一种紫外光交联透明双壁热缩套管及其制备方法与流程

本发明属于管材制备，提供了一种紫外光交联透明双壁热缩套管及其制备方法。

背景技术：

1、双壁热缩管是一种以具有热收缩记忆功能的交联聚烯烃材料为外层，以提供粘结密封作用的热熔胶为内层复合加工而成的热缩管，热熔胶在受热时熔融从而将双壁管粘接至待保护物体上，实现绝缘密封的功能，同时具有很高的绝缘强度，用于电线，电缆，连接器和终端的保护和识别，在医疗，海洋和军事领域在内的所有行业具有广泛的应用。

2、目前对于双壁热缩管的研究主要集中在如何提升其密封性能，如中国发明专利cn113978076a公开了一种热收缩材料及其制备方法、应用、双壁收缩套管，包括外层母料及热熔胶改性母料；外层母料包括：聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚乙烯辛烯共聚弹性体、敏化剂、抗氧剂及润滑剂；热熔胶改性母料包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶份、聚酰胺热熔胶、抗铜剂、自由基吸收剂及抗氧剂。该双壁热收缩套管具有在高温下实现快速收缩，高温烘烤收缩不开裂特性，适用多股线束的密封防水。

3、随着经济的不断发展，热收缩双壁套管的需求量越来越大，且对性能提出了更高的要求，如阻燃和透明。中国发明专利申请cn108794853a公开了一种阻燃柔性热缩套管的制备方法，将芦苇粉末、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合得到木石纤维，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处理得到阻燃柔性热缩套管，具有很好的阻燃性能。但在配方中添加阻燃剂，无法将热收缩套管加工成透明态，防火等级高的环境，热收缩套管无法满足要求。

4、中国发明专利申请cn108948497a公开了一种透明阻燃双壁热收缩套管及其制备方法，通过添加液体阻燃剂，在不影响产品透明性的情况下，又赋予优异的阻燃性能。通过钴-60γ射线或中能电子加速器进行辐照交联，但是电子加速器辐照穿透性强，辐照后热熔胶的流动性会降低，密封性变差。

5、因此，如何提高透明双壁热缩套管综合性能仍有待进一步研究。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种紫外光交联透明双壁热缩套管及其制备方法，通过乙烯基聚合物的选择和配比优化，结合紫外光交联技术得到的透明双壁热缩套管具有优异的透明度、力学性能、老化性能、扩张稳定性以及交联程度等，应用更为广泛。

2、本发明的技术方案之一是：

3、提供了一种紫外光交联透明双壁热缩套管，所述透明双壁热缩套管包括外皮料和内胶料；所述外皮料由乙烯基聚合物、光引发剂、交联剂和抗氧剂制备得到；所述乙烯基聚合物为乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(eea)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(emma)和乙烯-辛烯共聚物(poe)。

4、进一步地，所述外皮料按照重量份数计，包括乙烯基聚合物90-100份、光引发剂1-5份、交联剂1-5份和抗氧剂0.5-2份。

5、进一步地，所述乙烯基聚合物按照重量份数计，为乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(eea)15-30份、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(emma)60-80份和乙烯-辛烯共聚物(poe)5-10份。

6、进一步地，所述光引发剂选自二苯甲酮或其衍生物。

7、在本发明的一些实施方案中，所述二苯甲酮衍生物选自4-甲基二苯甲酮或2,4,6-三甲基二苯甲酮。

8、进一步地，所述交联剂选自聚氰酸三烯丙酯(tac)、三烯丙基异氰尿酸酯(taic)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)或季戊四醇四烯丙基醚(petae)。

9、进一步地，所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂、n,n’-1,6-亚已基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、硫代二丙酸双十二醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、1,3,5-三甲基-2,4,6三(3,5-二-三-丁基-4-羟基苄基)苯、4,4-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺和n,n-双(1,4-二甲基戊基)对苯二胺中的至少一种。

10、更进一步地，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯含量为5-15wt.％；所述乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯含量为5-18wt.％。

11、更进一步地，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物熔融指数mi为1.0-5.0g/10min；所述乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物熔融指数mi为1.0-5.0g/10min；所述乙烯-辛烯共聚物熔融指数mi为0.5-5.0g/10min。

12、更进一步地，所述乙烯-辛烯共聚物门尼粘度(ml 1+4，121℃)为10-40。

13、进一步地，所述内胶料选自聚酰胺热熔胶。

14、更进一步地，所述的聚酰胺热熔胶其环球软化点为105-130℃，粘度7000-14000mpa.s/200℃。

15、本发明的技术方案之二是：

16、提供了上述任一所述的透明双壁热缩套管的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)将乙烯基共聚物、光引发剂、交联剂和抗氧剂混合均匀，并挤出成型、切粒得外皮料；

18、(2)内胶料经干燥与滑石粉混匀，再与外皮料经共挤出成型、干燥，得双壁套管；

19、(3)成型干燥后的双壁管经紫外光辐照交联、加热扩张、冷却定性，即得所述透明双壁热缩套管。

20、进一步地，步骤(1)中，所述挤出成型温度为110-125℃。

21、在本发明的一些实施方式中，外皮料的制备方法包括：按重量份数称取乙烯基共聚物、光引发剂、交联剂和抗氧剂，在搅拌机中充分混合均匀；将混合均匀的物料用双螺杆挤出机内挤出，水冷，拉条，切粒，风干；并将上述风干后的物料再次投入搅拌机中搅拌均匀后，装入铝塑遮光袋中备用。

22、进一步地，步骤(2)中，所述共挤出成型过程中，外皮料挤出温度为145-155℃，内胶料挤出温度为130-140℃。

23、在本发明的一些实施方式中，所述内管料聚酰胺热熔胶在使用前需在65-75℃空气循环热烘箱中干燥6-8小时，干燥完成后与2％的滑石粉混匀备用。

24、在本发明的一些实施例中，所述共挤出成型使用配有免调双壁热缩管共挤出模具的两台组合单螺杆挤出机。

25、进一步地，步骤(3)中，所述紫外光辐交联是高压无极汞灯为辐照光源，辐照功率为10-20kw，辐照时间为8-15s。

26、进一步地，步骤(3)中，所述扩张温度为140-170℃。

27、在本发明的一些实施方式中，所述紫外光辐照采用辐照箱配备冷却装置，以确保辐照过程中温度不超过70℃，保持双壁热缩套管尺寸稳定。

28、在本发明的一些实施方式中，所述紫外光辐照完成后的半成品双壁热缩套管通过扩张机在甘油中进行加热扩张以及冷却定型得到透明双壁热缩套管。

29、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

30、(1)本发明将紫外光交联技术应用于热缩套管的生产中，相比于电子加速器辐照交联，极大的减少了设备场地成本以及生产能耗，且由于挤出辐照一体化，显著减少了产品生产周期；

31、(2)通过调整乙烯基聚合物的选择以及调控各组分配比，在提高双壁管外皮透明度的同时降低了材料的结晶度，使得紫外光交联能在非熔融状态下进行，为无内部支撑的热缩套管应用紫外光辐照交联提供了可行条件；

32、(3)本发明透明双壁管内胶料中不含光引发剂以及交联剂，在紫外光辐照过程中几乎不发生反应，故对热熔胶的流动性无影响，而现有的电子加速器辐照交联由于穿透性强，辐照后热熔胶的流动性会降低，密封性变差，因此采用紫外光辐照交联的透明双壁管密封性更好。