CN106279951A - 一种无卤无红磷阻燃热缩管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤无红磷阻燃热缩管及其制备方法。具体而言，本发明的无卤无红磷阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶8~15份、磷酸盐系阻燃剂20~40份、三聚氰胺系阻燃剂8~30份、纳米活性碳酸钙8~30份、润滑剂0.5~5份、抗氧化剂0.5~5份和色母料5~10份。本发明的无卤无红磷阻燃热缩管不含有卤素、红磷以及铅、汞、镉、六价铬等有毒有害物质，阻燃性能通过VW‑1试验，拉伸强度大于10.4 MPa的标准要求，断裂伸长率大于200%的标准要求，最小体积电阻率大于1*1014 Ω·cm的标准要求，并且产品表面光滑，加工性能优异。

Description

一种无卤无红磷阻燃热缩管及其制备方法
技术领域
本发明属于阻燃热缩管技术领域，涉及一种无卤无红磷阻燃热缩管及其制备方法。
背景技术
2006年7月1日欧盟RoHS指令生效，2006年11月我国电子行业标准SJ/T 11363-2006《电子信息产品中有毒有害物质的限量要求》生效，禁止在电子信息产品中使用铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr6+）、多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）等六种有害物质，为应对欧盟RoHS指令，各生产厂家采用红磷来替代多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE），以制造阻燃热缩管。
然而，红磷燃烧时会释放出有毒的刺激性烟雾，腐蚀人的皮肤和粘膜，危害人的健康，红磷搭接在线路板的正负极之间，还会与线路板上的金属铜、银发生电化学反应，将线路板的正负极接通，造成线路板故障。因此，亟需开发出一种无卤无红磷阻燃热缩管，以满足生产和生活的需要。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种无卤无红磷阻燃热缩管及其制备方法，其不含有卤素、红磷以及铅、汞、镉、六价铬等有毒有害物质，能够克服现有热缩管中使用红磷做阻燃剂对环境、人体及产品产生危害的缺陷，阻燃性能通过VW-1试验，拉伸强度大于10.9 MPa，断裂伸长率大于260%，并且产品表面光滑，加工性能优异。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无卤无红磷阻燃热缩管，其包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶8~15份、磷酸盐系阻燃剂20~40份、三聚氰胺系阻燃剂8~30份、纳米活性碳酸钙8~30份、润滑剂0.5~5份、抗氧化剂0.5~5份和色母料5~10份；其中：所述硅橡胶具有如式（I）所示的结构通式：
；
其中：n:(m+n+o)=5~10:100且o:(m+n+o)=10~20:100。
优选的，所述无卤无红磷阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶9~13份、磷酸盐系阻燃剂25~35份、三聚氰胺系阻燃剂15~20份、纳米活性碳酸钙15~20份、润滑剂1~4份、抗氧化剂1~4份和色母料6~9份。
更优选的，所述无卤无红磷阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶10~12份、磷酸盐系阻燃剂28~30份、三聚氰胺系阻燃剂16~18份、纳米活性碳酸钙16~18份、润滑剂2~3份、抗氧化剂2~3份和色母料7~8份。
最优选的，所述无卤无红磷阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶12份、磷酸盐系阻燃剂28份、三聚氰胺系阻燃剂18份、纳米活性碳酸钙18份、润滑剂3份、抗氧化剂3份和色母料8份。
优选的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量为5%~15%，优选10%。
优选的，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物，优选磷酸钠。
优选的，所述三聚氰胺系阻燃剂选自三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的任意一种或其任意比例的混合物，优选三聚氰胺。
优选的，所述纳米活性碳酸钙的粒度为25~100 nm，优选30~50 nm。
优选的，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的任意一种或其任意比例的混合物，优选硬脂酸镁。
优选的，所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的任意一种或其任意比例的混合物，优选叔丁基对苯二酚。
优选的，所述色母料可以选择不同的颜色，以满足具体要求。
一种无卤无红磷阻燃热缩管的制备方法，其包括如下步骤：按照重量份称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、硅橡胶、磷酸盐系阻燃剂、三聚氰胺系阻燃剂、纳米活性碳酸钙、润滑剂、抗氧化剂和色母料，混合均匀后，采用密炼机或者平行双螺杆挤出机混炼造粒，然后采用单螺杆挤出机挤出成管材，于50~120 kGy条件下辐射交联，辐射交联后的管材于100~150℃条件下扩展2~4倍，即得无卤无红磷阻燃热缩管。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有以下优点：本发明的无卤无红磷阻燃热缩管不含有卤素、红磷以及铅、汞、镉、六价铬等有毒有害物质，能够克服现有热缩管中使用红磷做阻燃剂对环境、人体及产品产生危害的缺陷，阻燃性能通过VW-1试验，拉伸强度大于10.4 MPa的标准要求，断裂伸长率大于200%的标准要求，最小体积电阻率大于1*1014 Ω·cm的标准要求，并且产品表面光滑，加工性能优异。
