本技术涉及热缩管领域，更具体地说，它涉及一种风电绝缘管型母线的阻燃热缩管及其制备方法。
背景技术：
1、风能作为一种清洁的可再生能源已经越来越受到世界各国的重视，其具有蕴藏量大，分布面广的特点，随着技术的不断进步以及环保事业的不断发展，风力发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。传统的风力发电机组传输设备中多采用铜质电缆和矩形母线槽(导电轨)，然而其中铜质电缆的成本高昂，并且设计需要5年更换一次；矩形母线槽则存在发热多、结构复杂及橡胶减震易老化等缺陷，因此越来越多的人开始采用风电绝缘管型母线代替铜质电缆和矩形母线槽，风电绝缘管型母线的价格相比于铜质电缆可以降低30-50％，相比于矩形母线槽可以降低5-20％，大幅度减少了风电发电系统中电力的传输成本，具有极为广阔的应用前景。
2、风电绝缘管型母线主要由热缩管和导体组成，其中导体用于传输电能，通常由铜或铝等导电性能良好的材料制成；热缩管则在电能传输过程中对导体起到绝缘和防护等作用。热缩管一般由聚乙烯或交联聚乙烯等塑料材料制成，可以受热收缩紧密地包裹在导体上，有效隔离了导体和外部环境，避免了电流泄露和外界环境的干扰，保证了电能的安全传输。此外，该热缩管还需要具有一定的阻燃性能，能够在高温甚至是600℃的温度下不燃烧，离火自熄，有效延缓火焰蔓延的速度，减少由于电路故障而引发火灾的可能性，保障人们的生命财产安全。
3、目前，向热缩管中加入阻燃剂是使其获得良好阻燃性能的常用手段。阻燃剂主要分为含卤阻燃剂和非卤阻燃剂，其中含卤阻燃剂由于会在燃烧时释放出大量的有毒烟雾，给环境来严重的污染，已经逐渐被放弃使用。非卤阻燃剂的种类众多，常见的有氢氧化镁、氢氧化铝、红磷、氰尿酸三聚氰胺等，但大量研究表明无论是上述哪种阻燃剂往往都需要大量使用才能达到很好的阻燃效果，而阻燃剂添加量过大，会造成热缩管的力学性能损失严重，容易出现开裂，褪色等一系列问题，严重影响热缩管的使用寿命。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种阻燃热缩管及其制备方法，该阻燃热缩管不仅具有优异的阻燃性能，且力学性能较佳，不易出现开裂、褪色等问题，使用寿命较长。
2、第一方面，本技术提供的一种阻燃热缩管，采用如下的技术方案：
3、一种阻燃热缩管，所述阻燃热缩管包括以下重量份的原料：聚乙烯10-50份，烯烃-丙烯酸酯共聚物40-60份，阻燃剂10-15份，纳米碳酸钙10-15份，润滑剂0.5-5份，抗氧剂1-2份；所述阻燃剂包括蒙脱土颗粒和dopo；所述蒙脱土颗粒和dopo的重量比为1:(3-5)。
4、通过采用上述技术方案，本技术将蒙脱土颗粒和dopo按照一定的配比混合作为阻燃剂使用，其中蒙脱土颗粒由于本身良好的气体和热隔绝效应，可以降低热缩管燃烧的热释放速率，使热缩管具备良好的阻燃性能，且蒙脱土颗粒还具有无卤无毒、成本较低的优势；同时dopo(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧杂)作为含磷有机小分子阻燃剂，具有较高的氧化性和耐水性，且其含有的p-h键具有高化学反应活性，阻燃效率极强，二者混合搭配使用，可以充分发挥二者的协同阻燃效应，大幅度提高了阻燃剂的阻燃效果，减少了阻燃剂的用量，降低了由于阻燃剂添加量过高而出现团聚的可能性，保证了阻燃热缩管的力学性能，不易出现开裂、褪色等问题，使用寿命较长。
5、本技术将蒙脱土颗粒和dopo的重量比控制在1:(3-5)的范围内，可以使阻燃剂既具有优异的阻燃效果，又能使生产成本控制在较低的范围内。
6、可选的，所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的至少一种。
7、可选的，所述烯烃-丙烯酸酯共聚物选自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的至少一种。
8、可选的，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的至少一种。
