本發(fā)明涉及航空材料，具體涉及一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、乙烯-四氟乙烯共聚物(ethylene-co-tetrafluoroethylene?polymers，etfe)是一類全新的四氟乙烯共聚物材料。etfe具有低密度、高韌性、高拉伸強(qiáng)度、耐沖擊性能、耐磨性能、絕緣性能等諸多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)的乙烯-四氟乙烯共聚物(x-etfe)長(zhǎng)期工作溫度能提高到200℃，相對(duì)于其他含氟塑料比重最輕，由于其耐高溫、耐輻射和耐候性等特性，xetfe電線電纜在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括航天飛船導(dǎo)線、交聯(lián)輻照宇航級(jí)導(dǎo)線、通訊線等，逐步成為了當(dāng)今航天航空領(lǐng)域主要的兩大線種之一。

2、現(xiàn)有的x-etfe線可以滿足航空領(lǐng)域的使用要求，但在其生產(chǎn)過(guò)程中，etfe在輻照過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氟化氫，并在線纜中慢慢揮發(fā)出來(lái)，最終會(huì)腐蝕元器件，導(dǎo)致設(shè)備儀器損壞。尤其是在航天領(lǐng)域中，在真空狀態(tài)下長(zhǎng)期使用，會(huì)加速氟化氫的揮發(fā)，腐蝕電子設(shè)備元器件，在密閉的設(shè)備內(nèi)累積到一定量之后不僅會(huì)降低元器件的可靠性，而且會(huì)損害人體健康。cn105924758a公開(kāi)了一種可輻照交聯(lián)低密度改性聚乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣料，其原料配方包括聚乙烯-四氟乙烯共聚物，超高分子量聚乙烯，中空玻璃微珠，n,n-雙[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，3-氨丙基三乙氧基硅烷，三氧化二銻，含有聚四氟乙烯粉末的乙烯-四氟乙烯共聚物母粒，硬脂酸鋅。該交聯(lián)低密度改性乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣料具有密度低、成本低的特點(diǎn)，并且在保留了乙烯-四氟乙烯耐高溫、耐輻照、耐化學(xué)溶劑等優(yōu)異性能的同時(shí)，提高了etfe的強(qiáng)度、耐熱性能，及長(zhǎng)期使用溫度。cn111117044a公開(kāi)了公開(kāi)一種低氟化物逸出輻照交聯(lián)聚乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣料及其制備方法，該絕緣料由聚乙烯-四氟乙烯共聚物，滑石粉，三氧化二銻，氧化鋅，硬脂酸鋅，羥基-2-苯基-3-噠酮，甘油山崳酸酯，n,n-雙[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼，3-氨丙基三乙氧基硅烷，交聯(lián)劑組成，本發(fā)明的共聚物絕緣料，能迅速吸收etfe絕緣料經(jīng)輻照后產(chǎn)生的氟化氫，顯著降低氟化氫的逸出量，逸出量小于20ppm，提高輻照交聯(lián)etfe的安全、環(huán)保性，并且提高了共聚物絕緣料的力學(xué)性能。目前，仍需要提供一種新的能夠吸收大量氟化氫物質(zhì)且能在航天設(shè)備上長(zhǎng)期使用的絕緣材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線、制備方法及其應(yīng)用，該絕緣電線在保持了乙烯-四氟乙烯共聚物的優(yōu)異性能基礎(chǔ)上，顯著降低了氟化氫的逸出量。

2、本發(fā)明提供了一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線，該絕緣電線包括以下重量份的原料：乙烯-四氟乙烯共聚物100份、交聯(lián)劑1-10份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1-5份、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯0.1-1份、三氧化二銻1-5份、活性氧化鋅1-5份、超細(xì)氫氧化鈣1-5份、吸附劑1-4份；

3、其中，吸附劑包括二氧化硅1-2份、氯化鈣0.5-1份；

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案，低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線包括以下重量份的原料：乙烯-四氟乙烯共聚物100份、交聯(lián)劑8份、3-氨丙基三乙氧基硅烷3份、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯0.8份、三氧化二銻4份、活性氧化鋅5份、超細(xì)氫氧化鈣5份、吸附劑4份；

5、其中，吸附劑包括二氧化硅2份、氯化鈣1份。

6、交聯(lián)劑為三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯，且三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯的質(zhì)量之比為1:1.5。

7、一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，具體包括以下步驟：

8、(1)將吸附劑和交聯(lián)劑置于高速攪拌機(jī)中，在80-100℃溫度條件下，以轉(zhuǎn)速為800-1200轉(zhuǎn)分散預(yù)混30-50分鐘，確保吸附劑附著在交聯(lián)劑表面；

