專利名稱::一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種熱收縮管料及其制備方法,特別是一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料及其制備方法。
背景技術(shù):
:熱收縮產(chǎn)品從產(chǎn)生到現(xiàn)在發(fā)展速度突飛猛進,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車、家電、通訊和石油化工等領(lǐng)域。熱收縮產(chǎn)品對電線電纜連接處以及分支起到密封防潮、防水和線路的防腐,防震動脫位等功能,因此要求熱收縮管既要有良好的物理和電氣性能,也要有良好的化學(xué)性如防腐及耐候等。目前市場上的熱收縮管都需要電子加速器輻照處理,成本較高,且對安全環(huán)保要求極高。市場對無需電子加速器或鈷源輻照制造熱收縮管提出了新的要求,既能降低生產(chǎn)成本,又能克服安全環(huán)保的要求。目前交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料的制備方法主要采用輻照交聯(lián)方法來實現(xiàn),此法是將所有配方原料一次性混合、造粒,然后擠制成品管,隨后在電子加速器或鈷源中完成輻照交聯(lián)。該法需昂貴的電子加速器或鈷源設(shè)備,且環(huán)保安全要求極高。由于硅烷交聯(lián)方法容易實現(xiàn),節(jié)能,環(huán)保等優(yōu)點,可逐步取代輻照交聯(lián)制造熱收縮管的應(yīng)用領(lǐng)域,市場容量相當(dāng)可觀。中國專利CN100387646介紹了一種輻照交聯(lián)阻燃熱收縮標(biāo)識套管及其制備方法,涉及的阻燃熱收縮標(biāo)識套管以乙烯_醋酸乙烯酯共聚物、乙烯_丙烯酸乙酯共聚物、EPR、阻燃劑十溴二苯乙烷、三氧化二銻、表面活化處理過的超細氫氧化鎂及其它助劑為原料,經(jīng)混煉造粒、擠出成型、輻照交聯(lián)、擴張定型、整平處理等工序制得。該阻燃熱收縮標(biāo)識套管實現(xiàn)了利用計算機和熱轉(zhuǎn)印打印機在其表面打印字符標(biāo)識,可永久保持。該產(chǎn)品的綜合性能可滿足軍工、航空、航天等行業(yè)以及民用高端電子、電器設(shè)備中線纜和元器件的使用要求。該法缺點是需要電子加速器或鈷源輻照制品,對厚壁管難以輻照均勻,影響最終制品性能。本發(fā)明優(yōu)點在于無需電子加速器或鈷源輻照即可實現(xiàn)交聯(lián),從而使材料同樣具有熱收縮性能,大大簡化了廠家的生產(chǎn)工藝,大大節(jié)省了廠家的生產(chǎn)成本。中國專利CN101245169A介紹了一種免水煮低煙低鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚烯烴組合物及其制備方法,所述方法是由基料A和催化劑母料B按重量比1004-6,制備工藝混合均勻。基料A與各組分及重量比聚烯烴樹脂100kg,阻燃劑150kg,潤滑劑1.0-3.0kg,抗氧劑0.6-1.0kg,硅烷2.0-4.0kg,引發(fā)劑0.1-1.0kg,脂類化合物0.1-1.Okg催化劑母料B中各組分及重量比聚烯烴樹脂100kg,抗氧劑0.1-0.3kg,催化劑2.0-5.0kg,金屬氧化物2.0-5.Okgo應(yīng)用本發(fā)明可制得不經(jīng)水煮或水蒸氣浴而在自然條件下即可交聯(lián)的,性能符合使用要求的低煙無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚烯烴組合物,尤其是低煙無鹵阻燃硅烷交聯(lián)聚烯烴電纜料。該專利目前只能適用于電纜料方面,且使用金屬氧化物與有機錫作為催化劑,未提及該法在熱收縮管中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決技術(shù)問題的在于提供一種不需要輻照就能達到交聯(lián)目的的常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,還提供該管料的制備方法。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,以重量份數(shù)表示,由以下原料組成乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30-40份,乙丙橡膠EPDM:10-20份,聚磷酸銨阻燃劑25-30份,氯化石蠟5-10份,不飽和硅烷1.0-5份,飽和多功能團硅烷1.0-3.0份,自由基引發(fā)劑0.1-2份,有機錫催化劑0.1-1份,抗氧劑10100.1-0.5份,抗銅劑MD10240.1-0.5份,聚乙烯蠟潤滑劑0.5-2份;其中所述乙丙橡膠EPDM,其乙烯含量以重量計為53%,門尼粘度〔ML(l+4),125°C)為42MU;所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,其乙酸乙烯酯含量以重量計為10-30%,密度為0.91-0.95g/cm3,熔融指數(shù)為2.0_20g/10min。