专利名称：高分子材料化学焊接方法
技术领域：
本发明高分子材料化学焊接方法，涉及一种化学焊接技术及热收缩材料的焊接方法。
高分子材料的连接，尤其是非极性高分子材料的连接一直是本领域内的一项技术难题，塑料材料一般采用熔融连接，或用粘接剂连接，均系物理或物理化学方法，塑料的分子结构不变，其连接面易出现连接缝等，连接强度受到限制；交联聚乙烯类热收缩材料，其微观结构为分子链相互交联的三维网状结构，其宏观特征表现为材料的不溶不熔，无法采用熔融连接或粘接剂连接等物理方法；用其它方法也难于制造出口径较大的热收缩材料管件。有鉴于此，本发明提出一种新的技术方案，以解决上述问题。
本发明的目的在于提供一种高分子材料化学焊接方法，以使焊面间因发生化学反应而达到焊接面连接的目的。
本发明的目的可通过下述技术方案实现本发明高分子材料化学焊接方法，系在加热、加压的条件下对高分子材料焊接，其特点是在被焊接高分子材料的焊面间，置放可使被焊面发生热化学接枝交联的助焊材料。此方法尤其适用于不溶不熔的交联聚乙烯类材料层面间的焊接。
在上述技术方案基础上，本发明的焊接温度低于230℃，最佳温度范围150℃至200℃。不会造成焊缝处材料因焊接温度过高而出现明显的热降解。
在上述技术方案基础上，本发明所用助焊材料为具有热化学反应活性的高分子混合物，在加热条件下，助焊材料能发生自由基交联反应。助焊材料，主要包括可在较低温度下吹塑成膜或可在较低温度下涂布的低熔点的聚烯烃类高分子材料和高温交联剂，交联剂添加重量百分量为0.5至5.0，最佳添加重量百分量为1.0至3.0。其中，低熔点聚烯烃类高分子材料系指如聚乙烯(PE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙丙橡胶等，其中，以EVA为最佳；所述高温交联剂可以是2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷(交联剂AD)、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己炔-3(交联剂YD)、过氧化二异丙苯(交联剂DCP)、1，1-双(叔丁过氧基)环己烷(引发剂DP)、3，3，5-三甲基-1，1-双(叔丁过氧基)环己烷、4，4-双(叔丁过氧基)戊酸正丁酯等，其中，以交联剂AD、交联剂YD、引发剂DP为最佳。在焊接时，助焊材料的内部发生自由基化学交联；在其表面处，自由基还会与焊面发生接枝反应，从而使焊缝处因化学键力达到焊接牢固的目的。本发明方法与反应型粘接相比，反应型粘接之连接力以分子间力为主，被粘接面间分子紧密接触，故，不同于焊面材料之间以化学健力结合为一体的化学焊接，本发明达到了将材料快速、永久、牢固连接的目的。
本发明的优越性在于本发明对于交联聚合物如热收缩材料、交联橡胶等不溶不熔材料，通过化学焊接可实现材料快速、永久、牢固连接；焊接温度低，不会造成焊缝的热降解；因焊面间以化学键连接，加热后焊缝不会因熔融而自动分开，可以方便的进行热收缩施工。
下面通过实施例详述。
实施例1，热收缩材料化学焊接方法，系在加热、加压的条件下对高分子材料焊接，特点是在被焊接高分子材料的焊面间，置放可使被焊面发生热化学接枝交联的助焊材料。其热收缩材料以聚乙烯与EVA共混物为主；助焊材料为具有热化学反应活性的高分子混合物，包括可在较低温度下吹塑成膜的聚烯烃类高分子材料，如以EVA为基材，添加高温交联剂AD等及适量抗氧剂，将助焊材料制成薄膜置于焊面间，详见附表1化学焊料形态为薄膜的配方实例，第一步，按附表1各配方原料配比将材料置入塑料混炼机上混合均匀，混料温度不宜高于交联剂的10小时半衰期温度，温度在120℃至130℃间为宜，混料时间不超过半小时。第二步，将该混合料在塑料吹塑成型设备上吹塑成连续长的薄膜，成为助焊材料。第三步，将待焊的热收缩材料焊面打毛，将助焊材料置于焊面间，在进行焊接时，其焊接温度在185℃至195℃间、压力为10000帕(Pa)的工艺条件下进行焊接。
