一种耐高温电压硅橡胶热缩管及制备方法与流程

本技术涉及硅橡胶热缩管，尤其涉及一种耐高温电压硅橡胶热缩管及制备方法。

背景技术：

1、市面上大多数的热缩管大多数是采用聚烯烃材质制备的，聚烯烃热缩管的使用温度为125℃，耐电压可达5000v，常用于家用电器、线束连接器、陶瓷点火针或电机设备等中，上述设备在使用过程中一般击穿电压都不会超过5000v。但是，一旦设备中的击穿电压超过5000v或使用温度超过125℃，一般的聚烯烃热缩管就不能满足使用要求，如新能源电池的电力输送使用的高压线、高温高压反应器设备以及高压电力设备等，在使用过程产生的击穿电压远远要超过5000v，且温度不会低于125℃。在高温高压的环境中，使得聚烯烃热缩管提前老化，缩短设备的使用寿命，同时也容易发生电压击穿短路引起设备损坏。

2、对此，为了改善聚烯烃耐温耐电压较低的问题，开始使用硅橡胶和聚烯烃制备热缩管，硅橡胶热缩管是一种由硅橡胶改性后制得的具有热缩性能的硅胶管，其使用温度可高达200℃，也可以将击穿电压值提高至10-20kv，使用硅橡胶热缩管对高压高温设备能够起到保护作用。

3、但是，随着社会的发展，对硅橡胶热缩管的使用温度和电压冲击强度有更高的要求，使用硅橡胶热缩管能够达到200℃和耐电压值10-20kv已经不满足使用了。故需要设计一种能够在更高温高压下使用的硅橡胶热缩管。

技术实现思路

1、为了解决现有硅橡胶热缩管耐高温高压有限的问题，本技术提供一种耐高温电压硅橡胶热缩管及制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种耐高温电压硅橡胶热缩管，采用如下技术方案：

3、一种耐高温电压的硅橡胶热缩管，由以下重量份的原料制备得到：

4、甲基乙烯基硅橡胶 100份

5、白炭黑 35-50份

6、乙烯基硅油 3-8份

7、热塑性弹性体 15-35份

8、硫化剂 2-3份

9、所述热塑性弹性体包括所述热塑性弹性体包括聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯；

10、聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯可以任意配比。

11、通过采用上述技术方案，制备耐高温电压硅橡胶热缩管具有良好的耐高温性能和较高击穿电压，耐高温温度可达250℃，扩大了硅橡胶热缩管的使用温度范围，其击穿电压可达25kv/mm，大大提高硅胶热缩管的绝缘保护作用。同时通过甲基乙烯基硅橡胶和热塑性弹性体的协同作用进一步提高耐高温电压硅橡胶热缩管的耐老化性能，大大提高了其使用寿命，延长其的使用年限。

12、本技术中通过将甲基乙烯基硅橡胶和热塑性弹性体按照特定比例进行联合使用，使得硅橡胶热收缩管耐高温和击穿电压进一步提高。甲基乙烯基硅橡胶具有良好的耐高温性能和绝缘性能，用于制备热缩管，有利于提高热缩管的耐高温性能和绝缘性。但是硅橡胶的物理性能(如拉伸强度、耐冲击强度以及硬度)远不如热塑性弹性形体，对此，本技术中通过添加特定种类的热塑性弹性体，与甲基乙烯基硅橡胶共同使用，进一步提高提高热缩管的拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能等。

13、聚丙烯具有具有良好的抗弯曲疲劳性，本技术中使用聚丙烯和甲基乙烯基硅橡相混合使用，可进一步提高热缩管的抗弯曲疲劳性，提高热缩管的使用寿命延长。聚丙烯的抗冲击性能较差，与甲基乙烯基硅橡胶共用，会降低热缩管的抗冲击性能。对此，本技术中通过添加聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物，弥补聚丙烯抗冲击差的问题。聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物具有良好的耐冲击性能、高弹性和加工性，与聚丙烯、聚氨酯、甲基乙烯基硅橡胶共用，能进一步提高热缩管的耐冲击性能和弹性。聚氨酯具有较高的强度、弹性、断裂伸长率、耐氧老化以及抗紫外性能，能够提高热缩管的拉伸强度、弹性和耐老化性能。

14、同时聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯均具有良好的绝缘性能，本技术中通过选用聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯作为热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶共同使用，可进一步提高热缩管的绝缘性。

15、硫化剂可以使得硅胶发生交联反应，提高硅橡胶热缩管的热稳定性和耐候性。

16、优选的，白炭黑平均粒径为20-50nm。

17、优选的，所述热塑性弹性体为改性热塑性弹性体，所述改性热塑性弹性体由以下重量份的原料制备得到：

18、聚丙烯 15-30份

19、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物 6-10份

20、相容剂1 2-5份

21、聚氨酯 10-15份

22、相容剂2 2-3份

23、相容剂1为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物

24、相容剂2为聚丙烯接枝马来酸酐，

25、通过采用上述技术方案，提高热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶的相容性。借助相容剂1和相容剂2的作用，使得聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯能够充分混合均匀，再使用该改性热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶共用制备热缩管，且通过合理调控聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯之间的用量，使得热缩管具有良好的耐高温、力学性能以及耐候性。

26、聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯的化学性质相差大，相容性差，直接与甲基乙烯基硅橡胶混合使用，直接进一步导致混匀效果较差，比较难加工。本技术中通过先将聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯相容剂1和相容剂2共同制备改性热塑性弹性体，提高改性热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶的相容性，进而进一步提高热缩管的耐高温性能、击穿电压值、耐候性、拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能等。

27、优选的，所述改性热塑性弹性体由以下方法制备得到：

28、1)将1/3-1/2聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和相容1剂进行混炼，混炼温度为180-190℃，得到混合物a；