所述不飽和硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。飽和多功能團硅烷為正乙氧基硅烷或正丙氧基硅烷。自由基引發(fā)劑為1,1-二叔丁基過氧化環(huán)己烷,過氧化苯甲?;蜻^氧化二異丙苯。有機錫催化劑為二月桂酸二丁基錫或二月桂酸二乙基錫。本發(fā)明常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料的制備方法為將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙丙橡膠EPDM、聚磷酸銨阻燃劑、氯化石蠟、不飽和硅烷、飽和多功能團硅烷、自由基引發(fā)劑、有機錫催化劑、抗氧劑1010、抗銅劑MD1024、聚乙烯蠟潤滑劑投入到轉(zhuǎn)速為IOOrpm的高速混合機中,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,各區(qū)溫度分別為一區(qū)130°C、二區(qū)140°C、三區(qū)150°C、四區(qū)160°C、五區(qū)180°C、六區(qū)180°C、機頭160°C,熔融造粒得管料。本發(fā)明由于采用了飽和多功能團硅烷,其與有機錫一起起到促進交聯(lián)的作用,催化效果更顯著,從而使得硅烷交聯(lián)速度顯著提高,而且不需要在溫水或蒸汽環(huán)境下長時間蒸煮就能使硅烷交聯(lián)。本發(fā)明與背景專利技術(shù)中提到的方法的本質(zhì)區(qū)別在于快速交聯(lián)的方法不同,不需要用到電子加速器或鈷源輻照就能達到交聯(lián)。用本發(fā)明管料制得的管,每毫米壁厚,在溫度23°C和濕度50%條件下自然放置1天,即可通過標(biāo)準(zhǔn)要求的交聯(lián)度測試、力學(xué)測試和老化性能測試。試驗表明,本發(fā)明的優(yōu)點在于工藝方法簡單,傳統(tǒng)設(shè)備即可,無需高能電子加速器或鈷源輻照;存放安全,開包裝后,未用完,可重新密封,不影響再用。對比于市售的輻照交聯(lián)阻燃熱收縮管料需要電子加速器或鈷源輻照,本發(fā)明管料制得的熱收縮管可大大縮短了交聯(lián)時間,節(jié)約能源,為廠家節(jié)省了時間與成本,而且提高了產(chǎn)品均勻度,提升了產(chǎn)品質(zhì)量。具體實施例方式以下實施例得到的一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,其采用Φ65雙螺桿擠出機擠出造粒而得,雙螺桿擠出機溫度設(shè)置一區(qū)130°C、二區(qū)140°C、三區(qū)150°C、四區(qū)160°C、五區(qū)180°C、六區(qū)180°C、機頭160°C。然后,采用Φ65熱收縮管擠出機制管,擠出機溫度分布一區(qū)110°C、二區(qū)120°C、三區(qū)130°C、四區(qū)140°C、五區(qū)150°C、六區(qū)140°C、機頭140°C,擠出線速2米/分鐘,得到的熱收縮管,每毫米壁厚,在23°C與50%濕度的條件下自然放置1天,再經(jīng)擴管機擴管至所需口徑,擴管機各區(qū)溫度為一區(qū)130°C、二區(qū)150°C、三區(qū)170°C、四區(qū)160°C、五區(qū)150°C、機頭140°C,氣壓0.1-0.6MPa,速度3米/分鐘,即得到硅烷交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管成品;力學(xué)性能根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBT2951.1-1997;老化性能根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBT2951.2-1997。以下實施例使用的原料如下(1)乙丙橡膠EPDM乙烯含量為53%(重量),門尼粘度〔ML(l+4),125°C〕為42MU;(2)乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)密度0.95g/cm3,乙酸乙烯酯的含量28wt%.