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CN110092967A - 一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法 - Google Patents

一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法 Download PDF

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CN110092967A
CN110092967A CN201910342913.4A CN201910342913A CN110092967A CN 110092967 A CN110092967 A CN 110092967A CN 201910342913 A CN201910342913 A CN 201910342913A CN 110092967 A CN110092967 A CN 110092967A
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CN
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double layer
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compound heat
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刘建社
杨军伟
韦良
张志强
张徐文
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Jiangsu Dasheng Thermal Shrinkable Products Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Dasheng Thermal Shrinkable Products Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，包括原料称取、混合密炼、挤出造粒、熔融连续挤出坯管、辐照交联、连续扩张、冷却定型等步骤。本发明采用内外压力和上下同步皮带在模具中的扩张的方式替代传统的布袋分段式扩张，使产品扩张收缩率稳定、扩张偏壁均匀，而且扩张成本较分段扩低10%，生产效率提高；同时本发明所制备的双层连续导电绝缘复合热缩管具有良好的导电和绝缘性能（外层体积电阻率：≤1.0×102；内层体积电阻率：≥1.0×1014），并且具备良好的力学性能。

Description

一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法
技术领域
本发明涉及热缩管领域，尤其涉及一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法。
背景技术
热缩导电绝缘复合管广泛应用于10KV-35KV的电缆中间连接中，在中压电缆的连接中要求内绝缘层具有良好的绝缘性能以及外层有良好的导电屏蔽性能等。 由于应用非常广泛，因此市场需求量很大。
目前，市场上导电绝缘复合热缩管绝大部分都是采用连续挤出分段切割分段扩张方式，但是该方法生产效率较低且成本较高，同时产品的扩张收缩率不稳定、扩张偏壁不均匀。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种连续的双层导电绝缘复合热缩管的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）准确称量各组分原料；
（2）将称量好的原料通过密炼机熔融共混；
（3）共混密炼好的原料通过挤出造粒机造粒；
（4）将造粒的材料粒子通过管材挤出机挤出制成坯管；所述管材挤出机采用双层复合挤出机头；将坯管均匀牵出，然后采用连续收卷装置将坯管收至电缆盘上；
（5）坯管经过高能量电子加速器进行多次辐照交联；
（6）经过辐照交联的坯管通过扩张机进行连续扩张；将坯管输送至压力为1.0-1.5Mpa的循环甘油密闭容器中进行加热；并给坯管内部加压至0.3-0.8Mpa；之后坯管通过上下同步皮带进入扩张模具中进行扩张；
（7）扩张后的坯管从模具中被牵引出，经过冷却水进行冷却；然后按照要求长度切割得到双层连续导电绝缘复合热缩管成品。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，各组分原料配比（质量百分数）为：乙烯-醋酸乙烯共聚物：18.3-28.1%，低密度聚乙烯：50.7-61.7%，铝粉：8.8-13.2%，抗氧剂：0.9-1.7%，硬质酸锌：0.9-1.7%，石蜡：4-7.6%，铁红粉：0.9-1.7%，敏化交联剂：0.9-1.7%。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，称量好的原料在140-150℃下密炼10-25min。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中，挤出造粒机各区段的工作温度为：第一区80-90℃，第二区110-120℃，第三区120-130℃，第四区120-130℃，第五区120-130℃，第六区120-130℃。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，管材挤出机各区段工作温度为：内层：第一区100-115℃，第二区110-125℃，第三区120-135℃，第四区130-145℃；外层：第一区110-125℃，第二区120-135℃，第三区130-145℃，第四区135-150℃；复合挤出机头区，第一区135-140℃，第二区140-145℃，第三区145-150℃，第四区135-140℃；挤出压力：1.2-1.5Mpa。
