一种阻燃型高分子热缩高压绝缘套管的制作方法

本实用新型涉及热缩绝缘套管领域，尤其涉及一种阻燃型高分子热缩高压绝缘套管。

背景技术：

高分子热缩高压绝缘套管是一种新兴高科技产品，它具有良好的物理化学特性，耐腐蚀，为高压变电站，高压配电柜，高压铜排铺设等工程提供一种高新材料，在高压变电站，高压配电柜，高压铜排绝缘领域得到广泛应用。经研究测试发现，在母线排在用电高峰其表面温度最高可达要150℃之高极易发生火灾，另外在高压配电发生故障导致的火灾时有发生，轻则造成不可估量的财产损失和重大安全隐患，重则造成人身安全事故。

例如：申请号为cn201821896449.0的实用新型专利，公开了一种高压热缩套管，包括热缩套管体，热缩套管体为辐射交联聚烯烃材料，热缩套管体的外表面由内而外设置有绝缘层、阻燃层、屏蔽层、耐热层及耐磨凸点，阻燃层为醋酸乙烯无机阻燃层，耐热层为特氟龙耐高温布，屏蔽层的材质为碳纳米管硅橡胶，耐磨凸点为耐磨陶瓷颗粒，热缩套管体的内表面设置有热熔胶层，热熔胶层的内表面设置有齿形条。该实用新型结构简单，通过热缩套管体采用辐射交联聚烯烃材料，该材料抗拉伸强度好，防辐射能力强，耐腐蚀性能强；通过设置绝缘层、阻燃层、屏蔽层、耐热层及耐磨凸点，使得具有很好的绝缘性能、阻燃性、屏蔽抗干扰能力、耐热性及耐磨性能；通过齿形条，能够有效地提高散热性能，耐高温性能强。然而，该专利在电磁屏蔽以及高压阻燃方面还有待提高。

塑料阻燃等级由hb，v-2，v-1向v-0逐级递增：

1、hb：ul94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。

2、v-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。

3、v-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

4、v-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种阻燃型高分子热缩高压绝缘套管，本实用新型旨在解决针对高压变电站，高压配电柜，高压铜排故障极易造成火灾的技术问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种阻燃型高分子热缩高压绝缘套管，包括高分子热缩套管体，所述高分子热缩套管体的内表面设置有热熔胶层，所述热熔胶层的内表面设置有半圆形的胶线条；所述高分子热缩套管体的外表面依次设置有内屏蔽层、绝缘层、阻燃层、外屏蔽层、耐热层和耐磨层，所述内屏蔽层的为半导电的乙丙橡胶层，所述绝缘层为绝缘合成橡胶层，所述阻燃层为醋酸乙烯无机阻燃层，所述外屏蔽层为碳纳米管硅橡胶层，所述耐热层为特氟龙耐高温布，所述耐磨层为微米陶瓷橡胶层。采用此技术方案，具有优异的绝缘防护、热收缩、阻燃、emi屏蔽和耐热以及耐磨性能；有效提高了使用寿命以及使用安全，减少不必要的安全隐患。其中，微米陶瓷橡胶层为微米级的陶瓷颗粒通过橡胶设置在耐磨层；耐热层能够在短时间耐高温达到300℃，一般在240℃～260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，还可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。

作为优选，所述高分子热缩套管体的内还设置有海绵衬垫，所述海绵衬垫与热熔胶层和胶线条连接。采用此技术方案，不仅能够防止热缩套管体的内壁贴合在一起，而且能够防止热缩套管体产生折叠痕，并且能够有效提高热缩套管体的运输使用寿命。

作为优选，所述胶线条对称设置在热熔胶层的内表面；其数量设置在两条或四条。采用此技术方案，设置的胶线条不仅能够在加热时有效地提高散热性能，而且能够增加密封防潮、防水、防蚀、绝缘保护的性能。

作为优选，所述热熔胶层的厚度不小于0.3mm；所述胶线条的高度不小于0.2mm。采用此技术方案，热熔胶层2对塑料、橡胶和金属等具有良好的粘接性能,可实现线缆连接处及电子零组件的密封防潮、防水、防蚀、绝缘保护,具有良好的物理性能。