具体实施方式
下面实施例将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：无卤无红磷阻燃热缩管。
称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（其中醋酸乙烯酯的含量为5%）100 kg、甲基丙烯基对甲基苯基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为5%，对甲基苯基的摩尔分数为10%）8 kg、磷酸钠20 kg、三聚氰胺8 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为25 nm）8 kg、硬脂酸镁0.5 kg、叔丁基对苯二酚0.5 kg和色母料5 kg，将上述组分经过高速混合机混合均匀，平行双螺杆挤出机混炼造粒，单螺杆挤出机挤出成管材，100 kGy辐照交联，辐照交联后在100~150℃下扩展2倍，得到无卤无红磷阻燃热缩管。
按照美国UL224标准要求进行性能测试，其结果如下：
最小抗张强度为16.5 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为280%，大于200%的标准要求；
绝缘耐压：2500V条件下耐受60 s；
最小体积电阻率为1.5*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
外观：表面光滑平整。
实施例2：无卤无红磷阻燃热缩管。
称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（其中醋酸乙烯酯的含量为15%）100 kg、甲基丙烯基三甲基苯基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，对甲基苯基的摩尔分数为20%）15 kg、磷酸钠40 kg、三聚氰胺30 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为100 nm）30 kg、硬脂酸镁5 kg、叔丁基对苯二酚5 kg和色母料10 kg，将上述组分经过高速混合机混合均匀，平行双螺杆挤出机混炼造粒，单螺杆挤出机挤出成管材，100 kGy辐照交联，辐照交联后在100~150℃下扩展2倍，得到无卤无红磷阻燃热缩管。
按照美国UL224标准要求进行性能测试，其结果如下：
最小抗张强度为15.7 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为240%，大于200%的标准要求；
绝缘耐压：2500V条件下耐受60 s；
最小体积电阻率为1.4*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
外观：表面光滑平整。
实施例3：无卤无红磷阻燃热缩管。
称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（其中醋酸乙烯酯的含量为5%）100 kg、甲基丙烯基三甲基苯基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为5%，对甲基苯基的摩尔分数为10%）9 kg、磷酸钠25 kg、三聚氰胺15 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为30 nm）15 kg、硬脂酸镁1 kg、叔丁基对苯二酚1 kg和色母料6 kg，将上述组分经过高速混合机混合均匀，平行双螺杆挤出机混炼造粒，单螺杆挤出机挤出成管材，100 kGy辐照交联，辐照交联后在100~150℃下扩展2倍，得到无卤无红磷阻燃热缩管。
按照美国UL224标准要求进行性能测试，其结果如下：
最小抗张强度为17.5 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为260%，大于200%的标准要求；
绝缘耐压：2500V条件下耐受60 s；
最小体积电阻率为1.7*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
外观：表面光滑平整。
实施例4：无卤无红磷阻燃热缩管。
称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（其中醋酸乙烯酯的含量为10%）100 kg、甲基丙烯基三甲基苯基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，对甲基苯基的摩尔分数为20%）10 kg、磷酸钠28 kg、三聚氰胺16 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为50 nm）16 kg、硬脂酸镁2 kg、叔丁基对苯二酚2 kg和色母料7 kg，将上述组分经过高速混合机混合均匀，平行双螺杆挤出机混炼造粒，单螺杆挤出机挤出成管材，100 kGy辐照交联，辐照交联后在100~150℃下扩展2倍，得到无卤无红磷阻燃热缩管。
按照美国UL224标准要求进行性能测试，其结果如下：
最小抗张强度为18.2 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为270%，大于200%的标准要求；
绝缘耐压：2500V条件下耐受60 s；