作为一种更优选方案，所述步骤（4）中，采用履带式牵引将坯管均匀牵出。
作为一种优选方案，所述步骤（5）中，坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行多次辐照交联，每次辐照交联的计量为：5M，电子加速器输出能量为：4.4Mev，速流为：5mA，速下圈数为：8道。
作为一种更优选方案，所述步骤（5）中，坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行2-4次辐照交联。
作为一种优选方案，所述步骤（6）中，循环甘油密闭容器的温度为150℃；送管牵引的速度为：1米/分钟，皮带牵引速度为：1.2米/分钟；连续扩张机各区温度：第一区140-150℃，第二区150-160℃，第三区150-160℃，第四区150-160℃，模具110-120℃。
作为一种优选方案，所述步骤（7）中，冷却水温度为8℃-15℃。
本发明的有益技术效果在于：本发明采用内外压力和上下同步皮带在模具中的扩张的方式替代传统的布袋分段式扩张，使产品扩张收缩率稳定、扩张偏壁均匀，而且扩张成本较分段扩低10%，生产效率提高；同时本发明所制备的双层连续导电绝缘复合热缩管具有良好的导电和绝缘性能（外层体积电阻率：≤1.0×102；内层体积电阻率：≥1.0×1014），并且具备良好的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供了一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，包括以下步骤：
（1）准确称量原料，各组分（质量百分数）为：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）：24.9%，低密度聚乙烯（LDPE）：56.6%，铝粉：11.3%，抗氧剂：1.7%，硬质酸锌：1.7%，石蜡：6%，铁红粉：1.7%，敏化交联剂：1.7%；
（2）将称量好的原料通过密炼机熔融共混，140℃下密炼25min；
（3）共混密炼好的原料通过单螺杆挤出造粒机造粒；挤出造粒机各区段的工作温度为：第一区80℃，第二区110℃，第三区120℃，第四区120℃，第五区120℃，第六区120℃；
（4）将造粒的材料粒子通过管材挤出机挤出制成坯管；管材挤出机采用双层复合挤出机头，内外层机头均采用双螺旋结构，该设计在挤出过程中能够有足够的挤出压力，使得内层绝缘层和外层导电层能够紧密的充分结合，能够提高产品的耐电压性能；管材挤出机各区段工作温度为：内层：第一区100℃，第二区110℃，第三区120℃，第四区130℃；外层：第一区110℃，第二区120℃，第三区130℃，第四区135℃；复合挤出机头区，第一区135℃，第二区140℃，第三区145℃，第四区135℃；挤出压力：1.2Mpa；采用履带式牵引将坯管均匀牵出，然后采用连续收卷装置将坯管收至1.8米直径的电缆盘上。从而提高了产品的生产效率，减少了产品浪费；
（5）坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行2次辐照交联，每次辐照交联的计量为：5M，电子加速器输出能量为：4.4Mev，速流为：5mA，速下圈数为：8道。采用5.0Mev高能量加速器能够充分的穿透和交联导电复合管产品；多次连续辐照工艺可以使产品在交联过程中能够充分均匀的交联；
（6）经过辐照交联的坯管通过扩张机进行连续扩张；采用钢质电缆盘连续包装，使用放线装置和送管牵引将坯管输送至温度为150℃、压力为1.0Mpa的循环甘油密闭容器中进行加热；并且给坯管内部加压至0.3Mpa，使循环甘油密闭容器的压力大于产品内部压力；之后坯管通过上下同步皮带进入扩张模具中进行扩张，送管牵引的速度为：1米/分钟，皮带牵引速度为：1.2米/分钟，保压牵引为1米/分钟；连续扩张机各区温度：第一区140℃，第二区150℃，第三区150℃，第四区150℃，模具110℃；
（7）扩张后的坯管从模具中被牵引出，出线牵引为1米/分钟，经过冷却水进行冷却，冷却水温度为15℃，然后按照要求长度切割得到双层连续导电绝缘复合热缩管成品。
所制得的双层连续导电绝缘复合热缩管产品测试数据如下：
内层绝缘层：
体积电阻率：≥1.0×1014
击 穿 强度：≥25KV/mm
拉 伸 强度：≥12MPa
断裂伸长率：≥300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.2g/cm3。
外层导电层：
体积电阻率：≤1.0×102
拉 伸 强度：>14MPa
