CN112662161A - 一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于热缩管技术领域，提供了一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管及其制备方法，所述热缩管由以下重量份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15份、阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、润滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份。本发明采用的氯化聚醚橡胶基材结构高度饱和，受热时不易分解，抗老化性能好，且其中的氯甲基侧链可提供交联，有利于提高热缩管的强度、耐溶剂性等性能；同时加入的氯化树脂与氯化聚醚橡胶共混有利于性能互补，得到了一种同时具备优异的耐高温性、耐低温性、抗老化性、耐油性、耐腐蚀性和耐溶剂的热缩管，从而满足热缩管在严酷环境下使用；另外，还降低了综合投入成本。
Description
技术领域
本发明属于热缩管技术领域，尤其涉及一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管 及其制备方法。
背景技术
热缩管具有柔软、阻燃、收缩快、性能稳定等优点，被广泛应用于电线连 接、电线端部处理线束、焊点保护，电子器件防护和绝缘处理，健身器材零部 件和钢结构表面防护等。
传统热缩管多采用聚烯烃类材料作为基材，但是聚烯烃类材料制得的热缩 管存在耐油性、耐高温性、耐低温性差等缺陷，导致在严酷环境下使用受到限 制。为了弥补热缩管上述存在的缺陷，近年来热缩管多采用含氟聚合物或氯丁 橡胶材料作为基材，但是含氟聚合物所含的H-F键对设备有腐蚀性，加工时对 设备材质要求高，致使综合投入成本高；而氯丁橡胶属于不饱和烯烃，会影响 热缩管的抗老化性能。
可见，现有的热缩管还存在着抗老化性能差，综合投入成本高的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，旨在解 决现有的热缩管还存在着抗老化性能差，综合投入成本高的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，包括：
由以下重量份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15 份、阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、 润滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份。
本发明实施例提供的一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，采用的氯化聚醚 橡胶的结构高度饱和，受热时不易脱离氯化氢而使氯化聚醚橡胶发生分解，抗 老化性能好，特别是耐臭氧老化性能；且其中的氯甲基侧链可提供交联，有利 于提高热缩管的强度、耐热性、耐溶剂性等性能；另一方面，加入氯化树脂， 与氯化聚醚橡胶共混有利于性能互补，得到一种同时具备优异的耐高温性、耐 低温性、抗老化性、耐油性、耐腐蚀性和耐溶剂的热缩管，从而满足热缩管在 严酷环境下使用，且体系中不含有对设备有腐蚀性的H-F键，降低了综合投入 成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，包括：
由以下重量份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15 份、阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、 润滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份。
在本发明实施例中，采用的氯化聚醚橡胶的结构高度饱和，与氯甲基相邻 的碳原子上没有氢原子存在，受热时不易脱离氯化氢而使氯化聚醚橡胶发生分 解，抗老化性能好，特别是耐臭氧老化性能；且其中的氯甲基侧链可提供交联， 有利于提高热缩管的强度、耐热性、耐溶剂性等性能；另一方面，加入氯化树 脂，与氯化聚醚橡胶共混有利于性能互补，得到一种同时具备优异的耐高温性、 耐低温性、抗老化性、耐油性、耐腐蚀性和耐溶剂的热缩管，从而满足热缩管 在严酷环境下使用，且体系中不含有对设备有腐蚀性的H-F键，降低了综合投 入成本。
其中，氯化聚醚橡胶为共聚型氯醚橡胶，氯化树脂为氯化聚氯乙烯，共聚 型氯醚橡胶具有良好的耐油性、耐寒性、耐候性、耐热性，氯化聚氯乙烯具有 良好的耐腐蚀性、耐热性、阻燃性，且耐浓酸、浓碱液、矿物油等，而两者的 相容性较好，将两者共混有利于性能互补，得到综合性能更佳优异的热缩管。
其中，阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、四溴双酚A、二乙基次磷酸 铝的一种或者若干种，经过阻燃剂加工后的热缩管，在受到外界火源攻击时， 能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。
其中，阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或者 若干种，通过加入阻燃协效剂与阻燃剂复配使用能够进一步改善热缩管的阻燃 性能。
其中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂的一种或者若干种，添 加的抗氧剂能与过氧自由基迅速反应形成不活泼自由基的化合物，能够防止材 料在光照或极高温条件下加工、使用时发生化学降解，从而提高热缩管的抗老 化性能；另外，通过抗氧化剂之间的协同效应，能够更好地发挥各类抗氧化剂 的优势而减小其劣势。