9、可选的，所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的至少一种。
10、可选的，所述蒙脱土颗粒为钙基蒙脱土颗粒或钠基蒙脱土颗粒。
11、优选的，所述蒙脱土颗粒和dopo的重量比为1:5。
12、通过采用上述技术方案，本技术进一步优化了蒙脱土颗粒和dopo的配比，使得阻燃剂的阻燃效果得到了进一步的增强。
13、优选的，所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：在140-150℃的温度下，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌0.5-8h，然后冷却至室温，研磨后过200目筛网，得到阻燃剂。
14、通过采用上述技术方案，本技术将小分子有机磷阻燃剂dopo插入蒙脱土颗粒片层中，利用dopo置换出蒙脱土颗粒片层中原本的钠离子或钙离子，使得蒙脱土颗粒层间距扩大，层间距最大可以达到2.45nm，大幅度提高了蒙脱土颗粒与聚乙烯等聚合物之间的相容性。相比于将蒙脱土颗粒与dopo进行简单的物理混合，该方法既能发挥出dopo和蒙脱土颗粒本身的阻燃性能，又能利用dopo对蒙脱土颗粒进行改性处理，大幅度增强了磷硅协同阻燃效应，提高了阻燃剂的阻燃效果。
15、优选的，所述阻燃剂的制备方法中，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌4-8h。
16、通过上述技术方案，本技术将dopo与蒙脱土颗粒的插层时间控制在4-8h，使得dopo可以进一步插入到蒙脱土颗粒的片层中，由0.5-4h插层时间所形成的1.88nm的层间距逐渐形成更大的2.45nm的层间距。
17、优选的，所述阻燃剂的制备方法中，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌6-8h。
18、通过采用上述技术方案，本技术进一步将dopo与蒙脱土颗粒的插层时间控制在6-8h，使得dopo可以完全插入到蒙脱土颗粒的片层中，达到最终2.45nm的层间距。经实验证明，达到该最大层间距后，即使再继续增加插层时间也无法继续增大层间距。
19、优选的，所述纳米碳酸钙采用以下方法改性处理：在100-120℃的油浴温度下，将纳米碳酸钙和改性剂混合搅拌80-100min，得到改性纳米碳酸钙；所述改性剂用量为改性剂和纳米碳酸钙总量的3-4wt％；所述改性剂为聚酯超分散剂。
20、通过采用上述技术方案，本技术采用聚酯超分散剂作为改性剂对纳米碳酸钙进行干法改性处理，能够显著提高纳米碳酸钙的活化指数，增强纳米碳酸钙与聚乙烯等聚合物的相容性，提高纳米碳酸钙的分散效果，从而提高了纳米碳酸钙对热缩管力学性能的增强效果。本技术的改性方法得到的改性纳米碳酸钙的活化指数能达到98-100％，与硅烷偶联剂作为改性剂的湿法改性和干法改性两种方法相比，均具有更好的改性效果，其中经过与聚酯超分散剂用量相同的硅烷偶联剂湿法改性处理得到的改性纳米碳酸钙的活化指数为92-98％，经过与聚酯超分散剂用量相同的硅烷偶联剂干法改性处理得到的改性纳米碳酸钙的活化指数仅为28-30％。
21、优选的，所述聚酯超分散剂采用以下方法制得：
22、(1)将12-羟基硬脂酸分散于甲苯中，然后加入催化剂并在惰性气体的保护下，于150-190℃的温度下分水回流，直至反应容器内无水珠出现后，再加入硬脂酸，在170-180℃的温度下继续反应5-6h，得到聚合度为5-8的混合物；所述催化剂的用量为12-羟基硬脂酸用量的3-4wt％；
23、(2)用无水乙醇将步骤(1)所得的混合物分馏洗涤直至混合物ph值为6-7，再在120-125℃的温度下减压蒸馏，得到聚酯超分散剂。
24、通过采用上述技术方案，本技术采用硬脂酸作为封端剂制得聚合度为5-8的聚酯超分散剂，该聚酯超分散剂具有适中的聚酯链长，分散作用较好。若是该聚酯链过长，则会由于折叠现象等原因而影响其分散作用的发挥；若是该聚酯链过短，则立体稳定性较差，也会影响聚酯超分散剂的分散能力。
