CN102942763A - 一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法 - Google Patents

一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法，该管材由100份改性聚丙烯、0.5-15份增粘剂、0.1-15份纳米材料、0.1-15份液晶材料、0.5-15份抗冲击改性剂、0.1-15份成核剂、0-30份填充母料、0.1-5份色母料、0.5-30份工程塑料、0.5-15份增容剂、0.05-5份抗氧剂、0.05-5份光稳定剂按重量份配比混合造粒后经模具挤出成型。本发明生产的MPP管材与现有的MPP管材相比，弯曲强度提高30-50%，弯曲弹性模量提高25-60%，焊接拉伸强度达到26-33MPa，70℃环片热压缩力提高30-50%，耐光氧老化时间延长5-15年，维卡软化点提高5-20℃，抗冲击强度与耐腐蚀性能好，能够满足高标准质量电力工程的要求，并降低工程费用。

Description

一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管材，具体涉及一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法。
背景技术
目前，用在高压电缆上的开挖与非开挖护套管主要是改性聚丙烯（行业内简称为MPP）管材。而现有技术生产的改性聚丙烯管材，弯曲强度为36-38MPa，弯曲弹性模量为1000-1500 MPa，本体拉伸强度24-26MPa，焊接拉伸强度为22.5-24MPa，如果遇见流沙或者复杂工程，管材容易在焊口处被拉断；高温70℃环片（段）热压缩力低，在实际使用中，长期高温与承压的条件下抗压性能差，因此导致管材厚度设计较大，成本高；管材的抗变色抗老化性能差，影响使用寿命，难以满足高标准质量电力工程的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法，利用本发明制备方法生产的电力管材，本体拉伸强度高，对接焊接拉伸强度高，环刚度高，弯曲强度高，环片（段）热压缩力高，能够满足高标准质量电力工程的要求，并且降低工程费用，延长使用寿命。
实现本发明目的的技术方案是：一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法，该管材由100份改性聚丙烯、0.5-15份增粘剂、0.1-15份纳米材料、0.1-15份液晶材料、0.5-15份抗冲击改性剂、0.1-15份成核剂、0-30份填充母料、0.1-5份色母料、0.5-30份工程塑料、0.5-15份增容剂、0.05-5份抗氧剂、0.05-5份光稳定剂按重量份配比混合造粒后经模具挤出成型，其具体制备包括以下步骤：
（1）初混
将改性聚丙烯与成核剂、液晶材料按重量份配比混合，加热搅拌8-20分钟，当温度达到60-70℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、纳米材料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到80-110℃时停止搅拌，冷却到25-45℃送下道工序共混；
所述的改性聚丙烯为嵌段聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、α改性聚丙烯、β改性聚丙烯、γ改性聚丙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的成核剂为苯甲酸钠、对苯酚磺酸钠、对苯酚磺酸钙、苯酚钠、硬脂酸钙、二对叔丁基苯磷酸钠、烷基山梨糖酯、碳酸钠、滑石粉、二氧化钛、碳酸硼、碳酸钾、二氧化铈稀土、氢氧化铈稀土、富镧氯化稀土、硅藻土、气溶胶、邻氯苯甲酸钠、间氯苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠中的一种或者二种以上的混合；
所述的液晶材料为缩乙二醇酯液晶、聚丙烯酸酯液晶、聚硅氧烷液晶、侧链聚酯液晶、芳香共聚酯液晶、聚酯酰胺液晶、液晶聚碳酸酯、液晶聚酰胺、液晶ABS中的一种或者二种以上的混合；
所述的抗冲击改性剂为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁晴橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的填充母料为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、石灰石中的一种或者二种以上的混合；
所述的纳米材料为活性纳米云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、石灰石中的一种或者二种以上的混合；
所述的抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂、酚类抗氧剂中的一或者两种以上的混合；
所述的光稳定剂为二苯甲酮、苯甲酸酯、苯并***、水杨酸酯、二硫代氨基甲酸镍盐、硫代双酚、磷酸单酯镍、受阻胺、炭黑、二氧化钛、氧化锌、氧化铁中的一种或者二种以上的混合；
（2）共混
将工程塑料与增容剂、增粘剂、色母料按重量份配比混合，加热搅拌8-20分钟，当温度达到80-100℃时加入上道工序的初混料，继续搅拌到105-120℃时停止搅拌，冷却到25-45℃供下道工序使用；
所述的工程塑料为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚砜、聚酯、ABS、聚酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的增容剂为聚丙烯-己内酯接枝共聚物、聚丙烯-苯乙烯接枝共聚   物、马来酸酐接枝共聚物、大分子硅烷偶联剂、大分子铝钛偶联剂、大分子钛酸酯偶联剂、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物、聚丙烯-丙烯晴接枝共聚物、聚丙烯-甲基丙烯酸接枝共聚物、氯甲基苯乙烯接枝共聚物、丙烯酸接枝共聚物、乙烯-丙烯接枝共聚物、丙烯酸环氧酯接枝共聚物、顺丁烯二酸酐接枝共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或者二种以上的混合；
所述的增粘剂为聚异丁烯共聚物、松香树脂、松香酸甘油酯、氢化松香酸香戊四醇酯、二萜烯聚合物、烷基酚醛树脂、达马树脂、虫胶、聚苯乙烯树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或者二种以上的混合；
所述的色母料为白色母料、红色母料、黑色母料、黄色母料、蓝色母料、绿色母料、紫色母料、橙色母料、灰色母料、青色母料中的一种或者二种以上的混合；
（3）造粒
将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃，模具温度为200-260℃，挤出机螺杆转速为1-30转/分钟；
（4）挤出管材       
将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃；模具一区温度为180-225℃，二区温度为185-230℃，三区温度为190-240℃，口模温度为190-260℃；挤出机螺杆转速为5-30转/分钟，牵引速度为0.5-10米/分钟，水箱真空度为0.02-0.06PMa。
用本发明制备方法生产的MPP管材与现有技术的MPP管材相比，刚性好，弯曲强度高，弯曲弹性模量高，环刚度高，环片（段）热压缩力高，焊接拉伸强度高。其弯曲强度可以达到48-60MPa，提高30-50%以上；弯曲弹性模量可以达到1800-2200MPa，提高25-60%以上；焊接拉伸强度达到26-33MPa，超过本体拉伸强度；70℃环片（段）热压缩力提高30-50%；耐光氧老化时间延长5-15年；维卡软化点提高5-20℃，抗冲击强度与耐腐蚀性能良好。同时由于刚性好，强度高，长期在高温下耐负荷抗压性好，因此可以减少壁厚，降低成本，节约能源。用本发明制备方法生产的管材能够满足高标准质量电力工程的要求。
具体实施方式
结合实施例对本发明的一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法作进一步阐述：
实施例1
（1）初混
取嵌段共聚聚丙烯100公斤、二对叔丁基苯磷酸钠0.5公斤、聚丙烯酸酯液晶0.8公斤混合，加热搅拌10分钟，当温度达到65℃时，加入三元乙丙橡胶1公斤、碳酸钙0.8公斤、二氧化钛0.8公斤、硫酯抗氧剂0.25公斤、水杨酸酯0.15公斤，继续搅拌到95℃时停止搅拌，冷却到35℃送下道工序共混；
（2）共混
取聚酰胺5公斤、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物1公斤、松香酸甘油酯0.6公斤、白色母料1公斤混合，加热搅拌15分钟，当温度达到90℃时加入上道工序的初混料，继续搅拌到110℃时停止搅拌，冷却到35℃供下道工序使用；
（3）造粒
将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒温度一区为185℃，二区温度为190℃，三区温度为200℃，四区温度为205℃，模具温度为210℃，挤出机螺杆转速为5转/分钟；
（4）挤出管材
将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型管材，挤出机机筒一区温度为180℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为195℃；模具一区温度为188℃，二区温度为195℃，三区温度为195℃，口模温度为200℃；挤出机螺杆转速为10转/分钟，牵引速度为2米/分钟，水箱真空度为0.04PMa。
实施例2
（1）初混
取无规共聚聚丙烯100公斤、烷基山梨糖酯0.6公斤、聚硅氧烷液晶1.1公斤混合，加热搅拌10分钟，当温度达到65℃时，加入天然橡胶1.1公斤、石英砂0.8公斤、二氧化钛0.9公斤、亚磷酸抗氧剂0.5公斤、二氧化硅0.8公斤，继续搅拌到95℃时停止搅拌，冷却到35℃时送下道工序共混；
（2）共混
取聚甲醛5公斤、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.8公斤、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物1公斤、松香树脂0.5公斤、红色母料1公斤混合，加热搅拌10分钟，当温度达到90℃时加入上道工序的初混料，继续搅拌到110℃时停止搅拌，冷却到35℃供下道工序使用；
（3）造粒
将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒温度一区为185℃，二区温度为190℃，三区温度为200℃，四区温度为205℃，模具温度为210℃，挤出机螺杆转速为6转/分钟；
（4）挤出管材 
将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型管材，挤出机机筒温度一区为180℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为195℃；模具一区温度为188℃，二区温度为195℃，三区温度为215℃，口模温度为235℃；挤出机螺杆转速为12转/分钟，牵引速度为2.2米/分钟，水箱真空度为0.035PMa。