其中，润滑剂为甲基硅油、二甲基硅油、羟基硅油、乙撑双硬脂酰胺、硬 脂酸锌的一种或者若干种，通过加入润滑油，提高各组分的流动性，降低加工 能耗，而且使最终的产品获得高的表面平滑性；而硬脂酸锌的羧基上的α-H还可 吸收自由基，抑制脱HC1反应，减缓分子链的降解，避免热缩管发生老化后发 软变黏。
其中，光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、三(1，2，2，6，6-五甲 基哌啶基)亚磷酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的一种或 者若干种，通过添加光稳定剂使热缩管在光的辐射下，能排除或减缓光化学反 应的可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长热缩管制品使用寿命的 目的。
其中，交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯的一 种或者若干种，通过加入交联剂能使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网 状结构，以提高产品的强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能；而三羟甲基 丙烷三甲基丙烯酸酯还可以作为HCl的受体，吸收加工过程中释放出的HCl气 体，从而提高热缩管产品的性能。
其中，色粉为炭黑或者其他彩色色粉，炭黑为N110、N330、N550的一种 或者若干种，上述炭黑的粒径从大到小为：N550>N330>N110。首先，炭黑可 作为紫外光吸收剂，延长热缩管制品的户外使用寿命。然后，通过加入少量炭 黑，使炭黑表面上的活性点与氯化聚醚橡胶分子链发生物理或化学反应，形成 大量网状结构，有利于加强分子间的作用力，从而增加热缩管的强度。另外， 炭黑的粒径越小，比表面积越大，含有越多活性点，能够与氯化聚醚橡胶分子 链形成更多的网状结构。
在本发明一个优选的实施例中，辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管由以下重量 份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶90份、氯化树脂10份、阻燃剂40份、 阻燃协效剂20份、抗氧剂4份、光稳定剂5份、润滑剂3份、交联剂3份以及 色粉2份。
本发明实施例还提供了一种辐射交联氯化聚醚橡胶热缩管的制备方法，具 体包括：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15份、 阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、润 滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份；
将上述各组分加入高速混合机，高速混合5～10min；
将上述混合物用密炼机或双螺杆挤出机在90～170℃条件下生成母料；
将上述母料通过单螺杆挤出机在80～150℃条件下挤出管材；
将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为9～15Mrad；
将上述辐照后的管材通过扩张机在100～160℃条件下扩张；
将上述扩张后的套材冷却定型，即得氯化聚醚橡胶热缩管。
在本发明一个优选的实施例中，将各组分加入高速混合机高速混合前，先 将氯化聚醚橡胶和炭黑高速混合均匀，能够使炭黑表面上的活性点与氯化聚醚 橡胶分子链接触得更加充分，形成更多网状结构，从而进一步增加热缩管的强 度。
为了使上述方案更加具体，提供如下实施例。
实施例1：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶90份(具体取共聚型氯醚橡胶 90kg)、氯化树脂10份(具体取氯化聚氯乙烯树脂10kg)、阻燃剂40份(具 体取十溴二苯乙烷20kg、二乙基次磷酸铝20kg)、阻燃协效剂20份(具体取 硼酸锌10kg、三氧化二锑10kg)、抗氧剂4份(具体取抗氧剂10102kg、抗氧 剂Ky4052kg)、光稳定剂5份(具体取三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚 磷酸酯(牌号：GW540)5kg)、润滑剂5份(具体取甲基硅油2kg、乙撑双硬 脂酰胺3kg)、交联剂3份(具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3kg)以及色 粉2份(具体取N110炭黑2kg)；
先将共聚型氯醚橡胶和N110炭黑加入高速混合机高速混合2min后，再将 上述其余组分加入高速混合6min，并将上述混合物用密炼机在160℃条件下生 成母料；然后将上述母料通过单螺杆挤出机在150℃条件下挤出管材；再将上述 挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为14Mrad；最后将上述辐照后的管材 通过扩张机在150℃条件下扩张，扩张后的套材冷却定型，即得氯化聚醚橡胶热 缩管。
按照IEC60684-3-271标准对本实施例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表1所示：
表1：