作为优选，所述内屏蔽层、绝缘层、阻燃层、外屏蔽层、耐热层和耐磨层的厚度不超过0.1mm。采用此技术方案，用于减轻热缩套管体的重量；其内屏蔽层、绝缘层、阻燃层、外屏蔽层、耐热层和耐磨层的总厚度不超过0.5mm。

作为优选，所述高分子热缩套管体由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）、聚乙烯（pe）、poe、三元乙丙胶、氢氧化镁、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、复合抗氧剂、硬质酸锌脱模剂、专用聚乙烯蜡、白油和色母制成的原始管材通过辐照交联扩张后得到的管体。采用此技术方案，具有优异的绝缘防护性能、热收缩性能和阻燃性能。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设计新颖、结构简单、使用方便，与现有技术相比不仅具有优异的机械性能，绝缘性能和阻燃性能，而且还具有良好的低温收缩性和优异的屏蔽性能，以尤为重要的是具有很高的阻燃等级，在节能环保和用电安全中起到了很好的保障作用，大大降低电力电气的在使用过程中的火灾安全隐患，在保障人民财产安全方面发挥了巨大作用；

2.本实用新型的阻燃型高分子热缩高压绝缘套管具有优异绝缘防护性能和优异热收缩性能，在对其进行收缩时在高于100℃温度就开始收缩，且很快能达到热收缩指数，降低了安装时的操作难度，并达到节能环保的效果；

3.本实用新型的阻燃型高分子热缩高压绝缘套管具有优异的阻燃性能，在对其进行燃烧实验时，按照ul94登记测试，都能达到v0级别的标准，能够有效应用于高压配电站，高压配电柜，高压母排铺设绝缘防护。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型涉及的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的局部放大结构示意图。

图中标号说明：高分子热缩套管体1，热熔胶层2，胶线条3，内屏蔽层4，绝缘层5，阻燃层6，外屏蔽层7，耐热层8，耐磨层9，海绵衬垫10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

参照图1至图2所示，一种阻燃型高分子热缩高压绝缘套管，包括高分子热缩套管体1，所述高分子热缩套管体1的内表面设置有热熔胶层2，所述热熔胶层2的内表面设置有半圆形的胶线条3；所述高分子热缩套管体1的外表面依次设置有内屏蔽层4、绝缘层5、阻燃层6、外屏蔽层7、耐热层8和耐磨层9，所述内屏蔽层4的为半导电的乙丙橡胶层，所述绝缘层5为绝缘合成橡胶层，所述阻燃层6为醋酸乙烯无机阻燃层，所述外屏蔽层7为碳纳米管硅橡胶层，所述耐热层8为特氟龙耐高温布，所述耐磨层9为微米陶瓷橡胶层。采用此技术方案，具有优异的绝缘防护、热收缩、阻燃、emi屏蔽和耐热以及耐磨性能；有效提高了使用寿命以及使用安全，减少不必要的安全隐患。其中，微米陶瓷橡胶层为微米级的陶瓷颗粒通过橡胶设置在耐磨层8；耐热层8能够在短时间耐高温达到300℃，一般在240℃～260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，还可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不融化。

作为优选，所述高分子热缩套管体1的内还设置有海绵衬垫10，所述海绵衬垫10与热熔胶层2和胶线条3连接。采用此技术方案，不仅能够防止热缩套管体的内壁贴合在一起，而且能够防止热缩套管体产生折叠痕，并且能够有效提高热缩套管体的运输使用寿命。

作为优选，所述胶线条3对称设置在热熔胶层2的内表面；其数量设置在两条或四条。采用此技术方案，设置的胶线条3不仅能够在加热时有效地提高散热性能，而且能够增加密封防潮、防水、防蚀、绝缘保护的性能。

作为优选，所述热熔胶层2的厚度不小于0.3mm；所述胶线条3的高度不小于0.2mm。采用此技术方案，热熔胶层2对塑料、橡胶和金属等具有良好的粘接性能,可实现线缆连接处及电子零组件的密封防潮、防水、防蚀、绝缘保护,具有良好的物理性能。

