[其他]一种具有自限温特性电热带生产方法

说明书

本发明属于高分子材料产品生产领域。

自限温电热带是70年代初的一种功能高分子产品，它具有电能转换热能及自动调节、限制温度的双重功能，它的自限温特性是通过碳黑与交联聚乙烯结构骨架而形成的复合材料-功能高分子材料而达到的，当向两根包有这种材料外套的导线施以交流电时，整个复合材料产生热量而发生体积膨胀，此时电阻随温度呈非线性的增加，并逐步趋向某一个平衡值，使电流下降到某一个恒值，温度恒定，当冷却时，材料体积收缩，电阻下降，电流上升，造成热补偿，继续维持温度趋向平衡值。目前这种电热带已经应用在石油输送管道，石油化工，农业塑料大棚育秧，孵化器及阀门、贮罐、管道、井口等需保温防冻的地方，但是目前因交联聚乙烯电热带生产工艺复杂，加之成本过高，使应用范围和使用受到限制，美国雷化公司（Raychem）自从1973年开始生产，生产工艺（方法）均采用电子和高能射线辐照技术实现功能高分子交联反应，雷化公司所生产工艺流程及原理如下：

功能高分子幅照交联反应：

1、聚乙烯是非极性的结晶高聚物，其分子在高能粒子的辐照下，破坏聚乙烯分子中的碳氢键（发生共价键的裂变）而产生活性游离基。

2、活性键（游离基）相互结合而生成交联网状结构，形成交联聚乙烯，构成自限温的网状结构要求。

采用电子束辐照技术来达到聚合物为交联网型结构的过程，并与导电填料碳黑构成具有开关特性的复合功能高分子材料，这种物理交联法-电子辐照技术存在有以下几个方面问题：

1、电子束辐照源设备昂贵、耗能高、一次性投资很大（近百万元），运行费用高，维护使用不方便。

2、劳动防护要求极其严格，有放射性污染，需铅墙防护。

3、电子束辐照源，穿透能力有限，产品尺寸、厚度及成型方法均受到影响和限制。

4、占地面积大、成本高，4-5美元/米。

本发明的目的在于提供出一种简单易行的生产方法，来达到交联聚乙烯网型结构的形成，成本低，能耗少，无环境污染以使能在我国推广生产、使用。

本发明的特征在于：采用化学交联法-硅烷温水交联技术方法，此方法采用一步法硅烷温水交流技术工艺，其中通过发生两步化学反应来完成聚乙烯交联网状结构的生成，工艺过程及原理如下：

工艺

原理（发生两步化学反应）

1、接技反应

原料为聚乙烯树脂粉与过氧化二异丙苯，乙烯基三乙氧基硅烷，二月桂酸二丁基钖，在挤出成型中，在180℃～220℃范围发生接技化学反应（游离基型反应），生成接技硅烷的聚乙烯材料。

2、缩聚反应（缩合反应），通过（80℃-100℃）温水处理接技硅烷聚乙烯材料，便可发硅烷之间反应，而生成交联结构;

本发明实施设备为捏合机，造粒机，挤出机，水煮槽，一次投资为15万元左右，我国产设备均可使用，而且还有工艺流程短，技术控制相对简单，原料全可采用国产原料，成本低无环境污染。

实施例：

恒温为50℃±3℃的自限温电热带，其工艺如下：

各种原料进行捏合→捏合后混合料进行挤出造粒→造粒材料挤出成型→温水处理→干燥→挤护套→成品。

其中硅烷交联工艺参数如下：

1、聚乙烯    80-90%

过氧化二异丙苯    0.1-0.5%

1010^＃、LOTP抗氧剂（1∶1） 0.1-0.5%

二月桂酸二乙锡    0.1-0.5%

乙炔黑    5-10%

乙烯基三乙氧基硅烷    0.1-0.5%

2、挤出成型接技物，成型温度    130℃-200℃

3、温水处理温度80℃-100℃，时间2-4小时