轻质阻燃热缩绝缘套管用材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料，包括：聚合物基材50

【技术实现步骤摘要】
轻质阻燃热缩绝缘套管用材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]热缩管又名热收缩保护套管，为电线、电缆和电线端子提供绝缘保护，通过加热使其收缩，继而对裸露的金属导线进行包裹防护，通常适用的热缩管外层绝缘材料为聚烯烃类材料加无机填料制成，并加入阻燃剂等助剂对材料进行功能性的改性，使其具备防火阻燃等功能。
[0003]申请号为CN202010450668.1的中国专利公开了一种热缩套管材料配方及制备方法，采用EVA树脂60
‑
80％、改性焦磷酸哌嗪5
‑
25％、协效剂5
‑
25％、分子筛活化粉0.5
‑
5％、润滑剂0.5
‑
5％、抗氧剂0.5
‑
5％，制备过程中双螺杆挤出机对配方组分进行挤出加工。制备的材料在赋予热收缩管高效无卤阻燃特性的同时，兼顾了热收缩管本身的应用性能需求。申请号为CN201811433058.X的中国专利公开了一种核岛内无卤阻燃热收缩材料，其配方包括聚合物基材、无机阻燃剂、聚磷腈阻燃剂、磷氮系阻燃剂、八钼酸铵、2,2,4
‑
三甲基
‑
1,2
‑
二氢化喹啉聚合体、复合抗氧剂、抗辐照剂、加工助剂。制得的无卤阻燃热收缩材料具有稳定的耐辐照性能，良好的阻燃性能，且低烟、无卤，可延长材料在核环境下的使用寿命。但是上述的热缩管用材料，要么加入了大比例的无机填料，材料密度非常高，要么不加填料，这两种方式都会造成热缩管的成本很高，并且性能也不能达到较为理想的状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料，该材料能够在保证热缩管性能完全达标的前提下，满足产品轻质化、高阻燃的需求。
[0005]本专利技术提供了一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料，包括按质量百分数计的如下组分：聚合物基材50
‑
70％、木质素10
‑
40％、无机阻燃剂0
‑
20％、有机阻燃剂0.5
‑
10％、相容剂0.5
‑
5％、分散剂0.5
‑
2％、抗氧剂0.1
‑
2％和热稳定剂0.5
‑
2％；
[0006]其中，所述聚合物基材选自乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一种或多种；所述木质素为阻燃改性木质素的制备方法包括以下步骤：
[0007]S1.在催化剂及引发剂的作用下，将木质素与三甲氧基硅烷于80
‑
100℃下边搅拌边反应4
‑
6小时；所述三甲氧基硅烷的用量为木质素的30
‑
50wt％，催化剂及引发剂的用量分别为反应物总量的0.2
‑
0.3wt％和0.1
‑
0.2wt％，具体反应式如下：
[0008][0009]S2.将步骤S1的反应产物移至pH值为4
‑
5、温度为45
‑
50℃的水中静置反应6
‑
8小时，然后过滤、干燥，具体反应式如下：
[0010][0011]S3.向步骤S2所得产物中加入木质素磺酸盐，搅拌均匀；所述木质素磺酸盐的用量为木质素的1
‑
5wt％；
[0012]S4.向步骤S3所得产物中加入乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，即得所述阻燃改性木质素；所述乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂的用量为木质素的0.5
‑
2wt％。
[0013]为了实现热缩绝缘套管轻质、阻燃的要求，现有技术一般是通过添加轻质填充材料来代替原有的填料来实现的。但是，大量轻质填充材料的加入，不仅会降低热缩套管材料的强度，还会影响其阻燃性能。
[0014]工业木质素为造纸工业副产物，全球每年约有5
×
103万吨工业木质素产生。大部分工业木质素(>90％)被用作低值锅炉燃料以产生热量和电力，只有不到10％的工业木质素用于各种化工产品。通过采用木质素作为轻质填料材料大量加入到热缩套管中，可明显降低热缩管材料的成本。但是木质素的大量加入，使得热缩套管的力学性能和阻燃性能得不到保证。
[0015]本专利技术中，为了提高了木质素的阻燃性能，对木质素进行了阻燃改性处理。具体的，在改性处理的过程中，通过与三甲氧基硅烷反应提高木质素的阻燃性；通过加入木质素磺酸盐提高木质素在聚合物基材中的分散性，同时也有利于提升木质素的阻燃性；另外，通过加入乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂提高木质素及无机阻燃剂与聚合物基材的相容性，同时偶联剂本身也具有阻燃性能，其会进一步提高木质素的阻燃性能。
