热收缩套管及其制作方法

文档序号:674282 发布日期:2021-04-30 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 热收缩套管及其制作方法 (Heat-shrinkable sleeve and manufacturing method thereof ) 是由 陈明双 郑海梅 刘杨 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种热收缩套管及其制作方法。其中,按重量份计,所述热收缩套管的制作原料包括以下组分:乙烯-四氟乙烯共聚物,80-95份;交联助剂,1-5份;酸吸收剂,1-10份;热稳定剂,0.3-5份;润滑剂,0.1-2份。本发明的技术方案能够提高热收缩套管的收缩倍率和耐温等级。(The invention discloses a heat shrinkable sleeve and a manufacturing method thereof. The heat-shrinkable sleeve comprises the following raw materials in parts by weight: 80-95 parts of ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; 1-5 parts of a crosslinking assistant; 1-10 parts of an acid absorbent; 0.3-5 parts of a heat stabilizer; 0.1-2 parts of a lubricant. The technical scheme of the invention can improve the shrinkage rate and the temperature resistance grade of the heat shrinkable sleeve.)

热收缩套管及其制作方法

技术领域

本发明涉及热缩管技术领域,特别涉及一种热收缩套管及其制作方法。

背景技术

热收缩套管又名热收缩保护套管,具有高温收缩、柔软阻燃、绝缘防蚀等优点,被广泛用于各种线束、焊点、电感等的绝缘保护和金属管或棒的防锈、防蚀等。其中ETFE作为最强韧的氟塑料,具有机械性能优异、耐高温、绝缘强度高、电阻率高、耗散因数低、介电常数低的特点,可用于制作热收缩套管。但是,由ETFE材料制作的热收缩套管往往存在收缩倍率较低、耐温等级较低的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种热收缩套管及其制作方法,旨在提高热收缩套管的收缩倍率和耐温等级。

为实现上述目的,本发明提出的热收缩套管,按重量份计,所述热收缩套管的制作原料包括以下组分:乙烯-四氟乙烯共聚物,80-95份;交联助剂,1-5份;酸吸收剂,1-10份;热稳定剂,0.3-5份;润滑剂,0.1-2份。

可选地,所述乙烯-四氟乙烯共聚物中乙烯与四氟乙烯的摩尔比为1:1;和/或,所述乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指数范围为5g/10min-30g/10min;和/或,所述乙烯-四氟乙烯共聚物的密度范围为1.6g/cm3-1.8g/cm3

可选地,所述交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯或三烯丙基氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的复合物。

可选地,所述酸吸收剂为三氧化二锑、五氧化三锑、氧化锌及硬脂酸锌中的至少一种。

可选地,所述热稳定剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯与N,N′-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷]肼的复合物。

可选地,所述润滑剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺或N,N'-乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯的混合物。

可选地,按重量份计,所述热收缩套管的制作原料还包括0.1-3份钛白粉。

本发明还提出了一种热收缩套管的制作方法,包括以下步骤:

按重量份计,提供80-95份乙烯-四氟乙烯共聚物、1-5份交联助剂、1-10份酸吸收剂、0.3-5份热稳定剂及0.1-2份润滑剂;

将所述交联助剂、所述酸吸收剂、所述热稳定剂及所述润滑剂混合,得到混合粉料;

将所述乙烯-四氟乙烯共聚物和所述混合粉料加入至双螺杆挤出机,于280℃-310℃下挤出,并经拉条、水冷、风干、切粒后得到母料;

对所述母料烘焙,之后加入至单螺杆挤出机中,于260℃-320℃下挤出管材,得到初级管材;

对所述初级管材进行辐照交联,得到交联后的初级管材,并对交联后的初级管材进行加热使其扩张变形,之后冷却定型,得到热收缩套管。

可选地,对所述初级管材进行辐照交联,得到交联后的初级管材的步骤中,辐照交联的辐照剂量为30KGY-120KGY;

和/或,对交联后的初级管材进行加热使其扩张变形的步骤中,包括:

采用热空气对交联后的初级管材进行加热,当温度达到270℃-340℃时,通过空气压力或空气压力与真空压力差使初级管材扩张变形,其变形倍率为1.5-4.2倍。

可选地,将所述交联助剂、所述酸吸收剂、所述热稳定剂及所述润滑剂混合,得到混合粉料的步骤中,还包括:

按重量份计,向混合粉料中加入0.1-3份钛白粉。

本发明的技术方案,通过采用交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂及润滑剂对乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)进行改性,改性后的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)可辐照交联,如此可制作得到可辐照交联ETFE的热缩套管料,该热收缩套管具有较高的收缩倍率和耐温等级,可在-65℃至200℃的温度范围内长期使用,且热收缩套管的收缩倍率最高可稳定4倍的收缩倍率。同时,本发明热收缩套管还具有介质损耗小、传输性能高,耐油、耐溶剂性能好,优异的阻燃性,较高的机械强度等优点,可广泛应用于机械、电子化工、通讯等各种领域,具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种热收缩套管,按重量份计,热收缩套管的制作原料包括以下组分:乙烯-四氟乙烯共聚物,80-95份;交联助剂,1-5份;酸吸收剂,1-10份;热稳定剂,0.3-5份;润滑剂,0.1-2份。

这里乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)作为主体材料,ETFE俗称F40,是最强韧的氟塑料,具有优异的机械性能、耐高温、绝缘强度高、电阻率高、耗散因数低、介电常数低等特点。并采用交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂及润滑剂对乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)进行改性,改性后的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)可辐照交联,可辐照交联ETFE的热缩套管料具有较高的收缩倍率和耐温等级的特点,可在-65℃至200℃的温度范围内长期使用,且热收缩套管的收缩倍率最高可稳定4倍的收缩倍率。其中交联助剂可以增加材料在电子束辐照过程中的交联度,酸吸收剂可以吸收材料加工过程中析出的FH以及减少材料制品的氟析出,热稳定剂可以增加材料的耐热性,润滑剂可以改善材料的加工性。

在制作热收缩套管时,要合理调控其制作原料中各组分的配比,以使得热收缩套管具有优异的性能,较高的收缩倍率和耐温等级。可选地,按重量份计,乙烯-四氟乙烯共聚物的用量为80份、85份、90份或95份;交联助剂的用量为1份、2份、3份、4份或5份;酸吸收剂的用量为1份、2份、4份、6份、8份或10份;热稳定剂的用量为0.3份、1份、3份或5份;润滑剂的用量为0.1份、0.5份、1份、1.5份或2份。

可以理解的,本发明的技术方案,通过采用交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂及润滑剂对乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)进行改性,改性后的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)可辐照交联,如此可制作得到可辐照交联ETFE的热缩套管料,该热收缩套管具有较高的收缩倍率和耐温等级,可在-65℃至200℃的温度范围内长期使用,且热收缩套管的收缩倍率最高可稳定4倍的收缩倍率。同时,本发明热收缩套管还具有介质损耗小、传输性能高,耐油、耐溶剂性能好,优异的阻燃性,较高的机械强度等优点,可广泛应用于机械、电子化工、通讯等各种领域,具有广阔的应用前景。

可选地,乙烯-四氟乙烯共聚物中乙烯与四氟乙烯的摩尔比为1:1。这里乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)是乙烯和四氟乙烯按照摩尔比1:1的比例交替聚合而成的一种氟塑料,具有优异的机械性能、耐高温、绝缘强度高、电阻率高、耗散因数低、介电常数低等特点。

可选地,乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指数范围为5g/10min-30g/10min,比如乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指数为5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/10min、25g/10min或30g/10min,乙烯-四氟乙烯共聚物的密度范围为1.6g/cm3-1.8g/cm3,比如乙烯-四氟乙烯共聚物的密度为1.6g/cm3、1.7g/cm3或1.8g/cm3。选用该熔融指数范围和密度范围的乙烯-四氟乙烯共聚物,可以有效地保证热收缩套管的制备原料具有良好的加工性能。

可选地,交联助剂为三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)或三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTMA)的复合物。

这里交联剂TAIC(Triallyl isocyanurate),又名三烯丙基异氰脲酸酯,是一种性能较好的交联剂,在辐照下可对乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)进行充分有效地交联,以得到性能较好的辐照交联ETFE的热缩套管料。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯是一种助交联剂,在选用交联助剂时,可选用TAIC或者TAIC与TMPTMA的复合物。

可选地,酸吸收剂为三氧化二锑、五氧化三锑、氧化锌及硬脂酸锌中的至少一种。

这里三氧化二锑、五氧化三锑、氧化锌及硬脂酸锌均能溶于酸中,是较好的酸吸收剂,加入后均吸收材料加工过程中析出的FH以及减少材料制品的氟析出,以获得性能较好的热收缩套管。

可选地,热稳定剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯与N,N′-双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷]肼的复合物。

可选地,润滑剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺或N,N'-乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯的混合物。

进一步地,按重量份计,热收缩套管的制作原料还包括0.1-3份钛白粉。

这里钛白粉的加入可以起到颜色增白和改善印字的效果,且钛白粉的加入量要选用适宜,以保证其充分发挥其作用又不会造成材料浪费,可选地,按重量份计,钛白粉的加入量为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份或3份。

本发明还提出了一种热收缩套管的制作方法,包括以下步骤:

按重量份计,提供80-95份乙烯-四氟乙烯共聚物、1-5份交联助剂、1-10份酸吸收剂、0.3-5份热稳定剂及0.1-2份润滑剂;

将所述交联助剂、所述酸吸收剂、所述热稳定剂及所述润滑剂混合,得到混合粉料;

将所述乙烯-四氟乙烯共聚物和所述混合粉料加入至双螺杆挤出机,于280℃-310℃下挤出,并经拉条、水冷、风干、切粒后得到母料;

对所述母料烘焙,之后加入至单螺杆挤出机中,于260℃-320℃下挤出管材,得到初级管材;

对所述初级管材进行辐照交联,得到交联后的初级管材,并对交联后的初级管材进行加热使其扩张变形,之后冷却定型,得到热收缩套管。

具体地,在混合交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂及润滑剂时,由于这些组分用量相差较大,为保证其混合较为均匀,将交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂及润滑剂依次加入至高混机中,先低速混合5min,再高速混合5min,便可得到混合均匀的混合粉料。之后将乙烯-四氟乙烯共聚物和混合粉料加入至双螺杆挤出机中,要严格控制器挤出温度,可选地,挤出温度在280℃-310℃范围内,若其挤出温度低于280℃,螺杆粘度过高,转矩过大;若挤出温度高于310℃,材料会发生分解和变色。得到母料后,将母料在80℃-120℃的温度下烘焙1-2h,之后将其加入单螺杆挤出机中,挤出温度可选为260℃-320℃,以保证挤出管材具有良好外观和性能。之后对初级管材进行辐照交联便可得到交联后的初级管材,将交联后的管材加热升温,使其扩张变形,最后将变形的材料快速冷却定型,便可得到本发明辐照交联ETFE的热收缩套管。

可选的,对所述初级管材进行辐照交联,得到交联后的初级管材的步骤中,辐照交联的辐照剂量为30KGY-120KGY。选用该范围辐照剂量进行辐照交联,可以保证其合适的交联度,交联度过高和过低都会导致扩管困难。

本发明的一实施例中,对交联后的初级管材进行加热使其扩张变形的步骤中,包括:

采用热空气对交联后的初级管材进行加热,当温度达到270℃-340℃时,通过空气压力或空气压力与真空压力差使初级管材扩张变形,其变形倍率为1.5-4.2倍。

这里采用热空气对交联后的初级管材进行加热,该加热方式操作简单且有效,当温度达到270℃-340℃时,通过空气压力或空气压力与真空压力差使初级管材扩张变形,如此的操作可以保证扩管效果及扩管后管材不变色。

进一步地,将交联助剂、所述酸吸收剂、所述热稳定剂及所述润滑剂混合,得到混合粉料的步骤中,还包括:按重量份计,向混合粉料中加入0.1-3份钛白粉。钛白粉的加入可以起到颜色增白和改善印字的效果。

下面通过具体实施例对本发明热收缩套管及其制作方法进行详细说明。

实施例1至实施例3中热收缩套管的原料组分见表1所示,其中所有组分的份数均以重量份计。

表1实施例1至3中热收缩套管的原料组分

采用实施例1至3中热收缩套管的原料分别按照下述步骤制作热收缩套管:

步骤1:按重量份称取上述配方量的组分,将交联助剂、酸吸收剂、热稳定剂、润滑剂、钛白粉依次投入高混机中,先低速搅拌混合5min,然后高速搅拌混合5min,便得到混合粉料。

步骤2:将ETFE与混合粉料通过计量喂料加入至双螺杆挤出机中,在280℃-310℃的挤出温度下挤出,并依次经拉条、水冷、风干、切粒后,得到母料。

步骤3:将母料在100℃温度下烘焙1小时,然后将其加入至单螺杆挤出机中,于260℃-320℃的挤出温度下挤出管材,即得到初级管材。初级管材的内径为1.9±0.04mm,厚度为0.3±0.02mm。

步骤4:将初级管材进行辐照交联,其辐照剂量为70KGY,便可得到交联后的初级管材。

步骤5:将交联后的初级管材进行加热升温,其加热方式为热空气加热,当管材的温度达到270℃-340℃时,通过空气压力或空气压力与真空压力差使其扩张变形,变形倍率为3倍,之后将变形的材料快速冷却定型,即可得到本发明辐照交联ETFE的热收缩管。该热收缩管的内径为5.8±0.03mm,厚度为0.12±0.02mm。

将上述实施例1至3制作的热收缩管进行性能测试,其测试结果见表2所示。

从表2的数据中可以看出,本发明实施例1至3制作得到的热收缩管均具有较高的收缩率、较高的机械强度、优异的传输性能、低温柔韧性、耐老化性能、阻燃性及耐热冲击性能,可广泛应用于机械、电子化工、通讯等各种领域,具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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