作为优选，所述内屏蔽层4、绝缘层5、阻燃层6、外屏蔽层7、耐热层8和耐磨层9的厚度不超过0.1mm。采用此技术方案，用于减轻热缩套管体的重量；其内屏蔽层4、绝缘层5、阻燃层6、外屏蔽层7、耐热层8和耐磨层9的总厚度不超过0.5mm。

作为优选，所述高分子热缩套管体1由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）、聚乙烯（pe）、poe、三元乙丙胶、氢氧化镁、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、复合抗氧剂、硬质酸锌脱模剂、专用聚乙烯蜡、白油和色母制成的原始管材通过辐照交联扩张后得到的管体。其中，按重量份数计：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）18-36份、聚乙烯（pe）3-6份、poe3-6份、三元乙丙胶4-8份、氢氧化镁16-28份、十溴二苯乙烷4-8份、三氧化二锑1.5-3份、复合抗氧剂0.5-1份、硬质酸锌脱模剂0.4-0.8份、专用聚乙烯蜡0.3-0.6份、白油0.5-1.0份、色母1.5-3份。采用此技术方案，具有优异的绝缘防护性能、热收缩性能和阻燃性能。此外：

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）优选v5110jva18-3，其分子式：（c2h4）x.（c4h6o2）y；分子量：342.43；casno.：24937-78-81；熔点：75℃沸点：170.6℃；相对密度：0.948g/ml（25℃）；闪点：260℃；

poe是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，其特点是：（1）辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。（2）poe塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。（3）poe塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。（4）良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度；

聚乙烯为高密度聚乙烯（hdpe）高密度聚乙烯（hdpe）为白色粉末或颗粒状产品．无毒，无味，结晶度为80%～90%，软化点为125～l35℃，使用温度可达100℃；

三元乙丙胶为乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原材料合成，耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出，三元乙丙胶的优选型号为4725p；

氢氧化镁，白色无定形粉末。别名苛性镁石，轻烧镁砂等，氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，英文名称为magnesiumhydroxide。氢氧化镁是塑料、橡胶制品优良的阻燃剂；

十溴二苯乙烷是一种使用范围广泛的广谱添加型阻燃剂，其溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的渗出性低；特别适用于生产电脑、传真机、电话机、复印机、家电等的高档材料的阻燃。

三氧化二锑（化学式：sb2o3）是一种无机化合物。天然产物称锑华，俗称锑白，白色结晶性粉末。熔点655℃。沸点1550℃。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液，微溶于水370±37µg/l、稀硝酸和稀硫酸。有致癌可能性。制备方法有干法和湿法两种，主要用于白色颜料、油漆和塑料，可以起颜料和阻燃的作用；

抗氧剂是一类化学物质，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”；

硬脂酸锌是白色粉末，不溶于水。主要用作苯乙烯树脂、酚醛树脂、胺基树脂的润滑剂和脱模剂。同时在橡胶中还具有硫化活性剂，软化剂的功能；

聚乙烯蜡（pe蜡），又称高分子蜡简称聚乙烯蜡。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，这部分蜡作为一种添加剂可直接加到聚烯烃加工中，它可以增加产品的光泽和加工性能。作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯、聚蜡酸乙烯、乙丙橡胶、丁基橡胶相溶性好；

白油起到增塑剂作用，白油优选使用使用环氧大豆油或对苯二甲酸二辛脂中的一种；

色母（colormasterbatch）的全称叫色母粒，也叫色种，是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物（pigmentpreparation）。色母主要用在塑料上。色母由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体，可称颜料浓缩物（pigmentconcentration），所以它的着色力高于颜料本身。加工时用少量色母料和未着色树脂掺混，就可达到设计颜料浓度的着色树脂或制品。

