輻射交聯耐低溫熱收縮材料及其制備方法
【專利摘要】輻射交聯耐低溫熱收縮材料及其制備方法，本發明涉及熱收縮材料及其制備方法，它為了解決現有橡塑共混熱收縮材料的硬度較高，低溫性能差及不易加工成型的問題。該熱收縮材料由60～80份的三元乙丙橡膠、20～50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3～0.9份的抗氧劑、0～4份的潤滑劑、3～5份的助交聯劑、4～6份的氧化鋅、1～2份的硬脂酸和0～2份的炭黑制成。制備：一、稱取原料；二、投入雙輥混煉機中拉片造粒；三、擠塑成為管材；四、進行輻射交聯；五、徑向擴張定型，得到熱縮套管。本發明所述的熱收縮材料的硬度較低，能夠利用通用管材加工方法成型，在-70℃時延伸率能夠達到400％以上，低溫性能良好。
【專利說明】輻射交聯耐低溫熱收縮材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱收縮材料及其制備方法，具體涉及一種利用電子束輻射交聯的耐低溫熱收縮材料。
【背景技術】
[0002]一般來說，橡膠材料具有較低的玻璃化轉變溫度，在常溫下很難制備具有熱收縮性材料，但要想利用橡膠的一些特性就必須將橡膠與熱塑性樹脂共混來制備熱收縮材料。目前已有的相關專利如:中國專利CN1760997A中利用乙烯-醋酸乙烯共聚物與硅橡膠共混經輻射交聯制備熱收縮材料；中國專利CN1357572A用反式聚異戊二烯與乙烯醋酸乙烯共混制備熱縮管；中國專利CN1266867和CN102219953A用三元乙丙橡膠與乙烯醋酸乙烯共聚物共混制備的熱收縮材料等，這些材料都存在硬度高，低溫下撓曲性較差的問題。另外中國專利CN101885917B中利用甲基-乙烯基硅橡膠和乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物制備低溫收縮的環保型柔軟熱縮管，其存在預成型困難的缺點，只能利用帶有加熱功能雙輥擠壓成套筒才能加工成為預制管材，加工效率低。因此，需要開發柔軟、易于加工成型且耐低溫熱收縮材料。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決現有橡塑共混熱收縮材料的硬度較高，低溫性能差及不易加工成型的問題 ，而提供輻射交聯耐低溫熱收縮材料及其制備方法。
[0004]本發明輻射交聯耐低溫熱收縮材料按照重量份數由60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑制成。
[0005]本發明輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法按下列步驟實現:
[0006]一、按照重量份數稱取60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑，作為原料；
[0007]二、將步驟一稱取的原料投入雙輥混煉機中，在120~140°C的條件下混煉10~15min拉片造粒,得到造粒后的材料；
[0008]三、利用擠出機將造粒后的材料擠塑成為管材；
[0009]四、將步驟三得到的管材利用電子加速器進行輻射交聯，得到交聯后的管材；
[0010]五、將交聯后的管材置于紅外加熱箱中，在100~120°C的條件下加熱10~20min，然后利用擴張機械對加熱后的管材進行徑向擴張，最后冷卻定型并修邊得到熱縮套管，完成輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備。
[0011]本發明所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料具有良好的耐低溫的性能，在-70°C時延伸率能夠達到400%以上。在常溫下的拉伸強度為8~lOMPa，斷裂伸長率為600%~850%,硬度(邵氏A) 60~70。本發明制備得到的熱收縮材料還具有良好的熱穩定性，100C下48小時熱老化后力學性能降低小于15%，具有硬度低、力學強度大、低溫性能好等特點。相對現有方法更易于加工，能夠利用通用管材加工方法擠出加工成型，得到的定型材料可以用于高寒地區或者要求耐低溫的環境和場合，如火車彈簧防雪包套，電線電纜接續，管道防腐材料等，具有廣泛的產業化前景。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:本實施方式輻射交聯耐低溫熱收縮材料按照重量份數由60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑制成。
[0013]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是所述的抗氧劑為1010抗氧劑。
[0014]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是所述的潤滑劑為石蠟油。
[0015]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是所述的助交聯劑為TMPTMA (三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)或TMPTA (三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)。
[0016]【具體實施方式】五:本實施方式輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法按下列步驟實現:
[0017]一、按照重量份數稱取60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑，作為原料；
[0018]二、將步驟一稱取的原料投入雙輥混煉機中，在120~140°C的條件下混煉10~15min拉片造粒,得到造粒后的材料；
[0019]三、利用擠出機將造粒后的材料擠塑成為管材；
[0020]四、將步驟三得到的管材利用電子加速器進行輻射交聯，得到交聯后的管材；
[0021]五、將交聯后的管材置于紅外加熱箱中，在100~120 °C的條件下加熱10~20min，然后利用擴張機械對加熱后的管材進行徑向擴張，最后冷卻定型并修邊得到熱縮套管，完成輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備。
