CN106009272A - 一种热缩管材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管材制作技术领域，尤其是一种热缩管材及其制备方法，通过将聚丙烯、改性剂、对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝、氧化锌混合配制后，并且结合制备工艺的处理方式，以及对处理过程中的工艺参数的限定，使得热缩管的物理特性得到了改善，使得抗张强度≥24MPa，断裂伸长率≥547％。

Description

一种热缩管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及管材制作技术领域，尤其是一种热缩管材及其制备方法。

背景技术

热缩材料又称高分子形状记忆材料，是高分子材料与辐射加工技术交叉结合的一种智能型材料。普通高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等通常是线形结构，经过电子加速器等放射源的辐射作用变成网状结构后，这些材料就会具备独特的“记忆效应”，扩张、冷却定型的材料在受热后可以重新收缩恢复原来的形状。热缩材料的记忆性能可用于制作热收缩管材、膜材和异形材，主要特性是加热收缩包覆在物体外表面，能够起到绝缘、防潮、密封、保护和接续等作用，收缩材料的径向收缩率可达50％-80％。

热缩材料的生产需要历经混配、成型、辐照、扩张、涂胶等一系列工艺而成。热缩材料的基本原理是利用高分子材料的形状记忆效应制成的。聚烯烃基材等高分子材料经辐照发生交联反应，赋予材料不溶的特点。当升温至其熔融温度后结晶消失，此时将材料扩张并迅速冷却至结晶熔点以下，高分子结晶态恢复，形变被“冻结”，此时的材料具有“记忆效应”，即在没有其他外力作用下，再次加热后会收缩到原来形态，因而得到广泛的运用。

本研究者在现有技术的基础上，对热缩材料的原料进行研究与配合，再将其制备成热缩管材，使得管材的物理特性较优，老化性能得到改善，为热缩管材领域提供了一种新产品。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种热缩管材及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种热缩管材，原料成分以重量份计为聚丙烯50-80份、改性剂10-20份、对苯二胺1-3份、磷酸三钙粉3-5份、炭黑0.3-0.7份、氧化铝粉0.1-0.5份、氧化锌1-3份。

所述的原料成分以重量份计为聚丙烯70份、改性剂15份、对苯二胺2份、磷酸三钙粉4份、炭黑0.5份、氧化铝粉0.4份、氧化锌2份。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维3-7份、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.5-0.9份、硬脂酸锌1-3份、四季戊四醇酯0.3-0.7份。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维5份、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.7份、硬脂酸锌2份、四季戊四醇酯0.5份。

所述的聚丙烯是采用改性剂进行改性处理，改性处理方法是将改性剂与聚丙烯混合均匀后，将其置于温度为100-140℃下，采用超声波处理20-30min。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为200-300℃下处理10-20s，再将其置于温度为20-30℃下冷却5-10min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为100-140℃下，采用超声波频率为300-400Hz处理20-30min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为40-60℃处理1-3h，再将其采用温度为80-100℃处理10-20s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理20-30min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过将聚丙烯、改性剂、对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝、氧化锌混合配制后，并且结合制备工艺的处理方式，以及对处理过程中的工艺参数的限定，使得热缩管的物理特性得到了改善，使得抗张强度≥24MPa，断裂伸长率≥547％。

并且本发明将上述的热缩管进行老化试验处理，并在160℃和200h的条件下，热空气老化后的抗张强度≥22MPa，下降8.3％左右，断裂伸长率≥470％，下降14％左右，可见其抗老化能力较强；老化处理后的物理特性变化不大。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种热缩管材，原料成分以重量计为聚丙烯50kg、改性剂10kg、对苯二胺1kg、磷酸三钙粉3kg、炭黑0.3kg、氧化铝粉0.1kg、氧化锌1kg。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维3kg、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.5kg、硬脂酸锌1kg、四季戊四醇酯0.3kg。

所述的聚丙烯是采用改性剂进行改性处理，改性处理方法是将改性剂与聚丙烯混合均匀后，将其置于温度为100℃下，采用超声波处理20min。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为200℃下处理10s，再将其置于温度为20℃下冷却5min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为100℃下，采用超声波频率为300Hz处理20min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为40℃处理1h，再将其采用温度为80℃处理10s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理20min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。盐为亚硫酸钠溶液。