实施例2：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶90份(具体取共聚型氯醚橡胶 90kg)、氯化树脂10份(具体取氯化聚氯乙烯树脂10kg)、阻燃剂35份(具 体取十溴二苯乙烷20kg、二乙基次磷酸铝15kg)、阻燃协效剂15份(具体取 硼酸锌10kg、三氧化二锑5kg)、抗氧剂4份(具体取抗氧剂10762kg、抗氧 剂Ky4052kg)、光稳定剂4份(具体取三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚 磷酸酯(牌号：GW540)4kg)、润滑剂5份(具体取甲基硅油2kg、乙撑双硬 脂酰胺3kg)、交联剂2份(具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2kg)以及色 粉2.5份(具体取N110炭黑2.5kg)；
先将上述各组分加入高速混合机，高速混合8min后，将上述混合物用密炼 机在160℃条件下生成母料；然后将上述母料通过单螺杆挤出机在140℃条件下 挤出管材；再将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为14Mrad；最后 将上述辐照后的管材通过扩张机在150℃条件下扩张，扩张后的套材冷却定型， 即得氯化聚醚橡胶热缩管。
按照IEC60684-3-271标准对本实施例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表2所示：
表2：
实施例3：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶85份(具体取共聚型氯醚橡胶 85kg)、氯化树脂15份(具体取氯化聚氯乙烯树脂15kg)、阻燃剂30份(具 体取十溴二苯乙烷20kg、二乙基次磷酸铝10kg)、阻燃协效剂10份(具体取 硼酸锌5kg、三氧化二锑5kg)、抗氧剂2份(具体取抗氧剂10101.5kg、抗氧 剂Ky4050.5kg)、光稳定剂3份(具体取三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基) 亚磷酸酯(牌号：GW540)2kg)、润滑剂2份(具体取硬脂酸锌2kg)、交联 剂3份(具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3kg)以及色粉1.5份(具体取N330 炭黑1.5kg)；
先将上述各组分加入高速混合机，高速混合5min后，将上述混合物用密炼 机在100℃条件下生成母料；然后将上述母料通过单螺杆挤出机在90℃条件下 挤出管材；再将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为9Mrad；最后将 上述辐照后的管材通过扩张机在100℃条件下扩张，扩张后的套材冷却定型，即 得氯化聚醚橡胶热缩管。
按照IEC60684-3-271标准对本实施例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表3所示：
表3：
实施例4：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶95份(具体取共聚型氯醚橡胶 95kg)、氯化树脂5份(具体取氯化聚氯乙烯树脂5kg)、阻燃剂50份(具体 取十溴二苯乙烷20kg、二乙基次磷酸铝30kg)、阻燃协效剂25份(具体取三 氧化二锑25kg)、抗氧剂5份(具体取抗氧剂10763kg、抗氧剂DNP 2kg)、 光稳定剂2份(具体取三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯(牌号： GW540)2kg)、润滑剂4份(具体取硬脂酸锌2kg、二甲基硅油2kg)、交联 剂2份(具体取三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2kg)以及色粉2.5份(具体取N550 炭黑2.5kg)；
先将上述各组分加入高速混合机，高速混合10min后，将上述混合物用密 炼机在150℃条件下生成母料；然后将上述母料通过单螺杆挤出机在120℃条件 下挤出管材；再将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为12Mrad；最 后将上述辐照后的管材通过扩张机在130℃条件下扩张，扩张后的套材冷却定 型，即得氯化聚醚橡胶热缩管。
按照IEC60684-3-271标准对本实施例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表4所示：
表4：
实施例5：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶90份(具体取共聚型氯醚橡胶 90kg)、氯化树脂10份(具体取氯化聚氯乙烯树脂10kg)、阻燃剂55份(具 体取十溴二苯乙烷25kg、二乙基次磷酸铝30kg)、阻燃协效剂20份(具体取 三氧化二锑20kg)、抗氧剂5份(具体取抗氧剂Ky405 3kg、抗氧剂DNP 2kg)、 光稳定剂2份(具体取三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯(牌号： GW540)2kg)、润滑剂5份(具体取硬脂酸锌2kg、乙撑双硬脂酰胺3kg)、 交联剂2份(具体取三烯丙基异氰脲酸酯2kg)以及色粉2份(具体取N330炭黑 2kg)；
先将上述各组分加入高速混合机，高速混合10min后，将上述混合物用密 炼机在150℃条件下生成母料；然后将上述母料通过单螺杆挤出机在120℃条件 下挤出管材；再将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为12Mrad；最 后将上述辐照后的管材通过扩张机在130℃条件下扩张，扩张后的套材冷却定 型，即得氯化聚醚橡胶热缩管。
按照IEC60684-3-271标准对本实施例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表5所示：