熔融指數(shù)為4g/10min;(3)有機錫催化劑二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫;(4)硅烷乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷;(5)自由基引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP);(6)抗氧劑1010;(7)飽和多功能團硅烷正乙氧基硅烷、正丙氧基硅烷;(8)抗銅劑MD1024大連化工研究設(shè)計院;(9)阻燃劑聚磷酸銨,濟南金盈泰化工有限公司;(10)阻燃劑氯化石蠟,上海文捃化工有限公司;(11)潤滑劑聚乙烯蠟。實施例1在轉(zhuǎn)速為IOOrpm的高速混合機中投入IOkg的乙丙橡膠,40kg的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,5kg的乙烯基三乙氧基硅烷,0.Ikg的過氧化二異丙苯,0.Ikg的二月桂酸二丁基錫,Ikg的正乙氧基硅烷,0.Ikg的抗氧劑1010,0.Ikg的抗銅劑,25kg的聚磷酸銨,IOkg的氯化石蠟,0.5kg的聚乙烯蠟,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,擠出機各區(qū)溫度為一區(qū)110°C、二區(qū)120°C、三區(qū)130°C、四區(qū)140°C、五區(qū)150°C、六區(qū)140°C、機頭140°C,熔融造粒得管料。實施例2在轉(zhuǎn)速為IOOrpm的高速混合機中投入15kg的乙丙橡膠,35kg乙烯-乙酸乙烯共聚物,1.Okg的乙烯基三乙氧基硅烷,2kg的過氧化二異丙苯,Ikg的二月桂酸二丁基錫,3kg的正乙氧基硅烷,0.5kg的抗氧劑1010,0.5kg的抗銅劑,30kg的聚磷酸銨,5kg的氯化石蠟,2kg的聚乙烯蠟,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,擠出機各區(qū)溫度為一區(qū)110°C、二區(qū)120°C、三區(qū)130°C、四區(qū)140°C、五區(qū)150°C、六區(qū)140°C、機頭140°C,熔融造粒得管料。實施例3在轉(zhuǎn)速為IOOrpm的高速混合機中投入20kg的乙丙橡膠,30kg乙烯-乙酸乙烯共聚物,2kg的乙烯基三乙氧基硅烷,0.2kg的過氧化二異丙苯,0.5kg的二月桂酸二丁基錫,Ikg的正丙氧基硅烷,0.2kg的抗氧劑1010,0.2kg的抗氧抗銅劑,25kg的聚磷酸銨,IOkg的氯化石蠟,0.5kg的聚乙烯蠟,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,擠出機各區(qū)溫度為一區(qū)110°C、二區(qū)120°C、三區(qū)130°C、四區(qū)140°C、五區(qū)150°C、六區(qū)140°C、機頭140°C,熔融造粒得管料。實施例4在轉(zhuǎn)速為IOOrpm的高速混合機中投入20kg的乙丙橡膠,20kg乙烯-乙酸乙烯共聚物,3kg的乙烯基三乙氧基硅烷,0.3kg的過氧化二異丙苯,0.3kg的二月桂酸二丁基錫,3kg的正丙氧基硅烷,0.Ikg的抗氧劑1010,0.Ikg的抗銅劑,30kg的聚磷酸銨,5kg的氯化石蠟,0.5kg的聚乙烯蠟,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,擠出機各區(qū)溫度為一區(qū)110°C、二區(qū)120°C、三區(qū)130°C、四區(qū)140°C、五區(qū)150°C、六區(qū)140°C、機頭140°C,熔融造粒得管料。產(chǎn)品性能檢測取上述4個實施例制得的粒料,分別用安裝有口模和芯模的單螺桿擠出機在110-160度溫度下擠出成管,接著將這些管經(jīng)電子加速器輻照交聯(lián),輻照劑量為13Mrad;輻照交聯(lián)后的管子在130-170°C度下,經(jīng)真空擴張設(shè)備擴張2倍后,冷卻定型即得到熱收縮套管成品。本發(fā)明4項實施例與中國專利CN100387646介紹的一種輻照交聯(lián)阻燃熱收縮標(biāo)識套管及其制備方法中實施例1的性能比較如下(力學(xué)性能測試按照GBT2951.1-1997,老化性能測試按照GBT2951.2-1997,電性能測試按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBT1408.1-1999和GB1410-89)表1實施例1-4及對比例基本性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上表可以看出,使用本發(fā)明的配方和制備方法得到的一種常溫快速硅烷交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料(實施例1至實施例4),用安裝有口模和芯模的單螺桿擠出機在110-160度溫度下擠出成管,接著將這些管經(jīng)電子加速器輻照交聯(lián),輻照劑量為13Mrad;輻照交聯(lián)后的管子在130-170°C度下,經(jīng)真空擴張設(shè)備擴張2倍后,冷卻定型即得到熱收縮套管。