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CN111269480A - 一种应用于绝缘子伞套的超强耐候tpe材料及制备方法 - Google Patents

一种应用于绝缘子伞套的超强耐候tpe材料及制备方法 Download PDF

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CN111269480A CN202010204216.5A CN202010204216A CN111269480A CN 111269480 A CN111269480 A CN 111269480A CN 202010204216 A CN202010204216 A CN 202010204216A CN 111269480 A CN111269480 A CN 111269480A
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Abstract

本发明公开了一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下成分组成：聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯‑乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯‑醋酸乙烯共聚物。该材料在传统的TPE材料中加入了改性超薄钛片、聚乙烯基咪唑和微纳米级二氧化锌，其中改性超薄钛片通过对超薄钛片进行二次氧化形成蜂窝状的纳米管阵列，不但可以提升TPE材料表面的耐磨性，而且有利于提升材料的抗撕裂强度；微纳米级二氧化锌可以显著提升材料的抗紫外线性能；加入聚乙烯基咪唑有利于提升有机和无机材料的相容性。本发明制备的超强耐候TPE材料非常适合制备绝缘子伞套。

Description

一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料及制备方法
技术领域
本发明涉及TPE材料技术领域，尤其涉及一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料及制备方法。
背景技术
热塑性弹性体TPE/TPR，又称人造橡胶或合成橡胶。其产品既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。可采用注塑、挤出、吹塑等加工方式生产，既简化加工过程，又降低加工成本，因此热塑性弹性体TPE/TPR材料已成为取代传统橡胶的最新材料。
复合绝缘子在重量、测零值、耐污闪电压等方面，尤其是污闪电压高上相比瓷质绝缘子有很大的优越性，因此越来越受到行业的青睐。传统环氧树脂，其电气机械性能和加工工艺性能都十分优良，因此可以作为结构性绝缘材料用作绝缘子的伞套。在国外，环氧树脂在电力行业的应用已经有40年的成功使用经验。但是为了提高绝缘子伞套在恶劣应用环境下的耐候性能，有必要研究一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料及制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料及制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下成分组成：聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物。
优选的，所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下重量百分比的成分组成：
聚乙烯树脂40-55％；
改性超薄钛片0.1-0.2％
丙烯-乙烯共聚物15-25％；
聚乙烯基咪唑1-2％
微纳米级二氧化锌0.5-1％
乙烯-醋酸乙烯共聚物余量。
优选的，所述的聚乙烯树脂为采用低压法生产的高密度聚乙烯颗粒，其重均分子量为200000-500000。
优选的，所述的改性超薄钛片为50-80nm。
优选的，所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金属催化剂和新型溶液聚合工艺生产出来的共聚物颗粒，其中乙烯的含量为重量百分比为12-20％，其熔体流动指数为320-400g/10min。
优选的，所述的微纳米级二氧化锌的粒径为500-1200nm。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为重量百分比15-30％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体流动指数为15-40g/10min。
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
A、室温下，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.2-0.5％氟化铵(质量分数)、乙二醇和1-2.5％水(体积分数)，进行一次氧化，氧化电压为60V，时间为10-20min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
B、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
C、将经过步骤B处理的超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤A中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为20-50V、氧化时间为30-45min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
D、将聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物按配比进行配料；将配好的料在混合机中混合均匀后出料，采用挤出机造粒，即可。
本发明的有益之处在于：本发明的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下成分组成：聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物。该材料在传统的TPE材料中加入了改性超薄钛片、聚乙烯基咪唑和微纳米级二氧化锌，其中改性超薄钛片通过对超薄钛片进行二次氧化形成蜂窝状的纳米管阵列，这些纳米管阵列具有非常好的强度和弹性，同时具有增大表面摩擦力的作用，不但可以提升TPE材料表面的耐磨性，而且有利于提升材料的抗撕裂强度；微纳米级二氧化锌可以显著提升材料的抗紫外线性能；加入聚乙烯基咪唑有利于提升有机和无机材料的相容性。本发明制备的超强耐候TPE材料具有超高的流动性，即具有较高的熔体流动速率，可满足高速挤出的需要，避免在挤出过程中出现鲨鱼皮状熔体破裂的现象，非常适合制备绝缘子伞套。
具体实施方式
实施例1
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下重量百分比的成分组成：
聚乙烯树脂 52％；
改性超薄钛片 0.15％
丙烯-乙烯共聚物 20％；
聚乙烯基咪唑 1.5％
微纳米级二氧化锌 0.8％
乙烯-醋酸乙烯共聚物 余量。
所述的聚乙烯树脂为采用低压法生产的高密度聚乙烯颗粒，其重均分子量为200000-500000。
所述的改性超薄钛片为50-80nm。
所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金属催化剂和新型溶液聚合工艺生产出来的共聚物颗粒，其中乙烯的含量为重量百分比为16％，其熔体流动指数为320-400g/10min。
所述的微纳米级二氧化锌的粒径为500-1200nm。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为重量百分比18％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体流动指数为30-40g/10min。
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
A、室温下，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.35％氟化铵(质量分数)、乙二醇和2.2％水(体积分数)，进行一次氧化，氧化电压为60V，时间为15min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
B、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
C、将经过步骤B处理的超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤A中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为45V、氧化时间为35min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
