一种室外用抗老化双壁热缩套管及其制备方法
【专利摘要】一种室外用抗老化双壁热缩套管及其制备方法，所述双壁热缩套管包括位于内层的热熔胶和位于外层的以聚烯烃为主料的热缩层，所述双壁热缩套管的组分按重量份数计为：热熔胶10-50份，聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30-60份，氢氧化镁和/或氢氧化铝和/或改性氢氧化镁和/或三聚氰尿酸盐(MCA)10-40份，阻燃剂1-30份，光稳定剂和/或紫外光吸收剂0.1-5份，助剂0-5份，助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂和表面处理剂。本发明的双壁热缩套管具有优良的阻燃、绝缘、耐温等性能，同时外层热缩层具有抗老化、抗紫外线的功能；内层的热熔胶经特殊处理，具有自我修复功能；制备过程安全环保。
【专利说明】一种室外用抗老化双壁热缩套管及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料领域，尤其涉及一种室外用抗老化双壁热缩套管及其制备方法。
【背景技术】
[0002]双壁热缩套管属于热缩套管中的高端产品，外层采用优质的交联聚烯烃材料，内层热熔胶复合加工而成的一种高强度的复合材料。外层具有绝缘、防腐、耐磨等优点，内层具有低熔点、防水密封和机械应变缓冲性能等优点。
[0003]当热缩套管应用于室外时，双壁热缩套管具有一定的优势。以太阳能热水器管道为例，现有太阳能热水器管道外皮是采用塑料或拉伸膜包覆，使用双壁管对太阳能热水器管道进行包覆，具有连接方便、适应性强、连接可靠、密封好、外形美观、使用寿命长等特点。然而，目前常规的套管或拉伸膜等太阳能管道包覆物并没有作防紫外线预处理。而太阳能热水器室外水箱的管道连接是在日晒雨淋昼夜温差大的环境下使用。由于长期使用于露天环境中，暴露在日晒雨淋昼夜温差大的环境下，容易产生一系列的问题，尤其是阳光中的紫外线对常规套管或拉伸膜等太阳能热水器管道包覆物具有降解危害性，紫外线能加速热缩套管老化，表现为双壁热缩套管外皮材料脱落，变色，变脆，最终丧失双壁热缩套管的功能。另一方面，常规套管或拉伸膜等太阳能管道包覆物在常温常压条件下自我修复性差，没有自我修复功能。
[0004]因此，开发一种适于室外用的抗老化双壁热缩套管对于资源的有效利用具有重大的意义。
【发明内容】
[0005]为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种适于室外用的具有抗老化、抗紫外线功能并且环保的双壁热缩套管及其制备方法。
[0006]一种室外用抗老化双壁热缩套管，包括位于内层的热熔胶和位于外层的以聚烯烃为主料的热缩层，所述双壁热缩套管的组分按重量份数计为:
热熔胶10-50份，
聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30-60份，
氢氧化镁和/或氢氧化铝和/或改性氢氧化镁和/或三聚氰尿酸盐(MCA) 10-40份， 阻燃剂1-30份，
光稳定剂和/或紫外光吸收剂0.1-5份，
助剂0-5份，助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂和表面处理剂。
[0007]优选地，所述紫外光吸收剂采用紫外光吸收剂UV531。
[0008]所述热熔胶的组分按重量份数计为:
EVA醋酸乙烯脂 7-35份，
增粘树脂2-10份，
PE 蜡0.9-4.5 份， 抗氧剂0.1-0.5份。
[0009]优选地，所述阻燃剂为红磷或微胶囊红磷或氮系阻燃剂。
[0010]在本发明中，优选地，所述抗氧剂为受阻酚型抗氧剂，尤其可采用抗氧剂1010，润滑剂为硬脂酸锌，着色剂为色母粒或色粉，表面处理剂为硅橡胶。
[0011]优选地，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为I?5g/10min(19(TC )，醋酸乙烯脂的重量含量17%?20%。
[0012]本发明还公开了一种上述室外用抗老化双壁热缩套管的制备方法，包括以下步骤:
51、将30-60重量份的聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-40重量份的氢氧化镁和/或氢氧化铝和/或改性氢氧化镁和/或三聚氰尿酸盐(MCA)、1-30重量份的阻燃剂、
0.1-5重量份光稳定剂和/或紫外光吸收剂UV531、0-5重量份的助剂加入密闭高速运转的密炼机中，造粒温度控制在95-150°C范围内；
52、将步骤SI中的混合物用密炼机在100-140°C下混炼并造粒后，投入单螺杆挤出机中，在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型；
53、将步骤S2中得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；
54、通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联改性，通过扩张设备对双壁管定径扩张。
[0013]优选地，在步骤S2中，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内。
[0014]优选地，所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-5.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-5.0mm。
