环保型阻燃高压电缆灌封胶的制备及性能研究

发布时间：2020-11-17 05:19

　　 电缆接头是电缆线路的关键环节,大部分电缆故障是由电缆接头故障引起。故电缆接头灌封胶(简称电缆胶)需要具备优异的力学性能、绝缘性能、密封防水性等,高压电缆接头灌封胶还需具备良好的阻燃性能。聚氨酯(PU)以其粘接性优、耐候性佳、绝缘性和密封性好、力学性能调控范围大且成本低廉等优势,成为较为常用的电缆接头灌封材料。本文首先使用环保型填充剂制备出环保型电缆胶,并通过双交联结构的配方改进使其力学性能得到优化。研究结果表明:当选用石蜡类填充剂、A组分中的-NCO/-OH为4.5、B组分中的增塑剂的添加量为10%时,制备的环保型PU电缆胶能够满足有害物质限量及提升力学性能的要求,且具有较高的透明性。本文通过阻燃技术研究,制备出阻燃性能良好的阻燃型高压电缆接头灌封胶,并研究及比较了阻燃剂的种类及其含量对产物阻燃性能、耐热分解性能的影响,对阻燃研究方法进行扩展和延伸。研究结果表明:当磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)、磷酸三异丙基苯酯(IPP)的添加量均为20%时,制备的阻燃型PU电缆胶的氧指数分别为27.5%和27%,垂直燃烧法均能达到FV-0难燃等级,达到改善其阻燃性能的要求,质量损失测定的燃烧法创新、热失重分析等方法适宜作为研究阻燃分解机理及阻燃效果比较、评判的辅助方法。本文还进一步研究了阻燃剂种类及其添加量对电缆胶的力学、绝缘等性能的影响。结果表明:阻燃剂种类及其添加量会对PU电缆胶的性能造成一定影响,但当TCPP、IPP的添加量均为20%时,PU电缆胶的力学、绝缘性能仍能满足相关国标及行业的要求,且具有一定的透明性。综上所述,本文制备的环保型阻燃电缆胶实现了聚氨酯电缆胶的环保化、阻燃及总体性能上的升级换代,达到了预期目标,满足行业和应用的发展需要。
【学位单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM246
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 电缆接头灌封胶
        1.1.1 电缆接头灌封胶简介
        1.1.2 电缆接头灌封胶的分类
    1.2 聚氨酯电缆接头灌封胶的环保化研究进展
        1.2.1 煤焦油型聚氨酯防水涂料
        1.2.2 沥青型聚氨酯防水涂料
        1.2.3 石油树脂型聚氨酯防水涂料
        1.2.4 古马隆型聚氨酯防水涂料
    1.3 阻燃型聚氨酯电缆接头灌封胶的研究进展
        1.3.1 卤系阻燃剂及其阻燃机理
        1.3.2 磷系阻燃剂及其阻燃机理
        1.3.3 氮系阻燃剂及其阻燃机理
        1.3.4 镁-铝系阻燃剂及其阻燃机理
        1.3.5 硅系阻燃剂及其阻燃机理
    1.4 聚氨酯电缆接头灌封胶的阻燃研究方法
        1.4.1 极限氧指数（LOI）法
        1.4.2 水平和垂直燃烧法
        1.4.3 烟密度法
        1.4.4 锥形量热仪（CONE）法
    1.5 聚氨酯电缆接头灌封胶的阻燃研究方法扩展
    1.6 课题的研究背景、目的和意义
        1.6.1 课题的研究背景
        1.6.2 课题的目的和意义
        1.6.3 课题的研究内容
        1.6.4 课题的创新点
第2章 透明环保型PU电缆胶的制备及性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 实验方法
    2.3 性能测试
        2.3.1 力学性能测试
        2.3.2 透明性能测试
        2.3.3 绝缘性能测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 填充剂种类对PU电缆胶性能的影响
        2.4.2 配方优化对PU电缆胶性能的影响
    2.5 本章小结
第3章 阻燃型PU电缆胶的的制备及阻燃性能研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验仪器及设备
    3.2 实验方法
    3.3 性能测试
        3.3.1 极限氧指数法（LOI）
        3.3.2 垂直燃烧法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶极限氧指数的影响
        3.4.2 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶燃烧时间的影响
    3.5 本章小结
第4章 阻燃型PU电缆胶的阻燃研究方法扩展
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验仪器及设备
    4.2 实验方法
    4.3 性能测试
        4.3.1 燃烧法
        4.3.2 热分析法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶质量损失随时间变化的影响
        4.4.2 阻燃剂种类对PU电缆胶耐分解性能的影响
    4.5 本章小结
第5章 阻燃剂及其添加量对PU电缆胶其他性能的影响研究
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 实验仪器及设备
    5.2 实验方法
    5.3 性能测试
        5.3.1 力学性能测试
        5.3.2 透明性能测试
        5.3.3 绝缘性能测试
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶力学性能的影响
        5.4.2 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶绝缘性能的影响
        5.4.3 阻燃剂种类及其添加量对PU电缆胶透明性能的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文

【参考文献】

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本文编号：2887132