25、优选的，所述催化剂为对甲基苯磺酸或氯化亚锡。
26、由于浓硫酸在高温条件下的氧化性极强，即使通入惰性气体也不能解决反应体系氧化变黑的问题，因此通过采用上述技术方案，本技术选用对甲基苯磺酸或氯化亚锡作为催化剂，二者均对反应具有良好的催化效率。
27、优选的，所述催化剂为氯化亚锡。
28、通过采用上述技术方案，本技术进一步选用氯化亚锡作为催化剂，与对甲基苯磺酸相比，氯化亚锡具有更高的催化效率和更好的反应选择性，副反应较少，产品收率和纯度更高。
29、第二方面，本技术提供的一种阻燃热缩管的制备方法，采用如下的技术方案：
30、一种阻燃热缩管的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合均匀后熔融共混并挤出成管状，然后在150-170kgy的条件下进行辐照交联，加热扩张2-4倍后骤冷成型，得到阻燃热缩管。
31、综上所述，本技术具有以下有益技术效果：
32、1.本技术采用蒙脱土颗粒和dopo混合作为阻燃剂，利用二者的协同阻燃效应，使得阻燃热缩管既具有较强的阻燃性能，又具有良好的力学性能，不易开裂，不易褪色，使用寿命较长；
33、2.本技术采用聚酯超分散剂对纳米碳酸钙进行改性处理，显著提高了纳米碳酸钙的活化指数，增强了纳米碳酸钙与聚乙烯等聚合物的相容性，提高了纳米碳酸钙在阻燃热缩管基体中的分散效果。
1.一种阻燃热缩管，其特征在于，所述阻燃热缩管包括以下重量份的原料：聚乙烯10-50份，烯烃-丙烯酸酯共聚物40-60份，阻燃剂10-15份，纳米碳酸钙10-15份，润滑剂0.5-5份，抗氧剂1-2份；所述阻燃剂包括蒙脱土颗粒和dopo；所述蒙脱土颗粒和dopo的重量比为1:(3-5)。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述蒙脱土颗粒和dopo的重量比为1:5。
3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法包括以下步骤：在140-150℃的温度下，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌0.5-8h，然后冷却至室温，研磨后过200目筛网，得到阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法中，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌4-8h。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法中，将dopo与蒙脱土颗粒以300-350r/min的速度混合搅拌6-8h。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述纳米碳酸钙采用以下方法改性处理：在100-120℃的油浴温度下，将纳米碳酸钙和改性剂混合搅拌80-100min，得到改性纳米碳酸钙；所述改性剂用量为改性剂和纳米碳酸钙总量的3-4wt％；所述改性剂为聚酯超分散剂。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述聚酯超分散剂采用以下方法制得：
8.根据权利要求7所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述催化剂为对甲基苯磺酸或氯化亚锡。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃热缩管，其特征在于，所述催化剂为氯化亚锡。
10.一种权利要求1所述的阻燃热缩管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所有原料混合均匀后熔融共混并挤出成管状，然后在150-170kgy的条件下进行辐照交联，加热扩张2-4倍后骤冷成型，得到阻燃热缩管。