[0015]优选地，在步骤S4中，辐照剂量5Mrad_20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内。
[0016]与现有技术相比，本发明的室外用抗老化双壁热缩套管具有优良的阻燃、绝缘、耐温等性能，同时外层热缩层添加了光稳定剂，采用用密闭高速运转的密炼机混炼造粒，使外层热缩层具有抗老化、抗紫外线的功能；另一方面，内层的热熔胶经特殊处理，具有自我修复功能，有效提高使用寿命，并且适合于室外用的双壁热缩套管；双壁热缩套管原料挤出成型后经过电子加速器辐照交联，代替化学交联方法，有效避免操作过程中安全事故发生，并且产品环保废弃后对人类居住环境和人类健康影响小；原材料成本不高，适用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0017]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0018]实施例一
首先，取下列重量份数的热缩层原料:
聚乙烯30份，
氢氧化镁10份，
红磷I份，
光稳定剂0.1份， 抗氧剂1010 0.5份，
硬脂酸锌I份，
色母粒2份，
硅橡胶0.4份。
[0019]将上述混合物加入密闭高速运转的密炼机中混炼，温度控制在100_140°C范围内。优选地，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内，物料各组分分散性好，均匀程度高。将混炼得到的混合物用单螺杆挤出机在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型，得到双壁热缩套管的外层热缩层。
[0020]第二，取下列重量份数的热熔胶原料:
EVA醋酸乙烯脂 7份，
增粘树脂2份，
PE蜡0.9份，
抗氧剂0.1份；
首先将PE蜡熔化，然后加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂基本熔化时逐渐加入增粘树脂，在130-180°C下反应0.5-1.5 h后加入抗氧剂，再反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。其可大幅度降低热熔胶成本；提高产品粘度和软化点；增加产品粘接强度，易分散均匀。作为双壁管内层热溶胶具有自我修复功能，利于提高双壁管力学性能。
[0021]然后，将上述步骤得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-5.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-5.0mm。
[0022]最后，通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内；并通过加热对内径进行扩张，得到双壁热缩套管。
[0023]实施例二
首先，取下列重量份数的热缩层原料:
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物35份，
氢氧化铝20份，
微胶囊红磷10份，
光稳定剂I份，
抗氧剂1010 I份，
硬脂酸锌1.5份，
色母粒1.5份，
硅橡胶I份；
其中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为I?5g/10min(19(TC )，醋酸乙烯脂的重量含量17%?20%。
[0024]将上述混合物加入密闭高速运转的密炼机中混炼，温度控制在100_140°C范围内。优选地，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内，物料各组分分散性好，均匀程度高。将混炼得到的混合物用单螺杆挤出机在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型，得到双壁热缩套管的外层热缩层。
[0025]第二，取下列重量份数的热熔胶原料:
EVA醋酸乙烯脂 21份，
增粘树脂6份，
PE蜡2.7份，
抗氧剂0.3份；
首先将PE蜡熔化，然后加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂基本熔化时逐渐加入增粘树脂，在130-180°C下反应0.5-1.5 h后加入抗氧剂，再反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。其可大幅度降低热熔胶成本；提高产品粘度和软化点；增加产品粘接强度，易分散均匀。作为双壁管内层热溶胶具有自我修复功能，利于提高双壁管力学性能。
[0026]然后，将上述步骤得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-5.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-5.0mm。
[0027]最后，通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内；并通过加热对内径进行扩张，得到双壁热缩套管。
[0028]实施例三
首先，取下列重量份数的热缩层原料:
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物40份，
氢氧化镁25份，
微胶囊红磷10份，
光稳定剂5份，
抗氧剂1010 1.5份，
硬脂酸锌0.5份，