[0022]現有的耐低溫熱縮材料利用帶有加熱功能的雙輥擠壓成為套筒后，并不能直接將套筒從擠壓輥上取下來，而是要經過交聯后才能夠定型，然后利用翻腸的方法將交聯的套管從輥上取下，成型的套管直徑只能是與擠壓輥相適應，一次只能加工一個套管，而且加工的套管的長度也要受到輥長度的限制不能形成規模化生產，因此效率很低。而本實施方式的耐低溫熱縮材料則能夠利用通用管材加工技術擠出加工成型，進而形成規模生產。
[0023]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】五不同的是步驟一按照重量份數稱取70份的三元乙丙橡膠、30份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.5份的抗氧劑、5份的助交聯劑、5份的氧化鋅、15份的硬脂酸和0.5份的炭黑，作為原料。其它步驟及參數與【具體實施方式】五相同。
[0024]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】五或六不同的是步驟一中所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的質量百分比占18%。其它步驟及參數與【具體實施方式】五或六相同。
[0025]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】五至七之一不同的是步驟四電子束的電子輻射劑量為40~80kGy，劑量率為15kGy/min。其它步驟及參數與【具體實施方式】五至七之一相同。
[0026]實施例:本實施例輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法按下列步驟實現:
[0027]—、按照重量份數稱取70份的三元乙丙橡膠、30份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.5份的1010抗氧劑、5份的助交聯劑TMPTMA、5份的氧化鋅、1份的硬脂酸和0.5份的炭黑，作為原料；
[0028]二、按照三元乙丙橡膠，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，抗氧劑，硬脂酸，氧化鋅，炭黑，TMPTMA的順序將步驟一稱取的原料投入雙輥混煉機中，在混煉機前輥溫度為120°C，后輥溫度為140°C的條件下混煉15分鐘拉片造粒，得到造粒后的材料；
[0029]三、利用擠出機將造粒后的材料擠塑成直徑為50mm,管材壁厚為2.8mm的管材；
[0030]四、將步驟三得到的管材利用鼠籠撐起安裝到電子加速器束下進行輻射交聯，得到交聯后的管材，其中電子輻射的劑量為50kGy，劑量率為15kGy/min ；
[0031]五、將交聯后的管材置于紅外加熱箱中，在110°C的條件下加熱15min，然后利用液壓擴張對加熱后的管材進行徑向擴張，擴張成為直徑150mm的熱收縮套管，最后冷卻定型并修邊得到熱縮套管，完成輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備。
[0032]本實施例步驟四電子加速器束的電子束能量為1.2MeV。
[0033] 將本實施例制備得到的套管放入110°C的烘箱回縮后，測試材料性能。按照GB/T531-2008標準測定熱縮套管的邵氏A硬度為62，常溫力學性能按照GB/T528-2008標準測定其拉伸強度為8.6Mpa，斷裂伸長率為728%，交聯度采用GB/T18474-2001標準測定為55%，形狀回復率為100%;低溫性能采用GB/T2951.14-2008標準測定其低溫_70°C下的拉伸強度為50MPa，斷裂伸長率為472%。
【權利要求】
1.輻射交聯耐低溫熱收縮材料，其特征在于該輻射交聯耐低溫熱收縮材料按照重量份數由60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑制成。
2.根據權利要求1所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料，其特征在于所述的抗氧劑為1010抗氧劑。
3.根據權利要求1所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料，其特征在于所述的潤滑劑為石蠟油。
4.根據權利要求1所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料，其特征在于所述的助交聯劑為TMPTMA 或 TMPTA。
5.輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法，其特征在于是按下列步驟實現: 一、按照重量份數稱取60~80份的三元乙丙橡膠、20~50份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3~0.9份的抗氧劑、O~4份的潤滑劑、3~5份的助交聯劑、4~6份的氧化鋅、I~2份的硬脂酸和O~2份的炭黑，作為原料； 二、將步驟一稱取的原料投入雙輥混煉機中，在120~140°C的條件下混煉10~15min拉片造粒，得到造粒后的材料； 三、利用擠出機將造粒后的材料擠塑成為管材； 四、將步驟三得到的管材利用電子加速器進行輻射交聯，得到交聯后的管材； 五、將交聯后的管材置于紅外加熱箱中，在100~120°C的條件下加熱10~20min，然后利用擴張機械對加熱后的管材進行徑向擴張，最后冷卻定型并修邊得到熱縮套管，完成輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備。
6.根據權利要求5所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法，其特征在于步驟一按照重量份數稱取70份的三元乙丙橡膠、30份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.5份的抗氧劑、5份的助交聯劑、5份的氧化鋅、1份的硬脂酸和0.5份的炭黑，作為原料。
7.根據權利要求5所述 的輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的質量百分比占18%。
8.根據權利要求5所述的輻射交聯耐低溫熱收縮材料的制備方法，其特征在于步驟四電子束的電子輻射劑量為40~80kGy，劑量率為15kGy/min。
【文檔編號】C08K5/09GK104130506SQ201410347717
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】張玉寶, 梁宏斌, 斯琴圖雅, 劉海 申請人:黑龍江省科學院技術物理研究所