实施例2

一种热缩管材，原料成分以重量计为聚丙烯80kg、改性剂20kg、对苯二胺3kg、磷酸三钙粉5kg、炭黑0.7kg、氧化铝粉0.5kg、氧化锌3kg。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维7kg、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.9kg、硬脂酸锌3kg、四季戊四醇酯0.7kg。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为300℃下处理20s，再将其置于温度为30℃下冷却10min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为140℃下，采用超声波频率为400Hz处理30min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为60℃处理3h，再将其采用温度为100℃处理20s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理30min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。盐为亚硫酸钾溶液。

实施例3

一种热缩管材，原料成分以重量计为聚丙烯70kg、改性剂15kg、对苯二胺2kg、磷酸三钙粉4kg、炭黑0.5kg、氧化铝粉0.4kg、氧化锌2kg。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维5kg、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.7kg、硬脂酸锌2kg、四季戊四醇酯0.5kg。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为250℃下处理15s，再将其置于温度为5℃下冷却8min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为130℃下，采用超声波频率为350Hz处理25min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为50℃处理2h，再将其采用温度为90℃处理15s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理25min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。盐为硫化钾溶液。

实施例4

一种热缩管材，原料成分以重量计为聚丙烯50kg、改性剂15kg、对苯二胺3kg、磷酸三钙粉3kg、炭黑0.6kg、氧化铝粉0.2kg、氧化锌1kg。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维3kg、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.5kg、硬脂酸锌2kg、四季戊四醇酯0.7kg。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为300℃下处理10s，再将其置于温度为30℃下冷却10min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为140℃下，采用超声波频率为400Hz处理20min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为60℃处理1h，再将其采用温度为100℃处理20s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理30min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。盐为硫化钾溶液。

实施例5

一种热缩管材，原料成分以重量计为聚丙烯57kg、改性剂9kg、对苯二胺1kg、磷酸三钙粉5kg、炭黑0.4kg、氧化铝粉0.1kg、氧化锌3kg。

所述的改性剂，原料为玻璃纤维6kg、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.5kg、硬脂酸锌2kg、四季戊四醇酯0.3kg。

所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为200℃下处理10s，再将其置于温度为20℃下冷却10min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

上述的热缩管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为140℃下，采用超声波频率为300Hz处理20min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为60℃处理3h，再将其采用温度为80℃处理10s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理30min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。盐为硫化铵溶液。

Claims (7)

1.一种热缩管材，其特征在于，原料成分以重量份计为聚丙烯50-80份、改性剂10-20份、对苯二胺1-3份、磷酸三钙粉3-5份、炭黑0.3-0.7份、氧化铝粉0.1-0.5份、氧化锌1-3份。

2.如权利要求1所述的热缩管材，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为聚丙烯70份、改性剂15份、对苯二胺2份、磷酸三钙粉4份、炭黑0.5份、氧化铝粉0.4份、氧化锌2份。

3.如权利要求1或2所述的热缩管材，其特征在于，所述的改性剂，原料为玻璃纤维3-7份、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.5-0.9份、硬脂酸锌1-3份、四季戊四醇酯0.3-0.7份。

4.如权利要求1或2所述的热缩管材，其特征在于，所述的改性剂，原料为玻璃纤维5份、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯0.7份、硬脂酸锌2份、四季戊四醇酯0.5份。

5.如权利要求1或2所述的热缩管材，其特征在于，所述的聚丙烯是采用改性剂进行改性处理，改性处理方法是将改性剂与聚丙烯混合均匀后，将其置于温度为100-140℃下，采用超声波处理20-30min。

6.如权利要求1或2所述的热缩管材，其特征在于，所述的改性剂，制备方法是将玻璃纤维、硬脂酸锌、四季戊四醇酯混合后，搅拌均匀，并置于温度为200-300℃下处理10-20s，再将其置于温度为20-30℃下冷却5-10min，加入三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯，搅拌均匀后，继续冷却，直至为常温，即可。

7.如权利要求1-6任一项所述的热缩管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯与改性剂混合后，置于温度为100-140℃下，采用超声波频率为300-400Hz处理20-30min，得到改性聚丙烯；

(2)将对苯二胺、磷酸三钙粉、炭黑、氧化铝粉、氧化锌依次加入混合均匀，并将其采用温度为40-60℃处理1-3h，再将其采用温度为80-100℃处理10-20s，研磨成粉末，得到混合粉；

(3)将改性聚丙烯与混合粉混合后，采用电子束辐射处理20-30min，再将其置于成型机中制成管材，再将管材置于硫化罐中盐浴成型，再将其加热至管材扩张后，再冷却成型，即可。