填充阻燃剂30份（具体取氢氧化镁30Kg）；
抗氧剂2份（具体取抗氧剂10101.5Kg、抗氧剂Ky4050.5Kg）；
光稳定剂3份（具体取三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）亚磷酸酯（牌号：GW540）3Kg）
润滑剂2份（具体取润滑剂硬脂酸锌2Kg）;
有机氟母粒5份(具体取PPA母粒5Kg)；
硅油1份(具体取二甲基硅油1Kg)；
交联剂1份（具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）1Kg）;
感温变色颜料1份(具体取CoI2·2C6H12N4·10H2O1Kg)；
以上原料经过依次加入高速混合机，然后在高速混合5-10min后，经过密炼机或双螺杆挤出机在100-160℃条件下进行混炼造粒成母料，按照以上配比加入感温变色颜料使用混色机搅拌5分钟，然后加工成热缩管。
制备实施例2热缩管检测结果如下：
检测项目 单位 要求指标 制备实施例2测试值
断裂强度 MPa ≥10.4 15.3
断裂伸长率 % ≥200 553.7
低温脆裂（-55摄氏度4小时） 无裂痕，不脆裂 通过
老化后断裂强度（175℃168小时） MPa ≥7.3 14.3
老化后断裂伸长率（175℃168小时） % ≥100 358.6
热冲击（250℃4小时） 无滴流、无裂痕 通过
体积电阻率 Ω·cm ≥1012 5.1×1014
介电强度 MV/m ≥20 23
收缩防粘检测 130℃烘箱中叠放加热收缩5分钟不粘连 不粘连
收缩后感温变色特性为：
低于50℃时 高于或等于50℃时
粉红色 绿色
制备实施例3
取下列各种组分：
聚烯烃类树脂100份（具体取乙烯丙烯酸甲酯（EMA阿克玛18MA03）40Kg、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）40Kg、乙烯辛烯共聚树脂（POE）20Kg）；
接枝剂5份（具体取马来酸酐改性共聚物5Kg）；
填充阻燃剂40份（具体取氢氧化镁40Kg）；
抗氧剂4份（具体取抗氧剂10103Kg、抗氧剂DNP1Kg）；
光稳定剂5份（具体取光稳定剂UV5315Kg）；
润滑剂5份（具体取硬脂酸锌4Kg、乙撑双硬脂酰胺EBS1Kg）;
有机氟母粒3份(具体取PPA母粒3Kg)；
硅油5份(具体取二甲基硅油5Kg)；
交联剂5份（具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）5Kg）;
感温变色颜料3份(具体取NiCl2·2C6H12N4·10H2O3Kg)；
以上原料经过依次加入高速混合机，然后在高速混合5-10min后，经过密炼机或双螺杆挤出机在100-160℃条件下进行混炼造粒成母料，按照以上配比加入感温变色颜料使用混色机搅拌5分钟，然后加工成热缩管。
制备实施例3热缩管检测结果如下：
检测项目 单位 要求指标 制备实施例3测试值
断裂强度 MPa ≥10.4 12.9
断裂伸长率 % ≥200 468.9
低温脆裂（-55摄氏度4小时） 无裂痕，不脆裂 通过
老化后断裂强度（175℃168小时） MPa ≥7.3 11.8
老化后断裂伸长率（175℃168小时） % ≥100 346.9
热冲击（250℃4小时） 无滴流、无裂痕 通过
体积电阻率 Ω·mm2/m ≥1012 2.8×1014
介电强度 Mv/m ≥20 24
收缩防粘检测 130℃烘箱中叠放加热收缩5分钟不粘连 不粘连
其收缩后感温变色特性为：
低于75℃时 高于或等于75℃时
桃红色 红紫色
本发明一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，具有如下优点：
使用感温变色颜料代替常规色母，不仅有区分颜色作用，更以以简便、直观的将温度信息转变成可视化的颜色信息，方便巡查、检验人员快速、准确的检测到电缆附件的实际运行温度，及时的采取应变措施，规避事故的发生。

Claims (8)

1.一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于，其由以下重量份数计的组分组成：
聚烯烃类树脂100份；
接枝剂5份；
填充阻燃剂30-50份；
抗氧剂2-5份；
光稳定剂2-5份；
润滑剂2-5份；
有机氟母粒2-5份；
硅油1-5份；
交联剂3-5份；
感温变色颜料1-5份；
所述的聚烯烃类树脂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙烯丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物；
所述的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中，丙烯酸酯含量在10-30%之间，熔融指数MI在0.5-4.0g/10MIN之间；
所述的聚乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯含量在10-30%之间，熔融指数MI在1.5-5.5g/10MIN之间；
所述的乙烯辛烯共聚物中，辛烯含量在5-30%之间，熔融指数MI为0.5-3.5g/10MIN之间；
所述的感温变色颜料为以下物质中的一种或者多种的复配：
CoCl2·2C6H12N4·10H2O、CoBr2·2C6H12N4·10H2O、CoI2·2C6H12N4·10H2O、NiBr2·2C6H12N4·10H2O、CoSO4·2C6H12N4·9H2O、NiCl2·2C6H12N4·10H2O、Co(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ni(NO3)2·2C6H12N4·10H2O、Ag2HgI4、Cu2HgI4、AgI2·AgI、AgI42·CuI；
所述的有机氟母粒是用质量百分比95%的线型低密度聚乙烯为基材和质量百分比5%的聚合物的粉末制成的母粒，上述聚合物是1,1,2,3,3,3-六氟-1-丙烯与1,1-二氟乙烯的聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的接枝剂为马来酸酐接枝共聚物，其马来酸酐含量为1%-10%。
3.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的填充阻燃剂为以下物质中的一种或者两种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
4.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的抗氧剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、4,4-二(苯基异丙基)二苯胺、N,N`-二（β-萘基）对苯二胺。
5.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的光稳定剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；三（1，2，2，6，6-五甲基哌啶基）亚磷酸酯；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
6.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的润滑剂为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硅酮。
7.根据权利要求1所述的一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的硅油为以下物质中的一种、两种或者多种的混合物：甲基硅油、二甲基硅油、羟基硅油，粘度500-2000mpa.s。
8.根据权利要求1所述一种随温度变色示警的辐照交联聚烯烃热缩管，其特征在于：所述的交联剂为以下物质中的一种或两种的混合物：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯。
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