D、将聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物按配比进行配料；将配好的料在混合机中混合均匀后出料，采用挤出机造粒，即可。
实施例2
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下重量百分比的成分组成：
聚乙烯树脂 55％；
改性超薄钛片 0.1％
丙烯-乙烯共聚物 25％；
聚乙烯基咪唑 1％
微纳米级二氧化锌 1％
乙烯-醋酸乙烯共聚物 余量。
所述的聚乙烯树脂为采用低压法生产的高密度聚乙烯颗粒，其重均分子量为200000-500000。
所述的改性超薄钛片为50-80nm。
所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金属催化剂和新型溶液聚合工艺生产出来的共聚物颗粒，其中乙烯的含量为重量百分比为12％，其熔体流动指数为320-400g/10min。
所述的微纳米级二氧化锌的粒径为500-1200nm。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为重量百分比30％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体流动指数为15-25g/10min。
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
A、室温下，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.5％氟化铵(质量分数)、乙二醇和1％水(体积分数)，进行一次氧化，氧化电压为60V，时间为20min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
B、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
C、将经过步骤B处理的超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤A中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为20V、氧化时间为45min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
D、将聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物按配比进行配料；将配好的料在混合机中混合均匀后出料，采用挤出机造粒，即可。
实施例3
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，由以下重量百分比的成分组成：
聚乙烯树脂 40％；
改性超薄钛片 0.2％
丙烯-乙烯共聚物 15％；
聚乙烯基咪唑 2％
微纳米级二氧化锌 0.5％
乙烯-醋酸乙烯共聚物 余量。
所述的聚乙烯树脂为采用低压法生产的高密度聚乙烯颗粒，其重均分子量为200000-500000。
所述的改性超薄钛片为50-80nm。
所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金属催化剂和新型溶液聚合工艺生产出来的共聚物颗粒，其中乙烯的含量为重量百分比为20％，其熔体流动指数为320-400g/10min。
所述的微纳米级二氧化锌的粒径为500-1200nm。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为重量百分比15％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体流动指数为30-40g/10min。
一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料的制备方法，包括以下步骤：
A、室温下，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.2％氟化铵(质量分数)、乙二醇和2.5％水(体积分数)，进行一次氧化，氧化电压为60V，时间为10min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
B、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
C、将经过步骤B处理的超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤A中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为50V、氧化时间为30min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
D、将聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物按配比进行配料；将配好的料在混合机中混合均匀后出料，采用挤出机造粒，即可。
对比例1
将实施例1中的改性超薄钛片去除，其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3和对比例1的材料进行对比测试，具体测试方法参考DL/T 376-2010，具体测试结果见表1。
表1：实施例1-3和对比例1的材料测试结果；
Figure BDA0002420416780000081
由以上测试数据可以知道，本发明的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料中加入改性超薄钛片，可以显著提升材料的各项性能，尤其是耐候性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，由以下成分组成：聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物。
2.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：
聚乙烯树脂40-55％；
改性超薄钛片0.1-0.2％
丙烯-乙烯共聚物15-25％；
聚乙烯基咪唑1-2％
微纳米级二氧化锌0.5-1％
乙烯-醋酸乙烯共聚物余量。
3.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，所述的聚乙烯树脂为采用低压法生产的高密度聚乙烯颗粒，其重均分子量为200000-500000。
4.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，所述的改性超薄钛片为50-80nm。
5.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，所述的丙烯-乙烯共聚物是采用茂金属催化剂和新型溶液聚合工艺生产出来的共聚物颗粒，其中乙烯的含量为重量百分比为12-20％，其熔体流动指数为320-400g/10min。
6.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，所述的微纳米级二氧化锌的粒径为500-1200nm。
7.如权利要求1所述的应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为重量百分比15-30％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体流动指数为15-40g/10min。
8.一种应用于绝缘子伞套的超强耐候TPE材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、室温下，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.2-0.5％氟化铵(质量分数)、乙二醇和1-2.5％水(体积分数)，进行一次氧化，氧化电压为60V，时间为10-20min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
B、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
C、将经过步骤B处理的超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤A中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为20-50V、氧化时间为30-45min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
D、将聚乙烯树脂、改性超薄钛片、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯基咪唑、微纳米级二氧化锌和乙烯-醋酸乙烯共聚物按配比进行配料；将配好的料在混合机中混合均匀后出料，采用挤出机造粒，即可。
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