[0016]本专利技术中，所述催化剂优选为铂催化剂，所述引发剂优选为过氧化二苯甲酰(BPO)。
[0017]本专利技术中，所述无机阻燃剂可选择为本领域常用的无机阻燃剂，优选地，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑中的一种或几种。
[0018]本专利技术中，所述有机阻燃剂选自多聚磷酸酯类阻燃剂、氮系阻燃剂和八钼酸铵中的一种或多种。所述多聚磷酸酯类阻燃剂包括但不限于多聚磷酸铵、季戊四醇多聚磷酸铵，所述氮系阻燃剂包括但不限于三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺。优选地，所述有机阻燃剂是由季戊四醇多聚磷酸铵、氰尿酸三聚氰胺、八钼酸铵按2:1:1的质量比复配得到的。采用多种有机阻燃剂复配使用，能够达到更好的阻燃效果。
[0019]本专利技术中，所述抗氧剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或多种。优选地，所述抗氧剂是由硬脂酸钙、硬脂酸锌、四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按1:1:5的质量比复配得到的。
[0020]本专利技术中，所述相容剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂，所述分散剂为脂肪酸或乙撑双硬脂酸酰胺，所述热稳定剂为钙锌复合热稳定剂。
[0021]本专利技术还提供了一种所述的轻质阻燃热缩绝缘套管用材料的制备方法，包括以下步骤：按配比将聚合物基材、木质素、相容剂、阻燃剂、分散剂、抗氧剂和热稳定剂依次加入预混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得所述轻质阻燃热缩绝缘套管用材料。
[0022]进一步地，所述双螺杆挤出机的挤出温度为80
‑
250℃。
[0023]本专利技术还提供了由所述的轻质阻燃热缩绝缘套管用材料制备的热缩绝缘套管。
[0024]本专利技术还提供了一种热缩端子，包括裸端子管以及所述的热缩绝缘套管，所述热缩绝缘套管整体呈中间细、两端粗的哑铃状结构，所述裸端子管设于所述热缩绝缘套管内并位于中间段，其通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料，其特征在于，包括按质量百分数计的如下组分：聚合物基材50
‑
70％、木质素10
‑
40％、无机阻燃剂0
‑
20％、有机阻燃剂0.5
‑
10％、相容剂0.5
‑
5％、分散剂0.5
‑
2％、抗氧剂0.1
‑
2％和热稳定剂0.5
‑
2％；其中，所述聚合物基材选自EVA、PE和PET中的一种或多种；所述木质素为阻燃改性木质素的制备方法包括以下步骤：S1.在催化剂及引发剂的作用下，将木质素与三甲氧基硅烷于80
‑
100℃下边搅拌边反应4
‑
6小时；所述三甲氧基硅烷的用量为木质素的30
‑
50wt％，催化剂及引发剂的用量分别为反应物总量的0.2
‑
0.3wt％和0.1
‑
0.2wt％；S2.将步骤S1的反应产物移至pH值为4
‑
5、温度为45
‑
50℃的水中静置反应6
‑
8小时，然后过滤、干燥；S3.向步骤S2所得产物中加入木质素磺酸盐，搅拌均匀；所述木质素磺酸盐的用量为木质素的1
‑
5wt％；S4.向步骤S3所得产物中加入乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂，搅拌均匀，即得所述阻燃改性木质素；所述乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂的用量为木质素的0.5
‑
2wt％。2.根据权利要求1所述的一种轻质阻燃热缩绝缘套管用材料，其特征在于，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑中的一种或多种，所述有机阻燃剂选自多聚磷酸酯类阻燃剂、氮系阻燃剂、八钼酸铵中的一种或多种。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦亚芹，韩晓明，马腾，
申请(专利权)人：苏州晗普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：