本发明涉及一种电工绝缘保护用途的乙烯和四氟乙烯共聚树脂(ETFE)热收缩材料及其制备方法。
背景技术：
四氟乙烯共聚树脂(ETFE)是可熔融加工氟聚合物品种之一，具有机械性能优异、耐高温、绝缘强度高、电阻率高、耗散因数低、介电常数低的特点。以ETFE为主材的热收缩材料，不但具有上述优点，还具有热收缩的功能。对于航天航空、通信、电子电器和机车行业有耐高温、透明阻燃、高抗机械损伤、耐高频、高绝缘等特殊要求的应用领域，具有广阔的应用前景。本发明所申请保护的内容，可以满足上述应用的需求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于：解决现有常规热收缩管无法全面满足耐高温、透明阻燃、高抗机械损伤、耐高频、高绝缘等特殊要求的不足，提供乙烯和四氟乙烯共聚树脂(ETFE)热收缩材料及其制备方法，可以解决目前存在的问题和矛盾。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种ETFE热收缩材料，其由下列按照重量份数计的组分组成：
所述的ETFE树脂是乙烯和四氟乙烯按照摩尔比1：1的比例交替聚合而成的一种氟塑料；
所述的三元氟橡胶是由三种聚合单体：偏二氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚和四氟乙烯，三元聚合而成的氟橡胶；
所述吸酸剂是下列物质中的一种或者其中两种或多种物质的混合物：轻质氧化镁、氢氧化钙，氧化钙、氧化锌和氧化铅，上述物质的最大粒径要求不超过10微米。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的ETFE树脂的熔点为250～280℃，熔体流动速率为1～8g/10min，密度为1.68～1.72g/cm3。
上述技术方案的进一步限定在于：所述的三元氟橡胶的门尼粘度为25～65ML1+10@121℃，标称氟含量63％～68％，比重为1.86～1.90。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种ETFE热收缩管的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：按照重量份数称取ETFE树脂95～98份、三元氟橡胶2～5份、吸酸剂0.1～0.5份、颜色母粒0～10份，用高速混合机混合均匀，放入加热温度设为280～340℃的双螺杆混炼机中熔融混炼，制成长度为2～4mm，直径为1～3mm的圆柱状塑料粒子；
步骤2：将步骤1所得的塑料粒子经塑料挤出成型机挤出成管状；
步骤3：将上述制得的管材加热升温，加热方式为热空气或甘油，当材料温度达到120℃～180℃时，通过空气压力或空气压力与真空压力差使材料扩张变形，变形倍率为1.8～2.0倍，将变形的材料快速冷却定型，即可得到本发明ETFE热收缩管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明ETFE热收缩材料及其热缩管，温度等级指数都超过150℃，具有优异的机械性能、电绝缘性能、耐高频性能，难燃的同时还可以做成无色透明的高性能热收缩管。
具体实施方式
本发明提出一种四氟乙烯共聚树脂(ETFE)热收缩材料，其由下列按照重量份数计的组分组成：
所述的ETFE树脂是乙烯和四氟乙烯按照摩尔比1：1的比例交替聚合而成的一种氟塑料，熔点为250～280℃，熔体流动速率为1～8g/10min，密度为1.68～1.72g/cm3。
所述的三元氟橡胶是由三种聚合单体即偏二氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚和四氟乙烯，三元聚合而成的氟橡胶，门尼粘度为25～65ML1+10@121℃，标称氟含量63％～68％，比重为1.86～1.90。
所述的吸酸剂是下列物质中的一种或者其中两种或多种物质的混合物：轻质氧化镁(MgO)、氢氧化钙【Ca(OH)2】、氧化钙(CaO)、氧化锌(ZnO)和氧化铅(PbO)，上述物质的最大粒径要求不超过10微米。
所述的颜色母粒是赋予ETFE热缩材料颜色的助剂，可以按照需求选择合适的颜色；如果ETFE热缩材料的要求是无色透明，则不需要加入任何颜色母粒。
本发明还提出一种四氟乙烯共聚树脂(ETFE)热收缩管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照重量份数称取ETFE树脂95～98份、三元氟橡胶2～5份、吸酸剂0.1～0.5份、颜色母粒0～10份，用高速混合机混合均匀，放入加热温度设为280～340℃的双螺杆混炼机中熔融混炼，制成长度为2～4mm，直径为1～3mm的圆柱状塑料粒子；
步骤2：将步骤1所得的塑料粒子经塑料挤出成型机挤出成管状；
步骤3：将上述制得的管材加热升温，加热方式为热空气或甘油，当材料温度达到120℃～180℃时，通过空气压力或空气压力与真空压力差使材料扩张变形，变形倍率为1.8～2.0倍，将变形的材料快速冷却定型，就得到本发明ETFE热收缩管。
制备实施例及比较例
步骤1：按照表1所示的重量份数称取ETFE树脂95～98份、三元氟橡胶2～5份、吸酸剂0.1～0.5份、颜色母粒0～10份，用高速混合机混合均匀用放入加热温度设为280～340℃的双螺杆混炼机中熔融混炼，制成长度为1.5～2.5mm，直径为2～3mm的圆柱状塑料粒子；
步骤2：将步骤1所得的塑料粒子经塑料挤出成型机挤出成管状，浸渍在常温水中，进行冷却固化得到扩张前的聚酯管坯；然后，在150～180℃甘油中继续对该管坯进行加热；向管材内部通压缩气体、外部抽真空，形成内外压差使管材扩张变形，在长度方向上拉伸1.05～1.1倍、在径向方向上扩张1.8～2.0倍，立即进行冷却，得到内径为3.2mm，厚度为0.080mm的ETFE收缩管。并对制得的管进行性能评估，结果如表2所示。
表1：制备实施例1-3与比较例1-3的组分表
备注：
ETFE树脂：源于杜邦公司的Tefzel 200；
三元氟橡胶：源于杜邦公司的Viton GLT 600S；
吸酸剂：源于日本井上石灰株式会社的NICC5000；
颜色母粒：上海蔻兰色料科技有限公司，颜色自选。
表2：制备实施例1-3与比较例1-3物化性能及参数表
备注：
本表测试项目的选取源于美军标SAE-AMS-DTL 23053/14。
由表2的测试结果可以看出：本发明明确界定了各种有效组成的种类和分量，因为纯ETFE在高温易脆裂的缺陷，要求必须添加氟橡胶加以改善；但三元氟橡胶耐低温性差的缺点，又限定了其添加的分量范围。吸酸剂可以有效吸收氟塑料和氟橡胶高温加工时降解产生的氟自由基，降低有毒有害物质产生的同时，还可以抑制降解反应的加剧。
上述测试数据可以证明，通过本发明的技术方法，可以有效地制备出满足美军标SAE-AMS-DTL 23053/14性能要求的ETFE热收缩材料。