9、(2)將乙烯-四氟乙烯共聚物、活性氧化鋅、三氧化二銻、二硬脂季戊四醇二亞磷酸酯、超細(xì)氫氧化鈣、3-氨丙基三乙氧基硅烷以及步驟(1)所得的混合物共同置于密煉機(jī)中，經(jīng)過(guò)混煉成型，采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒；

10、(3)將造粒的成品通過(guò)單螺桿擠線機(jī)，擠出成型制備成電線。

11、(4)將步驟(3)得到的電線進(jìn)行輻射交聯(lián)后制備得到成品線，輻照劑量10-20mrad。

12、(5)將成品線置于烘箱烘干。

13、進(jìn)一步地，步驟(2)中密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度40-50轉(zhuǎn)/分鐘，在280℃-300℃溫度下混煉18-20分鐘；

14、進(jìn)一步地，步驟(2)中雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為30-40轉(zhuǎn)/分鐘、溫度為280℃-300℃；

15、進(jìn)一步地，步驟(3)中的單螺桿擠線機(jī)進(jìn)料口溫度為270℃；

16、進(jìn)一步地，步驟(3)中的電線采用20號(hào)線規(guī)，19/0.203鍍銀線，導(dǎo)體直徑0.98mm，線纜直徑1.27mm。

17、進(jìn)一步地，步驟(5)中的烘箱溫度為100℃，烘干時(shí)間12-16h。

18、按照上述原料配比及制備方法制備的低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線在航空航天器領(lǐng)域中的應(yīng)用。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、(1)本發(fā)明提供了一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線及其制備方法，該方法制備的絕緣電線添加了堿性物質(zhì)與氟化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，互相中和并轉(zhuǎn)化成鹽和水，從而降低輻照過(guò)程中產(chǎn)生的氟化氫。

21、(2)通過(guò)共混的方式對(duì)堿性吸酸劑進(jìn)行改性。通過(guò)添加二氧化硅和氯化鈣，與交聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)先共混。二氧化硅的分解溫度在900℃以上，是一種耐高溫的有機(jī)物質(zhì)，既能吸附在交聯(lián)劑表面，又能防止與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)。

22、(3)按照本發(fā)明方法制備的交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線，在加工過(guò)程中熱穩(wěn)定性非常好，經(jīng)輻照后成品顏色無(wú)變化，該材料在最大程度保持了etfe優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，氟逸出量低于20ppm，保證了航空精密電子器件的正常壽命。

技術(shù)特征：

1.一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線，其特征在于，包括以下重量份原料：乙烯-四氟乙烯共聚物100份、交聯(lián)劑1-10份、3-氨丙基三乙氧基硅烷1-5份、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯0.1-1份、三氧化二銻1-5份、活性氧化鋅1-5份、超細(xì)氫氧化鈣1-5份、吸附劑1-4份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線，其特征在于，包括以下重量份原料：乙烯-四氟乙烯共聚物100份、交聯(lián)劑8份、3-氨丙基三乙氧基硅烷3份、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯0.8份、三氧化二銻4份、活性氧化鋅5份、超細(xì)氫氧化鈣5份、吸附劑4份；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線，其特征在于，所述交聯(lián)劑為三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯，且三羥基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯的質(zhì)量之比為1:1.5。

4.一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，其特征在于，所述步驟s102中密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度為40-50轉(zhuǎn)/分，密煉機(jī)溫度為280℃-300℃，密煉時(shí)間18-20分鐘。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，其特征在于，所述步驟s102中雙螺桿擠出機(jī)的螺桿速度為30-40轉(zhuǎn)/分，溫度為280℃-300℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，其特征在于，所述步驟s103中單螺桿擠線機(jī)進(jìn)料口溫度為270℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線的制備方法，其特征在于，所述步驟s105中的烘箱溫度為100℃，烘干時(shí)間為12-16h。

9.如權(quán)利要求1所述的低氟型輻照交聯(lián)乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣電線在航空航天器領(lǐng)域中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種低氟型輻照交聯(lián)乙烯?四氟乙烯共聚物絕緣電線、制備方法及其應(yīng)用，該絕緣電線包括以下重量份原料：乙烯?四氟乙烯共聚物100份、交聯(lián)劑1?10份、3?氨丙基三乙氧基硅烷1?5份、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯0.1?1份、三氧化二銻1?5份、活性氧化鋅1?5份、超細(xì)氫氧化鈣1?5份、吸附劑1?4份，將上述原料通過(guò)高速攪拌、密煉、擠壓成型以及輻射交聯(lián)制備而成，本發(fā)明的低氟型輻照交聯(lián)乙烯?四氟乙烯共聚物絕緣電線添加了堿性物質(zhì)，在最大程度保持優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，降低了氟逸出量，避免了航空航天精密電子器件腐蝕。

技術(shù)研發(fā)人員：林偉男,楊曉蘭,劉凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州敬信高聚物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6