與中國專利CN100387646介紹的一種輻照交聯(lián)阻燃熱收縮標(biāo)識套管及其制備方法中實施例1的性能比較可知本發(fā)明最終制得的成品管力學(xué)性能和電性能均優(yōu)于中國專利CN100387646中的實施例1;本發(fā)明制得的成品管無需電子加速器。C輻照即能達到交聯(lián),通過了熱收縮比試驗,在具體的生產(chǎn)過程中,大大簡化了交聯(lián)程序,為生產(chǎn)廠家大大節(jié)約了生產(chǎn)成本和時間成本。權(quán)利要求一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,以重量份數(shù)表示,由以下原料組成乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30-40份,乙丙橡膠EPDM10-20份,聚磷酸銨阻燃劑25-30份,氯化石蠟5-10份,不飽和硅烷1.0-5份,飽和多功能團硅烷1.0-3.0份,自由基引發(fā)劑0.1-2份,有機錫催化劑0.1-1份,抗氧劑10100.1-0.5份,抗銅劑MD10240.1-0.5份,聚乙烯蠟潤滑劑0.5-2份;其中所述乙丙橡膠EPDM,其乙烯含量以重量計為53%,門尼粘度(ML(1+4),125℃)為42MU;所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,其乙酸乙烯酯含量以重量計為10-30%,密度為0.91-0.95g/cm3,熔融指數(shù)為2.0-20g/10min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,其特征是所述不飽和硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷或者乙烯基三乙氧基硅烷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,其特征是所述飽和多功能團硅烷為正乙氧基硅烷或者正丙氧基硅烷。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,其特征是所述自由基引發(fā)劑為1,1-二叔丁基過氧化環(huán)己烷,過氧化苯甲?;蛘哌^氧化二異丙苯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料,其特征是所述有機錫催化劑為二月桂酸二丁基錫或者二月桂酸二乙基錫。6.一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料的制備方法,其步驟為將乙烯_乙酸乙烯酯共聚物、乙丙橡膠EPDM、聚磷酸銨阻燃劑、氯化石蠟、不飽和硅烷、飽和多功能團硅烷、自由基引發(fā)劑、有機錫催化劑、抗氧劑1010、抗銅劑MD1024、聚乙烯蠟潤滑劑投入到轉(zhuǎn)速為lOOrpm的高速混合機中,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,各區(qū)溫度分別為一區(qū)130°C、二區(qū)140°C、三區(qū)150°C、四區(qū)160°C、五區(qū)180°C、六區(qū)180°C、機頭160°C,熔融造粒得管料。全文摘要本發(fā)明公開了一種常溫快速交聯(lián)低鹵阻燃熱收縮管料及其制備方法,將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙丙橡膠EPDM、聚磷酸銨阻燃劑、氯化石蠟、不飽和硅烷、飽和多功能團硅烷、自由基引發(fā)劑、有機錫催化劑、抗氧劑1010、抗銅劑MD1024、聚乙烯蠟潤滑劑投入到轉(zhuǎn)速為100rpm的高速混合機中,混合10分鐘,然后加入雙螺桿擠出機,熔融造粒得管料。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)必須要電子加速器或鈷源輻照才能交聯(lián)的不足,簡化了生產(chǎn)工藝,節(jié)約了生產(chǎn)成本,提升了產(chǎn)品質(zhì)量。其擠制的熱收縮管,管壁厚每毫米,在溫度23℃和濕度50%條件下自然放置1天,即可完成交聯(lián)過程,并能夠通過國家標(biāo)準(zhǔn)要求的力學(xué)性能測試、老化性能測試和電性能等測試。文檔編號C08L23/08GK101831107SQ20101018208公開日2010年9月15日申請日期2010年5月17日優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日發(fā)明者楊金保,汪根林,鮑克霞申請人:安慶市三陽塑膠材料有限公司