技术领域
本发明属于热熔胶技术领域,具体涉及一种耐辐照热熔胶及其制备方法。
背景技术
能源危机是世界性问题,核能源开发是解决能源危机的重要途径,世界 各国都在大力发展核电建设。目前,法国核电总量已占总发电量的70%,美 国占20%;日本占34%;韩国占40%;俄罗斯占17%。我国的核电容量仅 占2%,积极推进核电建设并实现国产化,是我国国民经济建设的一项重要 内容。按照电力发展规划,2020年我国核电装机容量将占装机总发电量的4%, 这与目前国际平均核电装机水平(发电量16%)相距甚远,想要到2050年达 到发达国家的平均核电装机水平,将有大量核电工程项目等待建设。
核电虽是一种经济清洁的能源,日本核岛事故给人们留下了深刻的教训。 目前世界各国都对核电站采取了严格的安全措施,作为核电“血管”和“神 经”的电缆线路系统,是安全的关键要素,它在核电站的正常运行及安全停 堆方面起着非常重要的作用。
核电站电缆热缩套管是核电电缆线路系统的重要配套产品之一,主要用 于核电站中电力传输、控制、测量和计算机系统,由于核电站电缆热缩套管 的使用环境特殊,安全性要求高,因此核电站电缆热缩套管(组件)的性能 指标较高。由于使用环境的特殊性,电缆热缩套管需配备核级耐辐照热熔胶。 核级耐辐照热熔胶除需具备普通热熔胶具备的绝缘密封的性能之外,还需具 备耐辐照性能。由于普通热熔胶的主要组成为低分子量甲基丙烯酸甲酯以及 增粘树脂,这两类物质辐照后极易交联,从而导致粘合性的降低,甚至导致 热熔胶失效。因此需开发一种新型的耐辐照热熔胶。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的一个目的是提供一种粘结性能好、 耐低温的耐辐照热熔胶。
本发明的另一个目的是提供上述耐辐照热熔胶的制备方法,该方法工艺 简单、重复性好、能耗低且对环境无危害。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案是:一种耐辐照热熔胶,所述 耐辐照热熔胶中各原料组分与重量百分比为:
进一步,所述耐辐照热熔胶中各原料组分与重量百分比为:
进一步,所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为10-60wt%, 熔融指数为5-450g/10min。优选地,所述乙烯乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙 烯酯含量优选为20-40wt%,熔融指数优选为10-200g/10min。
再进一步,所述聚酰胺为二聚酸型聚酰胺或尼龙型聚酰胺。
二聚酸型聚酰胺一般由二元胺与二元羧酸衍生的重复单元构成,其中, 二元胺可以为脂肪族二胺、脂环族二胺或者芳族二胺,二元羧酸可以为脂肪 族二元羧酸、脂环族二元羧酸或者芳族元羧酸。
尼龙型聚酰胺一般由内酰胺经缩聚或自聚而成。优选地,所述内酰胺含 有5-12个碳原子,聚合得到的尼龙型聚酰胺的熔点为100℃-180℃。更优选 地,所述内酰胺含有6-8个碳原子,聚合得到的尼龙型聚酰胺的熔点为120℃ -160℃。
更进一步,耐辐照橡胶为三元乙丙橡胶与丁基橡胶的混合物,三元乙丙 橡胶与丁基橡胶的混合比例为1:0.5-2。
进一步,所述增粘剂为松香和/或萜烯树脂。所述蜡为石蜡、微晶蜡、无 规聚丙烯或聚烯烃蜡中的一种或多种。所述稳定剂选自四〔β-(3,5-三级 丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、N,N-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟 基苯基)丙酰基]已二胺和硫代二丙酸二十八酯中的一种或多种;所述增塑剂 为柠檬酸三丁酯和/或乙酰柠檬酸三丁酯。
再进一步,所述无规聚丙烯的软化点为120℃-160℃。所述聚烯烃蜡为 聚乙烯蜡。
本发明提供的上述耐辐照热熔胶的制备方法包括以下步骤:
(1)备料:按比例称取各组分,备用;
(2)混炼:将上述各组分加入在炼胶机中进行混炼;
(3)造粒:采用循环水冷却滚刀的方法对步骤(3)混炼后的物料进行 造粒;
(4)包装储存:使用包装盒储存步骤(3)造粒后得到的热熔胶。
进一步,在进行步骤(2)的混炼前,将难于熔融的乙烯丙烯酸乙酯共聚 物和耐辐照橡胶在密炼机中进行密炼并造粒,密炼温度为50-120℃。
进一步,步骤(2)中,混炼温度为80-150℃;混炼2次。
与现有的普通热熔胶相比,本发明提供的耐辐照热熔胶具有以下优点:
第一、本发明采用乙烯-醋酸乙烯酯为主料,所得耐辐照热熔胶的粘结性 较好,耐低温性能较好。
第二、本发明在配方中添加了部分聚酰胺,由于聚酰胺含有多种极性基 团,对许多材料均有良好的粘结性,且可耐多种油品。
第三、本发明在配方中加入了耐辐照橡胶,其中,丁基橡胶为辐照裂解 型,三元乙丙橡胶为辐照交联型,两者的结合可以较好保持热熔胶的粘合性 能。
第四、本发明采用简单实效的共混制备工艺,避免了溶剂回收以及产物 提纯,其工艺简单稳定,重复性好,从而保证了产品质量;另外,生产过程 中无有害气体产生,对环境无危害;生产能耗较低,具有较好的经济效应和 工业化生产前景。
根据表1所示的检验标准对本发明所提供的耐辐照热熔胶进行了性能测 试,实测结果如表1所示。
表1
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
实施例中的试剂和设备均可自市场购得。
实施例1