色母粒2份，
硅橡胶I份；
其中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为I?5g/10min(19(TC )，醋酸乙烯脂的重量含量17%?20%。
[0029]将上述混合物加入密闭高速运转的密炼机中混炼，温度控制在100_140°C范围内。优选地，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内，物料各组分分散性好，均匀程度高。将混炼得到的混合物用单螺杆挤出机在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型，得到双壁热缩套管的外层热缩层。
[0030]第二，取下列重量份数的热熔胶原料:
EVA醋酸乙烯脂 28份，
增粘树脂8份，
PE蜡3.6份，
抗氧剂0.4份；
首先将PE蜡熔化，然后加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂基本熔化时逐渐加入增粘树脂，在130-180°C下反应0.5-1.5 h后加入抗氧剂，再反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。其可大幅度降低热熔胶成本；提高产品粘度和软化点；增加产品粘接强度，易分散均匀。作为双壁管内层热溶胶具有自我修复功能，利于提高双壁管力学性能。
[0031]然后，将上述步骤得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-3.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-3.0mm。
[0032]最后，通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内；并通过加热对内径进行扩张，得到双壁热缩套管。
[0033]实施例四
首先，取下列重量份数的热缩层原料:
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物50份，
改性氢氧化镁40份，
微胶囊红磷5份，
紫外光吸收剂UV531 I份；
其中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为I?5g/10min(19(TC )，醋酸乙烯脂的重量含量17%?20%。
[0034]将上述混合物加入密闭高速运转的密炼机中混炼，温度控制在100_140°C范围内。优选地，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内，物料各组分分散性好，均匀程度高。将混炼得到的混合物用单螺杆挤出机在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型，得到双壁热缩套管的外层热缩层。
[0035]第二，取下列重量份数的热熔胶原料:
EVA醋酸乙烯脂 28份，
增粘树脂7份，
PE蜡4.6份，
抗氧剂0.4份；
首先将PE蜡熔化，然后加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂基本熔化时逐渐加入增粘树脂，在130-180°C下反应0.5-1.5 h后加入抗氧剂，再反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。其可大幅度降低热熔胶成本；提高产品粘度和软化点；增加产品粘接强度，易分散均匀。作为双壁管内层热溶胶具有自我修复功能，利于提高双壁管力学性能。
[0036]然后，将上述步骤得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-3.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-3.0mm。
[0037]最后，通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内；并通过加热对内径进行扩张，得到双壁热缩套管。
[0038]实施例五
首先，取下列重量份数的热缩层原料:
聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物60份，
氢氧化铝20份，
MCA阻燃剂(三聚氰胺氰尿酸盐)40份， 紫外光吸收剂UV531 5份，
抗氧剂1010 0.5份，
硬脂酸锌0.5份，
色母粒3份，
娃酮0.1份；
其中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔融指数为I?5g/10min(19(TC )，醋酸乙烯脂的重量含量17%?20%。
[0039]将上述混合物加入密闭高速运转的密炼机中混炼，温度控制在100_140°C范围内。优选地，密炼机造粒过程中的混合物翻身次数控制在3-8次，温度控制在95-150°C范围内，物料各组分分散性好，均匀程度高。将混炼得到的混合物用单螺杆挤出机在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型，得到双壁热缩套管的外层热缩层。
[0040]第二，取下列重量份数的热熔胶原料:
EVA醋酸乙烯脂 35份，
增粘树脂10份，
PE蜡4.5份，
抗氧剂0.5份；