断裂伸长率：>300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.1g/cm3。
实施例2
本发明提供了一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，包括以下步骤：
（1）准确称量原料，各组分（质量百分数）为：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）：18.3%，低密度聚乙烯（LDPE）：61.7%，铝粉：8.8%，抗氧剂：0.9%，硬质酸锌：0.9%，石蜡：7.6%，铁红粉：0.9%，敏化交联剂：0.9%；
（2）将称量好的原料通过密炼机熔融共混，145℃下密炼15min；
（3）共混密炼好的原料通过单螺杆挤出造粒机造粒；挤出造粒机各区段的工作温度为：第一区85℃，第二区115℃，第三区125℃，第四区125℃，第五区125℃，第六区125℃；
（4）将造粒的材料粒子通过管材挤出机挤出制成坯管；管材挤出机采用双层复合挤出机头，内外层机头均采用双螺旋结构，该设计在挤出过程中能够有足够的挤出压力，使得内层绝缘层和外层导电层能够紧密的充分结合，能够提高产品的耐电压性能；管材挤出机各区段工作温度为：内层：第一区110℃，第二区120℃，第三区130℃，第四区140℃；外层：第一区120℃，第二区130℃，第三区140℃，第四区145℃；复合挤出机头区，第一区140℃，第二区145℃，第三区150℃，第四区140℃；挤出压力：1.3Mpa；采用履带式牵引将坯管均匀牵出，然后采用连续收卷装置将坯管收至1.8米直径的电缆盘上。从而提高了产品的生产效率，减少了产品浪费；
（5）坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行3次辐照交联，每次辐照交联的计量为：5M，电子加速器输出能量为：4.4Mev，速流为：5mA，速下圈数为：8道。采用5.0Mev高能量加速器能够充分的穿透和交联导电复合管产品；多次连续辐照工艺可以使产品在交联过程中能够充分均匀的交联；
（6）经过辐照交联的坯管通过扩张机进行连续扩张；采用钢质电缆盘连续包装，使用放线装置和送管牵引将坯管输送至温度为150℃、压力为1.2Mpa的循环甘油密闭容器中进行加热；并且给坯管内部加压至0.5Mpa，使循环甘油密闭容器的压力大于产品内部压力；之后坯管通过上下同步皮带进入扩张模具中进行扩张，送管牵引的速度为：1米/分钟，皮带牵引速度为：1.2米/分钟，保压牵引为1米/分钟；连续扩张机各区温度：第一区150℃，第二区160℃，第三区160℃，第四区160℃，模具130℃；
（7）扩张后的坯管从模具中被牵引出，出线牵引为1米/分钟，经过冷却水进行冷却，冷却水温度为8℃，然后按照要求长度切割得到双层连续导电绝缘复合热缩管成品。
所制得的双层连续导电绝缘复合热缩管产品测试数据如下：
内层绝缘层：
体积电阻率：≥1.0×1014
击 穿 强度：≥25KV/mm
拉 伸 强度：≥12MPa
断裂伸长率：≥300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.2g/cm3。
外层导电层：
体积电阻率：≤1.0×102
拉 伸 强度：>14MPa
断裂伸长率：>300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.0g/cm3。
实施例3
本发明提供了一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，包括以下步骤：
（1）准确称量原料，各组分（质量百分数）为：乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）：28.1%，低密度聚乙烯（LDPE）：50.7%，铝粉：13.2%，抗氧剂：1%，硬质酸锌：1%，石蜡：4%，铁红粉：1%，敏化交联剂：1%；
（2）将称量好的原料通过密炼机熔融共混， 150℃下密炼10min；
（3）共混密炼好的原料通过单螺杆挤出造粒机造粒；挤出造粒机各区段的工作温度为：第一区90℃，第二区120℃，第三区130℃，第四区130℃，第五区130℃，第六区130℃；
（4）将造粒的材料粒子通过管材挤出机挤出制成坯管；管材挤出机采用双层复合挤出机头，内外层机头均采用双螺旋结构，该设计在挤出过程中能够有足够的挤出压力，使得内层绝缘层和外层导电层能够紧密的充分结合，能够提高产品的耐电压性能；管材挤出机各区段工作温度为：内层：第一区115℃，第二区125℃，第三区135℃，第四区145℃；外层：第一区125℃，第二区135℃，第三区145℃，第四区150℃；复合挤出机头区，第一区140℃，第二区145℃，第三区150℃，第四区140℃；挤出压力：1.5Mpa；采用履带式牵引将坯管均匀牵出，然后采用连续收卷装置将坯管收至1.8米直径的电缆盘上。从而提高了产品的生产效率，减少了产品浪费；
（5）坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行4次辐照交联，每次辐照交联的计量为：5M，电子加速器输出能量为：4.4Mev，速流为：5mA，速下圈数为：8道。采用5.0Mev高能量加速器能够充分的穿透和交联导电复合管产品；多次连续辐照工艺可以使产品在交联过程中能够充分均匀的交联；
