CN106280492A - 一种耐柴油阻燃热缩管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐柴油阻燃热缩管及其制备方法。具体而言，本发明的耐柴油阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：聚丙烯30~60份、硅橡胶40~70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。本发明的耐柴油阻燃热缩管的原料中不含卤素及红磷，燃烧后不会产生危害环境及人体的有害物质，符合欧盟RoHS环保指令的要求，同时其抗张强度、断裂伸长率、绝缘耐压、体积电阻率、阻燃性能、热缩温度等指标也满足相应标准，极具经济价值和社会价值。

Description

一种耐柴油阻燃热缩管及其制备方法
技术领域
本发明属于耐油型阻燃热缩管技术领域，涉及一种耐柴油阻燃热缩管及其制备方法。
背景技术
聚乙烯热缩管是一种特制的聚烯烃材质热收缩套管，也可以叫做EVA材质。外层采用优质柔软的交联聚烯烃材料，具有绝缘防蚀、耐磨等特点，内层采用热熔胶材料，具有低熔点、防水密封和高粘接性等优点，二者经复合加工成管材，广泛应用于电子设备、家电线束、汽车线束、电线电缆和金属管线等行业。
然而，现有的热缩管产品无法满足所有方面的要求，耐柴油、耐高温性能优异的氟橡胶热缩管含有卤素成分，燃烧后会释放致癌物质，不能满足欧盟RoHS环保指令的要求，而聚烯烃热缩管的耐温等级上限为135℃，无法达到150℃的耐高温要求。
因此，亟需开发出一种耐柴油阻燃热缩管，来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耐柴油阻燃热缩管及其制备方法，其能够有效克服氟橡胶热缩管不环保以及聚烯烃热缩管耐高温性能差的缺陷，具有重要的经济价值和社会价值。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐柴油阻燃热缩管，其包含以重量份计的如下组分：聚丙烯30~60份、硅橡胶40~70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，所述耐柴油阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：聚丙烯35~55份、硅橡胶45~65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，所述耐柴油阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：聚丙烯40~50份、硅橡胶50~60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，所述耐柴油阻燃热缩管包含以重量份计的如下组分：聚丙烯50份、硅橡胶50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。
一种耐柴油阻燃热缩管的制备方法，其包括如下步骤：按照重量份称取聚丙烯、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，即得耐柴油阻燃热缩管。
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：腈硅橡胶的侧链中含有极性较强的氰基，具有优异的耐油、耐热性能，但是其热缩功能不甚理想，与聚丙烯材料配合使用则可以保证其热缩性能符合要求，同时克服聚丙烯材料无法耐受150℃高温的缺陷。本发明的耐柴油阻燃热缩管的原料中不含卤素及红磷，燃烧后不会产生危害环境及人体的有害物质，符合欧盟RoHS环保指令的要求，同时其抗张强度、断裂伸长率、绝缘耐压、体积电阻率、阻燃性能、热缩温度等指标也满足相应标准，极具经济价值和社会价值。
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：耐柴油阻燃热缩管。
称取聚丙烯30 kg、甲基丙烯基2-氰乙基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为5%，2-氰乙基的摩尔分数为10%）70 kg、磷酸钠20 kg、三聚氰胺8 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为25nm）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，得到耐柴油阻燃热缩管。
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22.5 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为300%，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2.1*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
最低起始收缩温度：150℃；最低完成收缩温度：150℃。
按照欧盟RoHS指令要求检测危害性物质的含量，其结果如下：
铅（Pb）＜2 ppm；
汞（Hg）＜2 ppm；
镉（Cd）＜2 ppm；
六价铬（Cr6+）＜2 ppm；
多溴联苯（PBB）＜2 ppm；
多溴联苯醚（PBDE）＜2 ppm。
实施例2：耐柴油阻燃热缩管。
称取聚丙烯35 kg、甲基丙烯基2-氰乙基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，2-氰乙基的摩尔分数为20%）65 kg、磷酸钠25 kg、三聚氰胺15 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为100 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，得到耐柴油阻燃热缩管。
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25.7 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为300%，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2.4*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
最低起始收缩温度：150℃；最低完成收缩温度：150℃。
按照欧盟RoHS指令要求检测危害性物质的含量，其结果如下：
铅（Pb）＜2 ppm；
汞（Hg）＜2 ppm；
镉（Cd）＜2 ppm；
六价铬（Cr6+）＜2 ppm；
多溴联苯（PBB）＜2 ppm；
多溴联苯醚（PBDE）＜2 ppm。
实施例3：耐柴油阻燃热缩管。