首先将PE蜡熔化，然后加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂基本熔化时逐渐加入增粘树脂，在130-180°C下反应0.5-1.5 h后加入抗氧剂，再反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。其可大幅度降低热熔胶成本；提高产品粘度和软化点；增加产品粘接强度，易分散均匀。作为双壁管内层热溶胶具有自我修复功能，利于提高双壁管力学性能。
[0041]然后，将上述步骤得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内；所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-3.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为 0.01-3.0mm。
[0042]最后，通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内；并通过加热对内径进行扩张，得到双壁热缩套管。
[0043]本发明的双壁热缩套管适于室外用，使用红磷或者微红磷胶囊作为阻燃剂，阻燃效果好，套管阻燃等级达到美国军工UL224 Vff-1标准；不含有卤素，产品燃烧时不产生卤化氢气体和烟雾，对人类居住环境影响小，符合欧盟ROHS 2.0，符合欧盟REACH环保控制要求，在外层热缩层中添加光稳定剂，使产品可适应日晒雨淋昼夜温差大的使用环境，具有抗老化，预防外皮脱落、变色、变脆的功能；内层热熔胶经过特殊化处理，具有自我修复功能。
[0044]以上内容是结合具体的优选方式对本发明所作的进一步详细说明，不应认定本发明的具体实施只局限于以上说明。对于本【技术领域】的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，均应视为由本发明所提交的权利要求确定的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种室外用抗老化双壁热缩套管，包括位于内层的热熔胶和位于外层的以聚烯烃为主料的热缩层，所述双壁热缩套管的组分按重量份数计为: 热熔胶10-50份， 聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30-60份， 氢氧化镁和/或氢氧化铝和/或改性氢氧化镁和/或三聚氰尿酸盐(MCA) 10-40份， 阻燃剂1-30份， 光稳定剂和/或紫外光吸收剂0.1-5份， 助剂0-5份，助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂和表面处理剂。
2.根据权利要求1所述的双壁热缩套管，其特征在于:所述紫外光吸收剂采用紫外光吸收剂UV531。
3.根据权利要求1所述的双壁热缩套管，其特征在于，所述热熔胶的组分按重量份数计为: EVA醋酸乙烯脂 7-35份， 增粘树脂2-10份， PE 蜡0.9-4.5 份， 抗氧剂0.1-0.5份。
4.根据权利要求1所述的双壁热缩套管，其特征在于:所述阻燃剂为红磷或微胶囊红磷或氮系阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的双壁热缩套管，其特征在于:所述抗氧剂为1010抗氧剂，润滑剂为硬脂酸锌，着色剂为色母粒或色粉，表面处理剂为硅橡胶或硅酮。
6.根据权利要求1所述的双壁热缩套管，其特征在于:所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯脂的重量含量17?20%，熔融指数为I?5g/10min(190°C )。
7.—种如权利要求1-6中任一项所述的双壁热缩套管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 51、将30-60重量份的聚乙烯和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-40重量份的氢氧化镁和/或氢氧化铝和/或改性氢氧化镁和/或三聚氰尿酸盐(MCA)、1-30重量份的阻燃剂、0.1-5重量份光稳定剂和/或紫外光吸收剂UV531、0-5重量份的助剂加入密闭高速运转的密炼机中； 52、将步骤SI中的混合物用密炼机在100-140°C下混炼并造粒后，投入单螺杆挤出机中，在100-150°C下挤出、切粒、风冷成型； 53、将步骤S2中得到的料粒与热熔胶分别熔融后共挤成双壁套管，挤出温度控制在85-150°C范围内； 54、通过高能电子加速器对内层的热熔胶和外层的热缩层进行辐照交联改性，通过扩张设备对双壁管定径扩张。
8.根据权利要求7所述的双壁热缩套管的制备方法，其特征在于:所述步骤S3中的热熔胶经下述步骤得到:将PE蜡熔化，加入EVA醋酸乙烯脂，待EVA醋酸乙烯脂熔化时再加入增粘树脂，上述混合物在130-180°C下反应0.5-1.5 h后，加入抗氧剂，经反应0.5_lh出料，成型、造粒而得热熔胶。
9.根据权利要求7所述的双壁热缩套管的制备方法，其特征在于:所述内层的热熔胶的挤出厚度为0.01-5.0mm，外层的热缩层的挤出厚度为0.01-5.0mm。
10.根据权利要求7所述的双壁热缩套管的制备方法，其特征在于:在步骤S4中，辐照剂量5Mrad-20Mrad，热延伸值控制在100-300%范围内。
【文档编号】B32B27/32GK104260423SQ201410537245
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】徐光周, 陈鹏 申请人:东莞三联热缩材料有限公司