（6）经过辐照交联的坯管通过扩张机进行连续扩张；采用钢质电缆盘连续包装，使用放线装置和送管牵引将坯管输送至温度为150℃、压力为1.5Mpa的循环甘油密闭容器中进行加热；并且给坯管内部加压至0.8Mpa，使循环甘油密闭容器的压力大于产品内部压力；之后坯管通过上下同步皮带进入扩张模具中进行扩张，送管牵引的速度为：1米/分钟，皮带牵引速度为：1.2米/分钟，保压牵引为1米/分钟；连续扩张机各区温度：第一区145℃，第二区155℃，第三区155℃，第四区155℃，模具120℃；
（7）扩张后的坯管从模具中被牵引出，出线牵引为1米/分钟，经过冷却水进行冷却，冷却水温度为12℃，然后按照要求长度切割得到双层连续导电绝缘复合热缩管成品。
所制得的双层连续导电绝缘复合热缩管产品测试数据如下：
内层绝缘层：
体积电阻率：≥1.0×1014
击 穿 强度：≥25KV/mm
拉 伸 强度：≥12MPa
断裂伸长率：≥300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.4g/cm3。
外层导电层：
体积电阻率：≤1.0×102
拉 伸 强度：>14MPa
断裂伸长率：>300%
热冲击性能：测试通过（250℃，30分钟 ）
低温柔韧性：测试通过（-40℃，4小时）
吸 水 率：<0.5%
密 度：1.3g/cm3。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）准确称量各组分原料；
（2）将称量好的原料通过密炼机熔融共混；
（3）共混密炼好的原料通过挤出造粒机造粒；
（4）将造粒的材料粒子通过管材挤出机挤出制成坯管；所述管材挤出机采用双层复合挤出机头；将坯管均匀牵出，然后采用连续收卷装置将坯管收至电缆盘上；
（5）坯管经过高能量电子加速器进行多次辐照交联；
（6）经过辐照交联的坯管通过扩张机进行连续扩张；将坯管输送至压力为1.0-1.5Mpa的循环甘油密闭容器中进行加热；并给坯管内部加压至0.3-0.8Mpa；之后坯管通过上下同步皮带进入扩张模具中进行扩张；
（7）扩张后的坯管从模具中被牵引出，经过冷却水进行冷却；然后按照要求长度切割得到双层连续导电绝缘复合热缩管成品。
2.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，各组分原料配比（质量百分数）为：乙烯-醋酸乙烯共聚物：18.3-28.1%，低密度聚乙烯：50.7-61.7%，铝粉：8.8-13.2%，抗氧剂：0.9-1.7%，硬质酸锌：0.9-1.7%，石蜡：4-7.6%，铁红粉：0.9-1.7%，敏化交联剂：0.9-1.7%。
3.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，称量好的原料在140-150℃下密炼10-25min。
4.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，挤出造粒机各区段的工作温度为：第一区80-90℃，第二区110-120℃，第三区120-130℃，第四区120-130℃，第五区120-130℃，第六区120-130℃。
5.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，管材挤出机各区段工作温度为：内层：第一区100-115℃，第二区110-125℃，第三区120-135℃，第四区130-145℃；外层：第一区110-125℃，第二区120-135℃，第三区130-145℃，第四区135-150℃；复合挤出机头区，第一区135-140℃，第二区140-145℃，第三区145-150℃，第四区135-140℃；挤出压力：1.2-1.5Mpa。
6.根据权利要求5所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，采用履带式牵引将坯管均匀牵出。
7.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中，坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行多次辐照交联，每次辐照交联的计量为：5M，电子加速器输出能量为：4.4Mev，速流为：5mA，速下圈数为：8道。
8.根据权利要求7所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中，坯管经过5.0Mev高能量电子加速器进行2-4次辐照交联。
9.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中，循环甘油密闭容器的温度为150℃；送管牵引的速度为：1米/分钟，皮带牵引速度为：1.2米/分钟；连续扩张机各区温度：第一区140-150℃，第二区150-160℃，第三区150-160℃，第四区150-160℃，模具110-120℃。
10.根据权利要求1所述的双层连续导电绝缘复合热缩管的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中，冷却水温度为8℃-15℃。
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