本发明涉及管材制备技术领域，具体涉及一种阻燃柔性热缩套管的制备方法。
背景技术：
热缩套管又名热收缩保护套管，为电线、电缆和电线端提供绝缘保护作用。由于热缩套管具有高温收缩、柔软阻燃、绝缘防蚀等优点，广泛用于各种线束、焊点、电感的绝缘保护和金属管、棒的防锈、防蚀等。作为这些元件的外部绝缘包覆层，一方面可以对电子元件进行有效的保护，而一方面在热缩管的表面上可以标明电子元件的信息以便于识别。
常见的制备热缩材料的方法有辐射交联法、过氧化物交联法、硅烷交联法、共聚法等。热缩材料常常用于汽车行业（热缩细管、双壁管、环保热缩管）、电力行业（高压电缆附件、中低压电缆附件、热缩绝缘母排套管）、医疗器材（止血钳、骨科固定材料）、包装材料（热缩包装薄膜、热缩商标）、管道运输（热缩套、热缩补口带、热缩包覆片）、军工行业（异径管接套、雷达电缆保护套）中。
在电子电器场合使用热缩套管时，把热缩套管套在金属样件（铝或铜或金属合金）外层起保护作用，通常用大型热烘箱或者隧道炉进行加热收缩。然而，在批量使用热缩套管时，当热缩套管处于高温加工中或其他高温环境中使用，容易出现相互间自粘，或与其接触金属材料间粘连等现象，影响产品质量，这种情况下会造成二次返工，产生人工、物料等浪费，同时生产效率降低，给企业带来竞争劣势，影响企业发展。另外，热缩管还存在力学性能不够的缺陷，主要的原因是形状记忆聚合物的化学键主要是共价键，其键能较低，而且其构型复杂，很难形成一致的回复动作，形不成很大的合力，同时由于材料的限制，热缩材料往往不具有阻燃的性能，电绝缘性能差（不适宜做薄壁绝缘或更高电压等级）以及耐应力开裂性能差。
因此，亟待发明出一种力学性能好、电绝缘性强、耐热等级高的热缩套管。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前热缩套管材料以塑料为主，由于材料的限制，热缩材料往往不具备良好的阻燃性能，热缩套管韧性较差，在电缆装配过程中，在弯折处易发生应力开裂的缺陷，提供了一种阻燃柔性热缩套管的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种阻燃柔性热缩套管的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将600～700mL乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶转移至水浴锅中，加热升温，向三口烧瓶中加入30～35g镁铝水滑石，启动磁力搅拌器，搅拌混合1～2h，得到分散均匀的水滑石悬浮液；
（2）将70～80g单十二烷基磷酸甲酯钾放入上述水滑石悬浮液中，搅拌混合，用盐酸调节水滑石悬浮液pH，加热升温，搅拌反应，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于烘箱中，干燥得到有机改性水滑石；
（3）将芦苇放入粉碎机中粉碎，过筛得到芦苇粉末，将芦苇粉末置于烘箱中，加热升温，干燥，得到干燥后的芦苇粉末，将干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合，置于高速分散机，以2000～2500r/min的转速高速分散10～15min，得到分散浆料；
（4）将分散浆料置于真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维，取150～170g高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温，预热后，放入设定温度为160～200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后掺入60～65g木石纤维、40～50g硅橡胶，得到混炼胶；
（5）将混炼胶转移至密炼机中，向混炼胶中掺入40～50g乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，密炼后挤出至管式模具中，将管式模具放在平板硫化剂上进行硫化，脱模得到套管半成品，再置于紫外光源下辐照处理，得到阻燃柔性热缩套管。
步骤（1）所述的乙醇水溶液质量分数为40%，加热升温后温度为70～80℃。
步骤（2）所述的盐酸的质量分数为15%，调节水滑石悬浮液pH至4～5，加热升温后温度为80～90℃，搅拌反应时间为6～7h，烘箱设定温度为90～100℃，干燥时间为7～8h。
步骤（3）所述的粉碎时间为3～4h，所过筛规格为100目，加热升温后温度为70～80℃，干燥时间为10～12h，干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合质量比为1︰3︰10。
步骤（4）所述的烘箱加热升温后温度为120～130℃，预热时间为5～7min，炼胶机设定温度为160～200℃。