29、2)将剩余的聚丙烯、聚氨酯和相容剂2混合，熔融挤出，熔融挤出温度为170-180℃，制粒，得到混合物b；

30、3)将混合物a和混合物b，进行混炼，混炼温度为180-190℃，得到改性热塑性弹性体。

31、通过采用上述技术方案，使得聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯能够充分混合均匀，得到改性热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶相容性好，易于加工，且有利于提高热缩管的耐高温性能、冲击电压值以及力学性能。

32、聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯的化学性质相差大，相容性差，一次性混合相容效果不理想。因此，本技术中通过先将部分聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和相容剂1先进行混炼，使得聚丙烯和聚苯乙烯丁二烯嵌段共聚物充分混合均匀，得到混合a；将剩余聚丙烯、聚氨酯和相容剂2进行熔融挤出，使得聚丙烯和聚氨酯充分混合均匀，得到混合b；因为混合物a和混合物b均含有聚丙烯，故混合物a和混合物b更容易混合均匀，相对比之间将三者进行混合更均匀，结合的更好，进而使得热缩管的力学性能更好。相比于直接将聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物、聚氨酯、相容剂1和相容剂2直接进行混合，分步进行制备改性热塑性弹性体的力学性能更佳，用于制备与甲基乙烯基硅橡胶制备热缩管，能大大提高拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能等。

33、优选的，所述聚丙烯为均聚丙烯，乙烯含量为2-5％，分子量为20000-40000。

34、通过采用上述技术方案，优化均聚丙烯的参数，提高聚丙烯的加工性能，提高聚丙烯与甲基乙烯硅橡胶、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物和聚氨酯加工性，从而提高热缩管的综合性能。

35、优选的，聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物中苯乙烯的含量为20-30％，分子量为100000-120000。

36、通过采用上述技术方案，优化聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物的参数，提高聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物的拉伸强度、耐候性以及弹性等，进而提高热缩管的拉伸强度、耐候性以及弹性等。苯乙烯的含量少了，使得聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物的机械强度下降；苯乙烯的含量多了，容易导致聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物发黄和老化，硬性热缩管的耐候性。

37、优选的，所述聚氨酯为聚酯型聚氨酯或聚醚型聚氨酯。

38、通过采用上述技术方案，进一步提高热缩管的拉伸强度、弹性和耐老化性能。

39、优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量为0.2-0.3％，分子量为45-70万。

40、通过采用上述技术方案，优化甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基的参数，提高甲基乙烯基交联密度，进而提高热缩管的热高温性能、击穿电压、绝缘性、拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能等。

41、优选的，所述乙烯基硅油的乙烯基含量为0.8-1.2％，(25℃条件下)粘度为500-1000mpa.s。

42、优选的，所述硫化剂为过氧化甲苯酰。

43、通过采用上述技术方案，优化乙烯硅油的参数，促进甲基乙烯基硅橡胶交联，使得甲基乙烯基硅橡胶在硫化的过程中速度均匀，提高热缩管的耐高温性、击穿电压、绝缘性、拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能等。

44、第二方面，本技术提供一种耐高温电压硅橡胶热缩管的制备方法，采用如下技术方案：

45、一种耐高温电压硅橡胶热缩管的制备方法，包括以下制备步骤：

46、s1、按照重量份计，将甲基乙烯基硅橡和白炭黑在常温下进行混炼，在升温至100-105℃，加入热塑性弹性体和乙烯基硅油进行混炼，得到混合胶料；

47、s2、等混合胶料冷区后，加入硫化剂，混炼均匀后，挤出成型，得到粗品，粗品置于450-650℃的环境中进行定型，得到定型产品；

48、s3、将定型产品进行扩张，扩张至合适尺寸，马上进行冷却定型，定型温度为10-15℃，得到耐高温电压硅橡胶热缩管。

49、优选的，在步骤s2中通过采用挤出机进行挤出定型，挤出机炮筒的温度为25-30℃，粗品置于高温定型箱内进行，温度调节至450-650℃。

50、优选的，在步骤s3中，将定型产品通过扩张机加热至熔融状态，扩张机的温度为345-350℃，再进入至真空箱中进行真空扩张，再进行冷水定型，冷区温度为10-15℃。

51、在步骤s1中先将甲基乙烯基硅橡胶和白炭黑进行混合，使得白炭黑很够充分散布于体系中，起到较好的补强作用；通过在高温情况下使得热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶能够充分混合均匀，有利于后续硫化定型。

52、步骤s2中键入硫化剂后，再高温定型的过程中甲基乙烯基硅橡胶发生硫化反应，形成交联网状结构，从而提升了硅橡胶热缩管的耐高温性和击穿电压。

53、通过本技术的制备工艺，制备得到的热缩管的拉伸强度、弹性和耐老化性能具有良好的耐高温性能、耐冲击电压性能、老化性能以及力学性能等。

54、综上所述，本技术具有以下有益效果：

55、1、本技术通过将甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物、聚氨酯、白炭黑、乙烯基硅油以及硫化剂制备耐高温电压的硅橡胶热缩管，使得耐高温电压的硅橡胶热缩管耐热温度达到250℃和耐高电压达到25kv/mm，同时也提高了耐高温电压硅橡胶热缩管的耐老化、拉伸强度以及硬度等性能。

56、2、本技术通过将聚丙烯、聚苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物、聚氨酯、相容剂1和相容剂2按照特定方法和比例制备改性热塑性弹性体，提高热塑性弹性体与甲基乙烯基硅橡胶的相容性，提高耐高温电压硅橡胶热缩管的耐高温性能、击穿电压值、耐候性、拉伸强度、硬度、弹性以及抗冲击性能。