基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合 材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE)，具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐熱性能、耐介質(zhì)性能、電 絕緣性能，并在較寬的溫度范圍內(nèi)都具有顯著的韌性和耐摩擦性能，被廣泛用于制備耐腐 蝕件，減磨耐磨件，電線、電纜的絕緣層，防腐設(shè)備，密封材料，工業(yè)、農(nóng)業(yè)用建筑薄膜等。
[0003] 但是，ETFE的熔點(diǎn)與分解溫度之間距離較小，在加工過(guò)程中容易分解，尤其在利用 擠出加工制備電線、電纜的絕緣層時(shí)，ETFE將出現(xiàn)變色、起泡等現(xiàn)象，影響使用性能。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，采用在ETFE中引入第三單體，破環(huán)二元共聚物的交替序列結(jié)構(gòu)的方 法，降低ETFE的熔點(diǎn)，以提高其熱穩(wěn)定性，但是該方法成本較高，不利于實(shí)際加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中乙烯-四氟乙烯共聚物熱穩(wěn)定性差的技術(shù)問(wèn)題， 提供一種基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料，包括：
[0007] 乙烯-四氟乙烯共聚物 5CK90重量份; 聚偏氟乙烯（PVDF) 0~20重量份； 敏化劑 1~10重量份； 熱穩(wěn)定劑 3~8重量份； 抗氧劑 0.5-1重量份；
[0008] 所述敏化劑為敏化劑A、三烯丙基異氰尿酸酯（TAIC)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯 酸酯（TMPTM)、三烯丙基氰酸酯（TAC)中的一種或多種按任意比例的混合；
[0009] 所述敏化劑A的結(jié)構(gòu)式如下：
[0010]
[0011] 所述熱穩(wěn)定劑為三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈣中一種或幾種按 任意比例的混合。
[0012] 優(yōu)選的，所述的乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指數(shù)為3~10g/10min，熔點(diǎn)為 225 ~280 °C。
[0013] 優(yōu)選的，所述的聚偏氟乙烯的熔融指數(shù)為2~10g/10min，熔點(diǎn)為155~165°C。
[0014] 優(yōu)選的，所述的抗氧劑為抗氧劑133、抗氧劑1010、抗氧劑445中一種或幾種按任 意比例的混合。
[0015] 本發(fā)明還提供上述基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料的制備方法：
[0016] 按重量份稱取各組分，加入密煉機(jī)中混合均勻后，經(jīng)螺桿擠出機(jī)在260~310°C的 溫度區(qū)間內(nèi)擠出，得到基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料。
[0017] 優(yōu)選的，所述在密煉機(jī)中混合均勻的溫度為260~310°C。
[0018] 本發(fā)明還提供上述基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料作為電線絕緣料或者 電纜絕緣料的應(yīng)用：將基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料加入擠出機(jī)，260~310°C擠 出，包覆在電線或者電纜的外表面，然后將包覆基于乙烯-四氟乙烯共聚物的電線或者電 纜置于115~135°C的溫度下退火24~36h。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 1、本發(fā)明的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料具有很高的熱穩(wěn)定性，初始熱 分解溫度為346~390°C，可滿足高溫條件（>300°C)下擠出加工要求，避免了乙烯-四氟 乙烯共聚物在加工過(guò)程中的降解，提高了乙烯-四氟乙烯共聚物的可加工性，可作為電線、 電纜絕緣料使用；
[0021] 2、本發(fā)明的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料的制備方法成本低、操作方 便、便于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1中，（a)為對(duì)比例1的乙烯-四氟乙烯共聚物擠出、退火后的照片，（b)為實(shí)施 例6的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料擠出、退火后的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描 述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利 要求的限制。
[0024] 本發(fā)明的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料，主要包括50~90重量份的乙 烯-四氟乙烯共聚物、0~20重量份的聚偏氟乙烯、1~10重量份的敏化劑、3~8重量份 的熱穩(wěn)定劑和0. 5~1重量份的抗氧劑，該復(fù)合材料的初始熱分解溫度為346~390°C。根 據(jù)實(shí)際使用需求，還可以包括其他助劑，如染料、塑化劑等。其他助劑的用量很據(jù)領(lǐng)域技術(shù) 人員熟知用量添加，一般為〇. 5重量份。
[0025] 本發(fā)明中，乙烯-四氟乙烯共聚物和聚偏氟乙烯，沒(méi)有特殊限制，當(dāng)采用擠出加工 時(shí)，乙烯-四氟乙烯共聚物的熔融指數(shù)為3~10g/10min，熔點(diǎn)為225~280°C，聚偏氟乙烯 的熔融指數(shù)為2~10g/10min，熔點(diǎn)為155~165°C。
[0026] 本發(fā)明中，敏化劑為敏化劑A、TAIC、TMPTMA、TAC中的一種或多種按任意比例的混 合。其中，敏化劑A為現(xiàn)有技術(shù)，詳見(jiàn)中國(guó)專利一種輻照交聯(lián)敏化劑及其制備方法與應(yīng)用。
[0027] 本發(fā)明中，熱穩(wěn)定劑為三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈣中一種或幾 種按任意比例的混合。
[0028] 本發(fā)明中，抗氧劑沒(méi)有特殊要求，優(yōu)選抗氧劑133、抗氧劑1010、抗氧劑445中一種 或幾種按任意比例的混合。
[0029] 上述基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料的制備方法是先按重量份稱取各組 分，加入密煉機(jī)中混合均勻，優(yōu)選混合均勻的溫度為260~310°C，然后經(jīng)螺桿擠出機(jī)在 260~310°C的溫度區(qū)間內(nèi)擠出，得到基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料。
[0030] 本發(fā)明的方法中螺桿擠出機(jī)沒(méi)有特殊限制，可以采用單螺桿擠出機(jī)或者雙螺桿擠 出機(jī)，螺桿擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比可以采用20:1。
[0031] 上述基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料能夠作為電線、電纜絕緣料應(yīng)用，其 具體應(yīng)用方法是將基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料加入電線電纜擠出機(jī)，在260~ 310°C擠出，使基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料包覆電線、電纜的外表面，然后置于 115~135°C的溫度下退火24~36h。
[0032] 以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料，由90重量份的ETFE、4重量份的TAIC、5 重量份的二氧化鈦和1重量份的抗氧劑133組成。
[0035] 上述基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料的制備方法：
[0036] 按重量份稱取各組分，加入密煉機(jī)中混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到基于 乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料。雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：1區(qū)：250°C;2區(qū)：270°C; 3 區(qū)：280°C ;4 區(qū)：290°C ;5 區(qū)：299°C ;6 區(qū)：298°C ;機(jī)頭：280°C。
[0037] 對(duì)實(shí)施例1的基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料進(jìn)行熱穩(wěn)定性檢測(cè)，結(jié)果如 表1所示。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 基于乙烯-四氟乙烯共聚物的復(fù)合材料，由85重量份的ETFE、5重量份的TAIC、4 重量份的三氧化二鋁、3重量份的二氧化鈦和1重量份的抗氧劑133組成。