称取聚丙烯40 kg、甲基丙烯基2-氰乙基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为5%，2-氰乙基的摩尔分数为10%）60 kg、磷酸钠28 kg、三聚氰胺16 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为30nm）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，得到耐柴油阻燃热缩管。
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29.5 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为310%，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2.5*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
最低起始收缩温度：150℃；最低完成收缩温度：150℃。
按照欧盟RoHS指令要求检测危害性物质的含量，其结果如下：
铅（Pb）＜2 ppm；
汞（Hg）＜2 ppm；
镉（Cd）＜2 ppm；
六价铬（Cr6+）＜2 ppm；
多溴联苯（PBB）＜2 ppm；
多溴联苯醚（PBDE）＜2 ppm。
实施例4：耐柴油阻燃热缩管。
称取聚丙烯45 kg、甲基丙烯基2-氰乙基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，2-氰乙基的摩尔分数为20%）55 kg、磷酸钠30 kg、三聚氰胺18 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为50nm）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，得到耐柴油阻燃热缩管。
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28.5 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为320%，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2.8*1014 Ω·cm，大于1*1014 Ω·cm的标准要求；
阻燃性：符合VM-1标准；
最低起始收缩温度：150℃；最低完成收缩温度：150℃。
按照欧盟RoHS指令要求检测危害性物质的含量，其结果如下：
铅（Pb）＜2 ppm；
汞（Hg）＜2 ppm；
镉（Cd）＜2 ppm；
六价铬（Cr6+）＜2 ppm；
多溴联苯（PBB）＜2 ppm；
多溴联苯醚（PBDE）＜2 ppm。
实施例5：耐柴油阻燃热缩管。
称取聚丙烯50 kg、甲基丙烯基2-氰乙基硅橡胶（其中丙烯基的摩尔分数为10%，2-氰乙基的摩尔分数为20%）50 kg、磷酸钠28 kg、三聚氰胺18 kg、纳米活性碳酸钙（粒度为40nm）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，得到耐柴油阻燃热缩管。
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30.4 MPa，大于10.4 MPa的标准要求；
最小断裂伸长率为325%，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；
最低起始收缩温度：150℃；最低完成收缩温度：150℃。
按照欧盟RoHS指令要求检测危害性物质的含量，其结果如下：
铅（Pb）＜2 ppm；
汞（Hg）＜2 ppm；
镉（Cd）＜2 ppm；
六价铬（Cr6+）＜2 ppm；
多溴联苯（PBB）＜2 ppm；
多溴联苯醚（PBDE）＜2 ppm。
由上可知，本发明的耐柴油阻燃热缩管的原料中不含卤素及红磷，燃烧后不会产生危害环境及人体的有害物质，符合欧盟RoHS环保指令的要求，同时其抗张强度、断裂伸长率、绝缘耐压、体积电阻率、阻燃性能、热缩温度等指标也满足相应标准，极具经济价值和社会价值。
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)

1.一种耐柴油阻燃热缩管，其包含以重量份计的如下组分：聚丙烯30~60份、硅橡胶40~70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所述的耐柴油阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚丙烯35~55份、硅橡胶45~65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2所述的耐柴油阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚丙烯40~50份、硅橡胶50~60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3所述的耐柴油阻燃热缩管，其特征在于，其包含以重量份计的如下组分：聚丙烯50份、硅橡胶50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中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管，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。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管，其特征在于，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中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管，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中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管，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中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管，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。
10.一种权利要求1至9中任一项所述的耐柴油阻燃热缩管的制备方法，其包括如下步骤：按照重量份称取聚丙烯、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，即得耐柴油阻燃热缩管。
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