专利名称：热塑性弹性体、制备方法、其应用及由其制成的电缆护套管的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种热塑性弹性体、制备方法、其应用及由其制成的电缆护套管。
背景技术：
现有的高压电力传输用钢芯铝绞裸线直接暴露于空气中，遭遇愈来愈复杂的各种气候变化带来的积水、覆冰、腐蚀、碰触等原因引起的损耗、安全等方面问题，2008年初，中国南方大部分地区遭受近50年不遇的暴风雪灾害，造成南方很多地方多条输电线路断线、 倒杆。电力部门希望对线缆加装防护套，以期达到抗冰雪凝结的主要作用，要求护套为装配型，适应户外全天侯环境以及电缆微生热的条件使用。护套管是一种电缆上常用的绝缘保护热缩套管。电线电缆的外护套必须能够保护电缆的内外导体以及绝缘层免受环境、气候、水解作用的影响以及其它物理破坏。目前，电线电缆的护套材料主要有PVC、通用SEBS共混物、热固性橡胶或各种天然或合成的弹性体等，其中以EPDM为代表的热固性橡胶，由于热固性材料不可逆加工，必须高温高压硫化，能耗高，效率低，不可回收利用，加工性能差，其低温脆化温度为-30°C，耐低温性能不理想，并且由于添加剂不能随意加入，且避免不了喷硫，喷硫后影响表面，该热固性橡胶的表面性能差，达不到疏水要求；PVC的加工工艺简单，效率高，加工性能较佳，PVC的维卡软化点温度为80°C，低温脆化温度仅为-10°C，耐高温和耐低温性能均不理想，在表面性能方面，PVC为极性材质，酯类增塑剂易迁移溶于水，雨水对表面有氢键作用，无法强疏水，表面性能较差； 通用SEBS的加工工艺简单，效率高，加工性能较佳，其维卡软化点温度为80°C，低温脆化温度为_45°C，其耐高温、耐低温性能均不理想，其表面性能也需要进行改性。PVC还容易因各种环境因素而老化变硬，导致电缆的电气性能和耐环境性能降低。因此需要对现有的电缆护套管的材料进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种热塑性弹性体，以克服现有的电缆护套管由于材料的加工性能差、耐低温性能差以及表面性能差的缺陷。热塑性弹性体，主要由以下重量份的原料组分制成SEBS100 份链烃矿物油60-120份聚丙烯20-80份聚苯醚5-20份阻燃剂30-70份
反应型高聚硅氧烷 0. 2-0. 3份稳定剂0.2-0. 6 份加工助剂0.4-1.0份。
优选地，所述热塑性弹性体的各原料组分的重量份数为SEBS100 份链烃矿物油100份聚丙烯50份聚苯醚15份阻燃剂55份反应型高聚硅氧烷0. 3份稳定剂0.6份加工助剂0.4份。进一步地，所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述链烃矿物油为石蜡油。进一步地，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、Sb203、3. 5水硼酸锌中的一种以上。进一步地，所述稳定剂为抗氧剂1010、光稳定剂、紫外线吸收剂中的一种以上，所述加工助剂为α-甲基苯乙烯。进一步地，光稳定剂为受阻胺光稳定剂HS-944，紫外线吸收剂为UV531。本发明的另一个目的是提供所述热塑性弹性体的制备方法，包括如下步骤(1)将SEBS与链烃矿物油预混静置；(2)将(1)的混合物与其他原料组分一起加入搅拌机中混合均勻；(3)将O)的混合物进行熔融混炼、挤出造粒，在除湿集成系统中冷却、脱水，计
里、^Si ^^ ο进一步地，在步骤(3)中，混炼温度为180_270°C，时间为60-80秒，除湿集成系统为水环离心风送系统，水环温度35-40°C。本发明的另一个目的是提供所述热塑性弹性体在制备电缆护套材料中的应用。本发明的另一个目的是提供一种电缆护套管，所述电缆护套管采用所述热塑性弹性体为材料制成。所述热塑性弹性体的各组分均为市售产品，所述SEBS购自科腾公司，产品规格为 KRATON G1651 ；所述聚丙烯购自中石化扬子公司，产品型号为S700，反应型高聚硅氧烷购自德国德固赛公司，产品型号为TEGOMER H-Si 6440P ；所述抗氧剂1010的化学名称为四 [β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。所述步骤O)的混合物的熔融混炼、挤出造粒是在造粒机中进行，采用的造粒机为双螺杆混炼造粒机，所述双螺杆混炼造粒机是长径比为48、52或56的具有侧喂料、积木组合式同向平行双螺杆。SEBS材料本身即为相分离体系，在室温下分子末端聚集为硬聚合物相(微区)，而中间软段则聚集为软橡胶相，硬相PS微区使热塑性弹性体具有强度和耐热抗变形性，为确保材料在高温(日照、电缆生热)下不形变，本产品采用硬相增强技术，加入玻璃化转变温度较高的Ol(TC)聚苯醚(PPO)，利用PPO与PS混合放热的热力学推动力，让PPO混入PS 相区中，提高弹性体的使用上限温度达到100°c。所述热塑性弹性体中需配入聚烯烃配合剂，可改善加工性能；在高剪切速率下加工并突然降温时(挤出注塑均可)，聚烯烃相和SEBS/油相形成双连续相，聚烯烃则起到粘合剂作用，使体系致密，并由于其高熔点和结晶的特性，体系的耐热性得到进一步提高。所述反应型高聚硅氧烷为梳型结构，塑料挤出的过程中，由于高温诱发其与塑料表面的活性基团交联(塑料母粒表面一般都有羟基)，其交联后成为塑料的一部分，附着牢固，且自身分子上的羟基也有互相缩聚机会，形成连续膜状，显示出优异的憎水性能。所述光稳定剂、紫外线吸收剂可使本发明产品具有抗紫外线龟裂等耐候性能。与现有技术相比较，本发明的有益效果是(1)表现了良好的耐热性能，其维卡软化点温度为100°C，同时具有优异的耐低温性能，其低温脆化温度为_70°C，克服了现有的材料的低温易脆化高温易软化的缺陷；(2)得到的成型产品弹性塑性平衡，具有表面强疏水，表面不易凝结水的功能；(3)本发明所述热塑性弹性体的质量轻，具有抗紫外线龟裂等耐候性能，且对环境友好。
