[發明專利]一種乙烯-四氟乙烯共聚物材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111172868.6
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113881128A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 林偉男;郭駿杰;洪喜軍
• 申請（專利權）人: 廣州敬信高聚物科技有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L27/16;C08L27/18;C08K3/22;C08K5/134;H01B3/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 周調云

本發明公開了一種乙烯?四氟乙烯共聚物材料及其制備方法和應用，所述乙烯?四氟乙烯共聚物材料包括如下制備原料：乙烯?四氟乙烯共聚物、氟橡膠、敏化劑，所述氟橡膠不含丙烯側鏈和醚鍵。本發明的乙烯?四氟乙烯共聚物材料在輻照后具有合適的交聯度，解決了乙烯?四氟乙烯共聚物在輻照后斷裂伸長率大幅度降低的問題，以及在輻照劑量過低時無法達到交聯度測試的問題。所述乙烯?四氟乙烯共聚物材料具有優良的柔軟、耐熱、耐電壓和力學性能，拓寬了其應用領域。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，特別涉及一種乙烯-四氟乙烯共聚物材料及其制備方法和應用。

背景技術

輻照交聯乙烯-四氟乙烯共聚物(X-ETFE)由于具有良好的耐磨性能、抗撕裂、機械力學性能和較低的收縮性能，尤其具有良好的耐低溫和耐高溫性能，阻燃性能良好，耐酸堿性能優異，耐輻照性能優異，且可以長時間在200℃使用，故常被用于航天航空、軍用機械等特殊軍用領域的傳輸絕緣芯線中。相比其他氟材料，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)具有更低的密度，降低了成本，且輻照交聯后可提高其耐溫等級，使得X-ETFE可以在高溫下使用，更加適合于軍用材料，目前已被大量使用于航天航空等領域。

然而，由于ETFE在輻照過程中會產生交聯和降解兩種過程，且主要以降解為主，導致其斷裂伸長率大幅度降低，由原有的400％降低至100％以下，變為脆性材料；若降低輻照劑量，則交聯度會明顯降低，無法滿足軍標773B要求的交聯度測試，限制了ETFE在諸多領域的使用。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種乙烯-四氟乙烯共聚物材料，在輻照交聯后具有足夠的交聯度，不會造成斷裂伸長率明顯降低。

同時，本發明還提供所述乙烯-四氟乙烯共聚物材料的制備方法和應用。

具體地，本發明采取如下的技術方案：

本發明的第一方面是提供一種乙烯-四氟乙烯共聚物材料，所述乙烯-四氟乙烯共聚物材料包括如下制備原料：乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、氟橡膠(FKM)、敏化劑，所述氟橡膠不含丙烯側鏈和醚鍵。

根據本發明第一方面的乙烯-四氟乙烯共聚物材料，至少具有如下有益效果：

本發明通過在乙烯-四氟乙烯共聚物的交聯體系中加入氟橡膠，在輻照和敏化劑作用下，氟橡膠可參與乙烯-四氟乙烯共聚物的交聯反應，降低乙烯-四氟乙烯共聚物的降解，提高交聯度，從而有效改善材料的柔韌性、耐高溫、耐壓性能。氟橡膠不含丙烯側鏈、醚鍵，可避免在輻照交聯過程中引起斷裂，避免達不到增加軟性效果，反而會導致材料脆化降解，交聯度降低等問題。

在本發明的一些實施方式中，所述氟橡膠包括偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物。該種類氟橡膠可參與乙烯-四氟乙烯共聚物的交聯反應，而其他氟橡膠則難以交聯，或者交聯后硬度過高。

在本發明的一些實施方式中，所述氟橡膠的流動溫度為180～200℃。選用具有較好的耐熱性能的氟橡膠，分解溫度較高，可在高溫下和乙烯-四氟乙烯共聚物進行擠出共混。

在本發明的一些實施方式中，所述乙烯-四氟乙烯共聚物的熔點為200～250℃，優選220～240℃；熔融指數為10～15g/10min(230℃/2.16kg)。優選地，所述乙烯-四氟乙烯共聚物可采用LMETFE(低熔點乙烯-四氟乙烯共聚物)，其熔點在220～235℃。

在本發明的一些實施方式中，所述敏化劑包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。相較其他敏化劑，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯具有更高的耐溫等級，可在輻照交聯前中更好地保護雙鍵，而不至于在加工中導致反應，產生不熔的結晶固體。而且，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯還具有潤滑作用，可以調節乙烯-四氟乙烯共聚物和氟橡膠的相容性。