步骤（5）所述的所用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯质量含量为60～65%，控制密炼机的加工温度为140～160℃，机头转速为60～80r/min，密炼时间为20～25min，控制硫化温度为120～150℃，硫化压力为15～18MPa，硫化时间为15～20min，紫外光源光照强度为400～500Lx，辐照处理时间为20～22h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将镁铝水滑石与乙醇水溶液混合分散得到水滑石悬浮液，以单十二烷基磷酸甲酯盐与水滑石悬浮液在酸性条件下加热反应，经真空抽滤、干燥得到有机改性水滑石，将芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合，经高速分散、真空抽滤分离得到木石纤维，将高密度聚乙烯母料颗粒放入炼胶机中熔炼，掺入木石纤维，得到混炼胶，将混炼胶转移至密炼机，掺入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，经挤出、装模、硫化、辐射处理得到阻燃柔性热缩套管，根据木质粉末温压成形理论，本发明在一定温度条件下将木石纤维掺入聚乙烯熔体，木质素达到玻璃态，软化并在高压下产生流动，此时木质素具有很强的粘合能力，吸附在纤维表面和孔隙中，聚乙烯被压制紧密，增强木质纤维与聚乙烯间的界面结合力，木质纤维在套管径向能增强聚乙烯材料的冲击载荷，提高应力冲击强度，从而使热缩套管变得柔软富有韧性，不易发生应力开裂；
（2）本发明中水滑石粒径较小，在聚合物中可达到纳米级分散，所得材料实际是一种水滑石—聚乙烯纳米复合材料，经过单十二烷基磷酸甲酯盐改性镁铝水滑石后，单十二烷基磷酸甲酯盐会替代镁铝水滑石插层间的碳酸根离子，使镁铝水滑石插层疏水浸油，并使插层间距增大，有利于聚乙烯大分子链插入插层，形成结合紧密的复合材料，本发明的热缩套管在燃烧过程中，使镁铝水滑石会失去层间水分子和层间阴离子，还会发生脱羟基反应，这些过程都将吸收大量的热量同时达到稀释氧气的浓度的目的，促进聚合物的成炭，从而起到保护聚合物和隔离空气的作用，掺入的木质纤维处于高温条件下会炭化膨胀，形成碳网，残炭率上升，排烟量下降，从而提高热缩套管阻燃性能，应用前景广阔。
具体实施方式
将600～700mL质量分数为40%的乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶转移至水浴锅中，加热升温至70～80℃后，向三口烧瓶中加入30～35g镁铝水滑石，启动磁力搅拌器，以350～400r/min的转速搅拌混合1～2h，得到分散均匀的水滑石悬浮液；将70～80g单十二烷基磷酸甲酯钾放入上述水滑石悬浮液中，搅拌混合5～10min，用质量分数为15%的盐酸调节水滑石悬浮液pH至4～5，加热升温至80～90℃，搅拌反应6～7h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为90～100℃的烘箱中，干燥7～8h，得到有机改性水滑石；将芦苇放入粉碎机中粉碎3～4h，过100目筛得到芦苇粉末，将芦苇粉末置于烘箱中，加热升温至70～80℃，干燥10～12h，得到干燥后的芦苇粉末，将干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰3︰10混合，置于高速分散机，以2000～2500r/min的转速高速分散10～15min，得到分散浆料；将分散浆料置于真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维，取150～170g高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至120～130℃，预热5～7min后，放入设定温度为160～200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后掺入60～65g木石纤维、40～50g硅橡胶，得到混炼胶；将混炼胶转移至密炼机中，向混炼胶中掺入40～50g乙烯质量含量为60～65%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，控制密炼机的加工温度为140～160℃，机头转速为60～80r/min，密炼20～25min后挤出至管式模具中，将管式模具放在平板硫化剂上进行硫化，控制硫化温度为120～150℃，硫化压力为15～18MPa，硫化15～20min，脱模得到套管半成品，再置于紫外光源下以400～500Lx的光照强度辐照处理20～22h，得到阻燃柔性热缩套管。
将600mL质量分数为40%的乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶转移至水浴锅中，加热升温至70℃后，向三口烧瓶中加入30g镁铝水滑石，启动磁力搅拌器，以350r/min的转速搅拌混合1h，得到分散均匀的水滑石悬浮液；将70g单十二烷基磷酸甲酯钾放入上述水滑石悬浮液中，搅拌混合5min，用质量分数为15%的盐酸调节水滑石悬浮液pH至4，加热升温至80℃，搅拌反应6h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为90℃的烘箱中，干燥7h，得到有机改性水滑石；将芦苇放入粉碎机中粉碎3h，过100目筛得到芦苇粉末，将芦苇粉末置于烘箱中，加热升温至70℃，干燥10h，得到干燥后的芦苇粉末，将干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰3︰10混合，置于高速分散机，以2000r/min的转速高速分散10min，得到分散浆料；将分散浆料置于真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维，取150g高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至120℃，预热5min后，放入设定温度为160℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后掺入60g木石纤维、40g硅橡胶，得到混炼胶；将混炼胶转移至密炼机中，向混炼胶中掺入40g乙烯质量含量为60%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，控制密炼机的加工温度为140℃，机头转速为60r/min，密炼20min后挤出至管式模具中，将管式模具放在平板硫化剂上进行硫化，控制硫化温度为120℃，硫化压力为15MPa，硫化15min，脱模得到套管半成品，再置于紫外光源下以400Lx的光照强度辐照处理20h，得到阻燃柔性热缩套管。