具体实施例方式以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例1称取原料SEBS 100份，链烃矿物油60份，聚丙烯20份，聚苯醚5份，阻燃剂30 份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0. 4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为180°C，时间为80秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例2称取原料SEBS 100份，链烃矿物油80份，聚丙烯40份，聚苯醚5份，阻燃剂30 份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0. 4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为200°C，时间为70秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例3
称取原料SEBS 100份，链烃矿物油100份，聚丙烯50份，聚苯醚5份，阻燃剂30 份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0. 4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为190°C，时间为75秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例4称取原料SEBS 100份，链烃矿物油120份，聚丙烯50份，聚苯醚10份，阻燃剂30 份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂1. 0份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为250°C，时间为65秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例5称取原料SEBS 100份，链烃矿物油100份，聚丙烯50份，聚苯醚15份，阻燃剂30 份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0. 4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为220°C，时间为70秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例6称取原料SEBS 100份，链烃矿物油100份，聚丙烯50份，聚苯醚15份，阻燃剂为两种阻燃剂组合，阻燃剂的重量份数共40份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0.4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷和Sb2O3，其中十溴二苯乙烷为35份，Sb2O3 为5份。所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α-甲基苯乙烯。
将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为190°C，时间为68秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例7称取原料SEBS 100份，链烃矿物油100份，聚丙烯50份，聚苯醚15份，阻燃剂为三种阻燃剂组合，阻燃剂的重量份数共阳份，反应型高聚硅氧烷0. 2份，稳定剂0. 2份，加工助剂0.4份。所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、Sb2O3以及3. 5水硼酸锌三种配合，其中十溴二苯乙烷为40份，Sb2O3为10份，3. 5水硼酸锌为5份。所述稳定剂为抗氧剂1010，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为220°C，时间为78秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例8称取原料SEBS 100份，链烃矿物油100份，聚丙烯50份，聚苯醚15份，阻燃剂为三种阻燃剂组合，阻燃剂的重量份数共阳份，反应型高聚硅氧烷0. 3份，稳定剂为三种稳定剂组合，稳定剂的重量份数共0. 6份，加工助剂0. 