原料组分及用量:
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA150)15g,
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA210)20g,
二聚酸型聚酰胺树脂(商品名H-120)30g,
丁基橡胶(商品名268)7g,
三元乙丙橡胶(4551A)5g,
萜烯树脂(商品名T100)20g,
微晶蜡1g,
四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(商品名抗氧 剂1010)1g,
柠檬酸三丁酯1g。
制备方法:按上述用量称取各组分,加入双螺杆挤出机中进行混炼,混 炼温度为140℃,混炼两次,采用循环水冷却滚刀切粒制得耐辐照热熔胶产 品,使用包装盒储存造粒后得到的热熔胶。所得耐辐照热熔胶产品的软化点 为101℃,粘度为85000mpa.s,性能测试结果如表2所示。
表2
将实施例1制得热熔胶的样品放入电子加速器中进行辐照,考察辐照对 热熔胶性能的影响。结果如表3所示。
表3
从表3的测试结果可以看出,本发明实施例1提供的耐辐照热熔胶产品 对于辐射有着较好的耐受性能,在48Mr(480KGy)的辐照剂量条件下,尽管 拉伸强度数据表明,有一定程度的交联发生,但是断裂伸长率数据表明,热 熔胶并没有脆化,而且仍保留900%以上的伸长率;剥离强度数据进一步表明, 产品在测试剂量条件下,仍保持了良好的密封性能。
实施例2
原料组分及用量:
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA210)10g,
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA450)10g,
二聚酸型聚酰胺树脂(商品名LR-PA-170)40g,
丁基橡胶(商品名268)10g,
三元乙丙橡胶(3722P)10g,
松香17g,
微晶蜡1g,
四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(商品名抗氧 剂1010)1g,
柠檬酸三丁酯1g。
制备方法:同实施例1,不同的是,混炼温度为150℃。所得耐辐照热熔 胶产品的软化点为120℃,粘度为108000mpa.s。
实施例3
原料组分及用量:
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA150)15g,
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA210)15g,
二聚酸型聚酰胺树脂(商品名H-120)20g,
丁基橡胶(商品名268)20g,
三元乙丙橡胶(4551A)10g,
松香5g,
萜烯树脂(商品名T100)4g,
聚乙烯蜡1g,
N,N-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]已二胺9g,
柠檬酸三丁酯0.5g,
乙酰柠檬酸三丁酯0.5g。
制备方法:同实施例1,不同的是,在混炼前将乙烯-乙酸乙烯酯、丁基 橡胶和三元乙丙橡胶放入密炼机中进行密炼并造粒,密炼温度为80℃,然后 和其他物料混合进行混炼。所得耐辐照热熔胶产品的软化点为115℃,粘度 为78000mpa.s。
实施例4
原料组分及用量:
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA150)5g,
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA210)5g,
聚酰胺树脂(商品名LR-PA-R-120)48g,
丁基橡胶(商品名268)10g,
三元乙丙橡胶(4551A)20g,
萜烯树脂(商品名T100)1g,
APP(软化点120℃)5g,
硫代二丙酸二十八酯1g,
乙酰柠檬酸三丁酯5g。
制备方法:同实施例1,不同的是,混炼温度为80℃。所得耐辐照热熔 胶产品的软化点为112℃,粘度为80000mpa.s。
实施例5
组分及用量:
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA150)20kg,
乙烯-乙酸乙烯酯(商品名EVA210)20kg,
二聚酸型聚酰胺树脂(商品名H-120)25kg,
丁基橡胶(商品名268)5kg,
三元乙丙橡胶(4551A)5kg,
萜烯树脂(商品名T100)11kg,
石蜡3kg,
硫代二丙酸二十八酯1kg,
乙酰柠檬酸三丁酯100g。
制备方法:同实施例1,不同的是,在混炼前将乙烯-乙酸乙烯酯、丁基 橡胶和三元乙丙橡胶放入密炼机中进行密炼并造粒,密炼温度为95℃,然后 和其他物料混合进行混炼。所得耐辐照热熔胶产品的软化点为105℃,粘度 为95000mpa.s。
上述实施例只是对本发明的举例说明,本发明也可以以其它的特定方式 或其它的特定形式实施,而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此,描述的 实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由 附加的权利要求说明,任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在 本发明的范围内。