具体的，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）、聚乙烯（pe）、poe、三元乙丙胶、氢氧化镁、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、复合抗氧剂、硬质酸锌脱模剂、专用聚乙烯蜡、白油份和色母依次放入塑胶专用高速混料机中，高速混溶5-8分钟，在混料过程中，混料机无需加温，然后将上述混合的物料放入双螺杆专用高速造粒机的料斗内，经强制喂料后经过双螺杆专用高速造粒机，在125-160℃的温度区间内进行挤出，拉丝，然后进入水槽进行冷却，出水槽后经过两道塑料吹干机去除表面水份，然后经过专用切粒机进行切粒取得原料母粒；将制得的母粒，使用带有自动上料烘干装置的pe类材料专用单螺杆挤出机在115-150℃温度区间进行挤出，取得阻燃型高分子热缩低压绝缘套管的原始管材；将制得阻燃型高分子热缩低压绝缘套管的原始管材通过高分子电子加速器辐照交联，辐照剂量为6-12mrad；将辐照后的原始管材在105-160℃的温度区间内使用高速立式电磁加热扩张机进行真空外压扩张2-4倍，然后外部冷却定型，得到阻燃型高分子热缩低压绝缘套管。

实施一

将各材料按照重量份数取乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）18份、聚乙烯（pe）3份、poe3份、三元乙丙胶4份、氢氧化镁16份、十溴二苯乙烷4份、三氧化二锑1.5份、复合抗氧剂1.5份、硬质酸锌脱模剂0.4份、专用聚乙烯蜡0.3份、白油0.5份、色母1.5份；所制的产品按照ul94标准进行测试结果如下：

1.收缩起始温度95℃，完全收缩温度120℃标准指标：≦115℃-135℃

2.绝缘强度（介电强度）|为30kv/mm标准指标：6kv/mm

3.拉伸强度11.23mpa标准指标：≧8mpa

4.阻燃等级v0标准指标：v1

5.断裂伸长率405％标准指标：≧300％

经对比测试结果全部通过。

实施二

将各材料按照重量份数取乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（eva）27份、聚乙烯（pe）4.5份、poe4.5份、三元乙丙胶6份、氢氧化镁24份、十溴二苯乙烷6份、三氧化二锑4.5份、复合抗氧剂2.3份、硬质酸锌脱模剂0.6份、专用聚乙烯蜡0.5份、白油0.7份、色母2.3份；对以上所制产品按照ul94标准进行测试结果如下：

1.收缩起始温度98℃，完全收缩温度120℃，标准指标：≦115℃-135℃

2.绝缘强度（介电强度）|为29kv/mm标准指标：6kv/mm

3.拉伸强度12.23mpa标准指标：≧8mpa

4.阻燃等级v0标准指标：v1

5.断裂伸长率398％标准指标：≧300％

经对比测试结果全部通过。

实施三

将各材料按照重量份数取乙酸乙烯酯共聚物（eva）36份、聚乙烯（pe）6份、poe6份、三元乙丙胶8份、氢氧化镁28份、十溴二苯乙烷8份、三氧化二锑3份、复合抗氧剂3份、硬质酸锌脱模剂0.8份、专用聚乙烯蜡0.6份、白油1.0份、色母3份；对以上所制产品按照ul94标准进行测试结果如下：

1.收缩起始温度103℃，完全收缩温度120℃，标准指标：≦115℃-135℃

2.绝缘强度（介电强度）|为34kv/mm标准指标：6kv/mm

3.拉伸强度10.8mpa标准指标：≧8mpa

4.阻燃等级v0标准指标：v1

5.断裂伸长率409％标准指标：≧300％

经对比测试结果全部通过。

根据以上三个实验性能测试结果来看，可以得出以下结论：各个实施实验举例提供的阻燃型高分子热缩高压绝缘套管的材料配方及其制造工艺所制造的高压阻燃热缩绝缘套管的机械性能，绝缘性能和阻燃等级完全满足国家电力行业的标准（dl/t1059-2007电力电器设备用热缩套管）的要求：拉伸长度≧8mpa、断裂伸长率≧300％、阻燃等级v1，更重要的是该配方及制造工艺制造的阻燃型高分子热缩高压绝缘套管还具有良好低温收缩性和优异的绝缘性能，以尤为重要的是具有很高的阻燃等级，在节能环保和用电安全提供了很好的保障作用，大大降低电力电气的在使用过程的火灾安全隐患，在保障人民财产安全方面发挥了巨大作用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。