4份，所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1651)，所述链烃矿物油为石蜡油，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、Sb2O3以及3. 5水硼酸锌三种配合，其中十溴二苯乙烷为40份，Sb2O3为10份，3. 5水硼酸锌为5份。所述稳定剂为抗氧剂1010、光稳定剂(受阻胺光稳定剂HS-944，化学名称为聚{[6-[ (1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]_1，3， 5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]_1，6_己二撑[(2，2，6，6_四甲基-4-哌啶基)亚氨基]})、紫外线吸收剂(UV531，化学名称为正辛氧基二苯甲酮)的三种配合，其中抗氧剂1010为0. 2份，受阻胺光稳定剂HS-944为0.2份，紫外线吸收剂为0. 2 份，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。将SEBS与链烃矿物油预混静置，然后将混合物与其他原料组分一起加入双向双螺带卧式搅拌混合机(购自台湾金佳信塑胶机械有限公司，型号为DJ2500)中混合均勻，在双螺杆混炼造粒机(购自科倍隆科亚(南京)机械有限公司，型号为TE-7Q熔融混炼、挤出造粒，混炼温度为270°C，时间为60秒，在除湿集成系统中冷却、脱水、除湿，水环温度为 35-40°C，得到热塑性弹性体半成品粒料，待挤出成型。实施例9采用实施例1-8得到的热塑性弹性体半成品粒料，挤出成型制备得到用于包裹高压电缆的护套管。实施例10
7
对实施例9制备得到的护套管(分别为样品1-样品8，其中样品1-8均为采用相对应的实施例1-8制备得到，即样品1为采用实施例1的半成品材料制备得到的护套管， 样品2为采用实施例2的半成品材料制备得到的护套管，以此类推，样品8为采用实施例8 的半成品材料制备得到的护套管)的性能进行检测，其性能检测结果如表1所示表1实施例9的护套管的性能检测结果
权利要求
1.热塑性弹性体，其特征在于，主要由以下重量份的原料组分制成 SEBS100 份链烃矿物油60-120份聚丙烯20-80份聚苯醚5-20份阻燃剂30-70份反应型高聚硅氧烷 0. 2-0. 3份稳定剂0. 2-0. 6份加工助剂0. 4-1. 0份。
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述各原料组分的重量份数为 SEBS100 份链烃矿物油100份聚丙烯50份聚苯醚15份阻燃剂阳份反应型高聚硅氧烷 0. 3份稳定剂0. 6份加工助剂0.4份。
3.根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述SEBS为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述链烃矿物油为石蜡油。
4.根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、51d203、3. 5水硼酸锌中的一种以上。
5.根据权利要求1或2所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述稳定剂为抗氧剂1010、 光稳定剂、紫外线吸收剂中的一种以上，所述加工助剂为α -甲基苯乙烯。
6.根据权利要求5所述的热塑性弹性体，其特征在于，光稳定剂为受阻胺光稳定剂 HS-944，紫外线吸收剂为UV531。
7.—种如权利要求1-6任一项所述热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将SEBS与链烃矿物油预混静置；(2)将(1)的混合物与其他组分一起加入搅拌机中混合均勻；(3)将O)的混合物进行熔融混炼、挤出造粒，在除湿集成系统中冷却、脱水，计量，包装。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，混炼温度为180-270°C， 时间为60-80秒，除湿集成系统为水环离心风送系统，水环温度35-40°C。
9.如权利要求1-6任一项所述热塑性弹性体在制备电缆护套材料中的应用。
10.一种电缆护套管，其特征在于，所述电缆护套管采用权利要求1-6任一项所述的热塑性弹性体为材料制成。
全文摘要
本发明提供一种热塑性弹性体，包括以下重量份的组分SEBS 100份，链烃矿物油60-120份，聚丙烯20-80份，聚苯醚5-20份，阻燃剂30-70份，反应型高聚硅氧烷0.2-0.3份，稳定剂0.2-0.6份，加工助剂0.4-1.0份。本发明还提供所述热塑性弹性体的制备方法、其应用及由其制成的电缆护套管。与现有技术相比较，本发明的有益效果是表现了良好的耐热性能，其维卡软化点温度为100℃，同时具有优异的耐低温性能，其低温脆化温度为-70℃，克服了现有的材料的低温易脆化高温易软化的缺陷；得到的成型产品弹性塑性平衡，具有表面强疏水的功能；所述热塑性弹性体的质量轻，耐候性能佳且对环境友好。
文档编号C08K3/38GK102477204SQ20101055477
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者孙忠凤, 应启广, 朴成浩, 谷宗宝, 马建伟 申请人:上海方田弹性体有限公司