一种陶瓷化聚烯烃热收缩材料及由其制得的热收缩管的制作方法

1.本发明属于聚烯烃热收缩材料领域，具体涉及一种陶瓷化聚烯烃热收缩材料及由其制得的热收缩管。


背景技术：

2.随着经济高速发展及生活水平的不断提高，人类对安全意识全方位提升，对用电安全日趋严酷。由于耐火电缆在燃烧状态下能在合理的时间段内保障应急设施、设备继续维持一定的运行时间，在火灾被困人员的逃生，消防人员施救赢得了宝贵时间。在这种情况下，陶瓷化高分子复合材料如硅橡胶、聚烯烃等防火电缆应运而生。
3.陶瓷化高分子复合材料防火电缆已成功应用于国民经济各主要场合，而防火电缆接头用热收缩管还未见陶瓷化热收缩管应用报告及文献资料。虽然陶瓷化聚烯烃电缆料与陶瓷化聚烯烃热收缩材料很多使用场合相同，但制备原理不同，陶瓷化聚烯烃热收缩材料经过挤管、辐射交联后，经过加热扩张工艺才成为热收缩管，通常的陶瓷化聚烯烃电缆料由于填料多，硬度高且不能正常扩张，不适合热收缩管的制备。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种扩张性良好的陶瓷化聚烯烃热收缩材料及由其制得的热收缩管。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
6.一种陶瓷化聚烯烃材料，由以下重量份的原料组成：聚合物基材100份，阻燃剂60～80份，低温陶瓷粉25-40份，云母粉15-30份，玻璃粉10-25份，复合抗氧剂0.5～2份，交联剂1-3份，润滑剂3-6份和色母粒2～6份；其中，所述聚合物基材包括有20～40份热塑性弹性体，制备的热收缩管具有较好柔软性能。由于电缆配件无卤的要求，该热塑性弹性体不含卤，且能与其他基材组分良好相容。阻燃剂用以提高材料的阻燃性能，根据不同场景阻燃等级要求，可选用无机阻燃剂和/或有机阻燃剂。交联剂用于热收缩管半产品的辐射交联，润滑剂用于提升材料的加工性能，复合抗氧剂用于提升材料的抗老化性能，包括主抗氧剂和辅助抗氧剂。
7.色母粒用于给聚烯烃热收缩材料着色，分为环保型和非环保型，非环保型含有一些重金属，在环保要求不高的场景使用。本发明可采用市场上常见的红色、黄色等各色色母粒。
8.在本发明中低温陶瓷粉由氧化硅和氧化铝组成，只要添加常规陶瓷粉的50％左右的用量，就具有很好的陶瓷化效果，由于大幅降低了配方中无机填料的添加量，使得热收缩管可以正常扩张。
9.低温陶瓷粉采用行业内制备方法制备即可，如下列步骤：(1)将氧化硅和氧化铝与低温助熔剂预共混，得到预共混粉体；(2)把钠碱溶液倒入步骤(1)预共混粉体中继续搅拌，得到陶瓷浆液；(3)将步骤(2)中陶瓷浆液烘干，粉碎即得到低温陶瓷粉。
10.作为技术方案的进一步改进，低温陶瓷粉由质量比为1～1.5：1的氧化硅和氧化铝组成。
11.作为技术方案的进一步改进，为了提高抗张效率，陶瓷化聚烯烃材料能够满足产业化的应用，低温陶瓷粉的份数为25～35份。
12.作为技术方案的进一步改进，为了提高材料的耐油性能，所述聚合物基材还包括有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物eva中醋酸乙烯酯va含量为14～40wt％，熔融指数mi＝2～6g/min；所述的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物eea中丙烯酸乙酯含量为14～40wt％，熔融指数mi＝2～6g/min。
13.作为技术方案的进一步改进，所述热塑性弹性体由乙烯-辛烯共聚物poe和三元乙丙橡胶epdm组成，两者均能与聚烯烃共聚物良好相容，提高材料的柔软性能。
14.作为技术方案的进一步改进，所述的交联剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯tmptma和/或三烯丙基异三聚氰酸酯taic。
15.作为技术方案的进一步改进，所述阻燃剂由包括氢氧化铝和氢氧化镁组成，两者重量比为1:1.5～1。
16.作为技术方案的进一步改进，所述的润滑剂包括硬脂酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺ebs和硅酮母料中的一种或组合物。
17.作为技术方案的进一步改进，为了提高材料的加工性能和产品质量，硬脂酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺ebs和硅酮母料的质量比为1：(1～2)：(1～3)。
18.作为技术方案的进一步改进，所述复合抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010和/或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯1076，所述辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯168、硫代二丙酸二月桂酯dltp、硫代二丙酸二硬脂醇酯dstp的其中一种或者组合物。
[0019]
作为技术方案的进一步改进，为了提高抗老化性能，所述的主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1：(1～3)。
[0020]
作为技术方案的进一步改进，所述聚合物中的接枝马来酸酐的辐射接枝相容剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物eva-g-mah和/或乙烯-辛烯共聚物poe-g-mah。
[0021]
本发明还提供一种由上述聚烯烃热收缩材料制得的热收缩管。所述热收缩管采用如下的行业内常规的制备工艺：将各组分混合，熔融后混炼然后挤出造粒，制粒挤出热收缩管半产品，之后辐射交联，再加热扩张，即可。
[0022]
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明的选用的低温陶瓷粉，具有很好的陶瓷化效果，大幅降低了无机填料的添加量，并使得热收缩管具有正常扩张性能。进一步说，聚合物基材中添加poe及epdm等弹性体，制得的热收缩材料柔软，加工性能良好。本发明的陶瓷化热收缩材料及热收缩管具有陶瓷化性能优良、扩张性好和加工性能好的优点。
具体实施方式
[0023]
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照行业现有方法和条件实施。
[0024]
各实施例分别按照表格中配方准备热收缩管材料各组分，将各组分放入密炼机中
混炼，熔融后至130℃左右密炼机进行翻身，然后在130～150℃温度范围内混炼并翻身2次，然后提升至双阶双螺杆挤出机，在120～150℃温度范围内风冷挤出造粒，然后按ansi/ul 224-2006挤压的绝缘管标准挤压成型的绝缘管制作方法，在φ30-90单螺杆挤出机120-150℃温度下熔融挤出热收缩管半产品，之后辐射交联，再加热扩张冷却，即可。辐射的辐射源为电子束，辐射的辐照剂量80-150kgy。
[0025]
实施例1
[0026][0027][0028]
实施例2
[0029][0030]
实施例3
[0031][0032]
实施例4
[0033]
[0034][0035]
实施例5
[0036][0037][0038]
实施例6
[0039][0040]
实施例7
[0041][0042]
测定以上实施例制得的陶瓷化聚烯烃热收缩管材料及由其制得的收缩管的各项性能，其中机械性能、老化性能及耐电压性能采用ansi/ul 224-2006标准测定；并将制得的陶瓷化聚烯烃热收缩管加热收缩至相对应的导体上，按照gb/t19216.21-2003进行线路完整性耐火试验。其中，耐火试验是参照线缆，虽不能达到线缆的耐火标准，但足以满足热收缩管耐火使用要求，其各项性能见表1。
[0043]
表1：热收缩材料及热收缩管(φ6)性能
[0044][0045]
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。