最小体积电阻率为1.9*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
外观：表面光滑平整。
实施例5：无卤无红磷阻燃热缩管。
称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（其中醋酸乙烯酯的含量为10%）100 kg、甲基丙烯基三甲基苯基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，对甲基苯基的摩尔分数为20%）12 kg、磷酸钠285 kg、三聚氰胺18 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为40 nm）18 kg、硬脂酸镁3 kg、叔丁基对苯二酚3 kg和色母料8 kg，将上述组分经过高速混合机混合均匀，平行双螺杆挤出机混炼造粒，单螺杆挤出机挤出成管材，100 kGy辐照交联，辐照交联后在100~150℃下扩展2倍，得到无卤无红磷阻燃热缩管。
按照美国UL224标准要求进行性能测试，其结果如下：
最小抗张强度为21.4 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为295%，大于200%的标准要求；
绝缘耐压：2500V条件下耐受60 s；
最小体积电阻率为2.3*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
外观：表面光滑平整。
由上可知，本发明的无卤无红磷阻燃热缩管不含有卤素、红磷以及铅、汞、镉、六价铬等有毒有害物质，能够克服现有热缩管中使用红磷做阻燃剂对环境、人体及产品产生危害的缺陷，阻燃性能通过VW-1试验，拉伸强度大于10.4 MPa的标准要求，断裂伸长率大于200%的标准要求，最小体积电阻率大于1*1014 Ω·cm的标准要求，并且产品表面光滑，加工性能优异。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式；相反，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围旨在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种无卤无红磷阻燃热缩管，其包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶8~15份、磷酸盐系阻燃剂20~40份、三聚氰胺系阻燃剂8~30份、纳米活性碳酸钙8~30份、润滑剂0.5~5份、抗氧化剂0.5~5份和色母料5~10份；其中：所述硅橡胶具有如式（I）所示的结构通式：
；
其中：n:(m+n+o)=5~10:100且o:(m+n+o)=10~20:100。
2.根据权利要求1所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶9~13份、磷酸盐系阻燃剂25~35份、三聚氰胺系阻燃剂15~20份、纳米活性碳酸钙15~20份、润滑剂1~4份、抗氧化剂1~4份和色母料6~9份。
3.根据权利要求1所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶10~12份、磷酸盐系阻燃剂28~30份、三聚氰胺系阻燃剂16~18份、纳米活性碳酸钙16~18份、润滑剂2~3份、抗氧化剂2~3份和色母料7~8份。
4.根据权利要求1所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、硅橡胶12份、磷酸盐系阻燃剂28份、三聚氰胺系阻燃剂18份、纳米活性碳酸钙18份、润滑剂3份、抗氧化剂3份和色母料8份。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量为5%~15%。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，所述磷酸盐系阻燃剂选自磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸锂、磷酸钠、磷酸镁、磷酸锑中的任意一种或其任意比例的混合物；所述三聚氰胺系阻燃剂选自三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺中的任意一种或其任意比例的混合物。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，所述纳米活性碳酸钙的粒度为25~100 nm。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的任意一种或其任意比例的混合物。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管，其特征在于，所述抗氧化剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中的任意一种或其任意比例的混合物。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的无卤无红磷阻燃热缩管的制备方法，其包括如下步骤：按照重量份称取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、硅橡胶、磷酸盐系阻燃剂、三聚氰胺系阻燃剂、纳米活性碳酸钙、润滑剂、抗氧化剂和色母料，混合均匀后，采用密炼机或者平行双螺杆挤出机混炼造粒，然后采用单螺杆挤出机挤出成管材，于50~120 kGy条件下辐射交联，辐射交联后的管材于100~150℃条件下扩展2~4倍，即得无卤无红磷阻燃热缩管。
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