将650mL质量分数为40%的乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶转移至水浴锅中，加热升温至75℃后，向三口烧瓶中加入33g镁铝水滑石，启动磁力搅拌器，以375r/min的转速搅拌混合1h，得到分散均匀的水滑石悬浮液；将75g单十二烷基磷酸甲酯钾放入上述水滑石悬浮液中，搅拌混合7min，用质量分数为15%的盐酸调节水滑石悬浮液pH至4，加热升温至85℃，搅拌反应6h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为95℃的烘箱中，干燥7h，得到有机改性水滑石；将芦苇放入粉碎机中粉碎3h，过100目筛得到芦苇粉末，将芦苇粉末置于烘箱中，加热升温至75℃，干燥11h，得到干燥后的芦苇粉末，将干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰3︰10混合，置于高速分散机，以2250r/min的转速高速分散13min，得到分散浆料；将分散浆料置于真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维，取160g高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至125℃，预热6min后，放入设定温度为180℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后掺入63g木石纤维、45g硅橡胶，得到混炼胶；将混炼胶转移至密炼机中，向混炼胶中掺入45g乙烯质量含量为63%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，控制密炼机的加工温度为150℃，机头转速为70r/min，密炼23min后挤出至管式模具中，将管式模具放在平板硫化剂上进行硫化，控制硫化温度为135℃，硫化压力为17MPa，硫化17min，脱模得到套管半成品，再置于紫外光源下以450Lx的光照强度辐照处理21h，得到阻燃柔性热缩套管。
将700mL质量分数为40%的乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，将三口烧瓶转移至水浴锅中，加热升温至80℃后，向三口烧瓶中加入35g镁铝水滑石，启动磁力搅拌器，以400r/min的转速搅拌混合2h，得到分散均匀的水滑石悬浮液；将80g单十二烷基磷酸甲酯钾放入上述水滑石悬浮液中，搅拌混合10min，用质量分数为15%的盐酸调节水滑石悬浮液pH至5，加热升温至90℃，搅拌反应7h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为100℃的烘箱中，干燥8h，得到有机改性水滑石；将芦苇放入粉碎机中粉碎4h，过100目筛得到芦苇粉末，将芦苇粉末置于烘箱中，加热升温至80℃，干燥12h，得到干燥后的芦苇粉末，将干燥后的芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰3︰10混合，置于高速分散机，以2500r/min的转速高速分散15min，得到分散浆料；将分散浆料置于真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维，取170g高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至130℃，预热7min后，放入设定温度为200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后掺入65g木石纤维、50g硅橡胶，得到混炼胶；将混炼胶转移至密炼机中，向混炼胶中掺入50g乙烯质量含量为65%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，控制密炼机的加工温度为160℃，机头转速为80r/min，密炼25min后挤出至管式模具中，将管式模具放在平板硫化剂上进行硫化，控制硫化温度为150℃，硫化压力为18MPa，硫化20min，脱模得到套管半成品，再置于紫外光源下以500Lx的光照强度辐照处理22h，得到阻燃柔性热缩套管。
对比例以大连市某公司生产的热缩套管作为对比例 对本发明制得的阻燃柔性热缩套管和对比例中的热缩套管进行检测，检测结果如表1所示：
力学性能测试
采用力学性能测试仪进行测试。
阻燃性能测定
氧指数根据GB/T2406-2009《塑料用氧指数测定燃烧行为第2部分：室温试验》测试。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的阻燃柔性热缩套管性能优良，具有回缩率高，弹性记忆特性好、环保、防潮、绝缘性能佳、安全性能好以及加工方便高效等特点，具有重要的市场价值和社会价值。