表5：
综上，从表1-5可知，本发明实施例1-5提供的氯化聚醚橡胶热缩管采用的 氯化聚醚橡胶的结构高度饱和，与氯甲基相邻的碳原子上没有氢原子存在，受 热时不易脱离氯化氢而使氯化聚醚橡胶发生分解，抗老化性能好，特别是耐臭 氧老化性能；且其中的氯甲基侧链可提供交联，有利于提高热缩管的强度、耐 热性、耐溶剂性等性能；另一方面，加入氯化树脂，与氯化聚醚橡胶共混有利 于性能互补，得到一种同时具备优异的耐高温性、耐低温性、抗老化性、耐油 性、耐腐蚀性和耐溶剂的热缩管，从而满足热缩管在严酷环境下使用，丰富了 热缩产品的应用领域，且体系中不含有对设备有腐蚀性的H-F键，降低了综合投入成本。其中，对比实施例1和实施例5的结果可以看出，交联剂三羟甲基 丙烷三甲基丙烯酸酯可以作为HCl的受体，吸收加工过程中释放出的HCl气体， 从而提高热缩管产品的性能，而将其替换为三烯丙基异氰脲酸酯，热缩管产品 的各项性能均受到了影响。
对比例1：
与实施例1的不同之处在于：除了将氯化聚醚橡胶替换为氯丁橡胶外，其 余组分以及制备工艺条件与实施例1一致。
按照IEC60684-3-271标准对本对比例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表6所示：
表6：
对比例2：
与实施例1的不同之处在于：除了不添加氯化聚氯乙烯树脂外，其余组分 以及制备工艺条件与实施例1一致。
按照IEC60684-3-271标准对本对比例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表7所示：
表7：
对比例3：
与实施例1的不同之处在于：除了不添加炭黑外，其余组分以及制备工艺 条件与实施例1一致。
按照IEC60684-3-271标准对本对比例最终得到的氯化聚醚橡胶热缩管的各 项机械性能、电性能以及化学性能进行检测，具体的测试结果如表8所示：
表8：
综上，从表6-8可知，本发明对比例1-3提供的热缩管均不如实施例1-5提 供的热缩管。对比实施例1以及对比例1的结果可以看出，若将氯化聚醚橡胶 替换为氯丁橡胶，所得热缩管的各项性能下降较为明显；对比实施例1以及对 比例2的结果可以看出，若不添加氯化聚氯乙烯树脂，所得热缩管的耐高温性、 耐低温性、抗老化性、耐油性、耐腐蚀性和耐溶剂性有所下降；而对比实施例1 以及对比例3的结果可以看出，若不添加炭黑，所得热缩管的机械性能有所下 降。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，由以下重量份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15份、阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、润滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份。
2.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，由以下重量份数计的组分制备而成：氯化聚醚橡胶90份、氯化树脂10份、阻燃剂40份、阻燃协效剂20份、抗氧剂4份、光稳定剂5份、润滑剂3份、交联剂3份以及色粉2份。
3.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述氯化聚醚橡胶为共聚型氯醚橡胶，所述氯化树脂为氯化聚氯乙烯。
4.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、四溴双酚A、二乙基次磷酸铝的一种或者若干种；所述阻燃协效剂为硼酸锌、三氧化二锑、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或者若干种。
5.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂的一种或者若干种。
6.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述润滑剂为甲基硅油、二甲基硅油、羟基硅油、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、的一种或者若干种。
7.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯的一种或者若干种。
8.根据权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管，其特征在于，所述色粉为炭黑。
9.一种如权利要求1所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管的制备方法，其特征在于，包括：
按照以下重量份数称取原料：氯化聚醚橡胶85～95份、氯化树脂5～15份、阻燃剂30～50份、阻燃协效剂10～25份、抗氧剂2～5份、光稳定剂2～5份、润滑剂2～5份、交联剂2～3份以及色粉1～2.5份；
将上述各组分加入高速混合机，高速混合5～10min；
将上述混合物用密炼机或双螺杆挤出机在90～170℃条件下生成母料；
将上述母料通过单螺杆挤出机在80～150℃条件下挤出管材；
将上述挤出的管材用电子加速器辐照，辐照剂量为9～15Mrad；
将上述辐照后的管材通过扩张机在100～160℃条件下扩张；
将上述扩张后的套材冷却定型，即得氯化聚醚橡胶热缩管。
10.根据权利要求9所述的辐照交联氯化聚醚橡胶热缩管的制备方法，其特征在于，所述将上述各组分加入高速混合机，高速混合2～10min的步骤，包括：先将所述氯化聚醚橡胶和色粉高速混合。
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