附表1
注EVA 14/2，EVA——乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，其中，数字14表示乙酸乙烯酯(VA)含量14％，下面数字2表示熔融指数。
实施例2，热收缩材料化学焊接之另一方法，系在加热、加压的条件下对高分子材料焊接，特点是在待焊接热收缩材料的焊面上，涂布可使被焊面发生热化学接枝交联的助焊材料。其热收缩材料以聚乙烯与EVA共混物为主；助焊材料为具有热化学反应活性的高分子混合物，包括熔点较低的聚烯烃类高分子材料，如以EVA为基材，添加高温交联剂AD等及适量抗氧剂，详见附表1化学焊料形态为涂布的配方实例，第一步，按附表1各配方原料配比将材料混合均匀，混料温度在100℃至120℃间为宜，混料时间不超过半小时。第二步，将该混合料直接涂布到已打毛的待焊热收缩材料焊面上。第三步，进行焊接，其焊接温度在160℃至185℃间、压力为10000帕(Pa)的工艺条件下进行焊接。
应用例1，将热收缩片材制成管件的方法，第一步，制备热收缩片材将原料按PE100份、EVA15份、碳黑2份、抗氧剂0.3份充分混合后，在塑料板材挤出机上加工成连续长的薄板，该板材在电子加速器或钴源上辐照，将该辐照板在拉伸机上拉伸成热收缩带材(或片材)。第二步，制备助焊材料，如上述实施例1之助焊材料制备方法。第三步，裁取长3.54米、宽0.6米、厚1.2毫米的热收缩带材卷成圆筒状，两端迭合40毫米，中间放入长0.6米、宽40毫米、厚0.05毫米的助焊材料，将待焊接处在焊接设备上，在加热、加压条件下进行化学焊接，工艺条件与实施例1之焊接条件相同，焊后取下，得到口径1.0米、长度0.6米、壁厚1.2毫米的热收缩焊接管。克服了用现有技术制造大口径热收缩管困难的难题。
应用例2，将热收缩带材首尾相接的方法，第一步与应用例1相同，制备热收缩带材。第二步，制备助焊材料，如实施例2之助焊材料制备方法。第三步，将一卷热收缩带材尾端与另一卷热收缩带材的首端迭合约40毫米，迭合处打毛，中间涂布助焊材料，将待焊接处在焊接设备上在加热、加压条件下进行化学焊接，焊接工艺条件与实施例2相同。两卷热收缩带材的首尾相连接，消除了断头。
权利要求
1.高分子材料化学焊接方法，在加热、加压的条件下对高分子材料焊接，其特征在于在被焊接高分子材料的焊面间，置放可使被焊面发生热化学接枝交联的助焊材料。
2.根据权利要求1所述的高分子材料化学焊接方法，其特征在于焊接温度低于230℃。
3.根据权利要求1所述的高分子材料化学焊接方法，其特征在于助焊材料为具有热化学反应活性的高分子混合物，包括低熔点的聚烯烃类高分子材料、高温交联剂，交联剂添加重量百分量为0.5至5.0。
全文摘要
本发明高分子材料化学焊接方法,涉及一种化学焊接技术及热收缩材料的焊接方法。在加热、加压的条件下对高分子材料焊接,特点是:在被焊接高分子材料的焊面间,置放可使被焊面发生热化学接枝交联的助焊材料。本发明对于交联聚合物如热收缩材料、交联橡胶等不溶不熔材料,通过化学焊接可实现材料快速、永久、牢固连接;焊接温度低,不会造成焊缝的热降解;因焊面间以化学键连接,加热后焊缝不会因熔融而自动分开,可以方便的进行热收缩施工,使制大口径热收缩管的加工变得方便、易行。
文档编号B29C65/40GK1245110SQ9911365
公开日2000年2月23日 申请日期1999年4月23日 优先权日1999年4月23日
发明者宋建祥 申请人:宋建祥, 吴桂刚