Claims (1)

1.一种抗拉抗压耐高温改性聚丙烯电力管材的制备方法，其特征在于：该管材由100份改性聚丙烯、0.5-15份增粘剂、0.1-15份纳米材料、0.1-15份液晶材料、0.5-15份抗冲击改性剂、0.1-15份成核剂、0-30份填充母料、0.1-5份色母料、0.5-30份工程塑料、0.5-15份增容剂、0.05-5份抗氧剂、0.05-5份光稳定剂按重量份配比混合造粒后经模具挤出成型，其具体制备包括以下步骤：
（1）初混
将改性聚丙烯与成核剂、液晶材料按重量份配比混合，加热搅拌8-20分钟，当温度达到60-70℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、纳米材料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到80-110℃时停止搅拌，冷却到25-45℃送下道工序共混；
所述的改性聚丙烯为嵌段聚丙烯、无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、α改性聚丙烯、β改性聚丙烯、γ改性聚丙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的成核剂为苯甲酸钠、对苯酚磺酸钠、对苯酚磺酸钙、苯酚钠、硬脂酸钙、二对叔丁基苯磷酸钠、烷基山梨糖酯、碳酸钠、滑石粉、二氧化钛、碳酸硼、碳酸钾、二氧化铈稀土、氢氧化铈稀土、富镧氯化稀土、硅藻土、气溶胶、邻氯苯甲酸钠、间氯苯甲酸钠、对氯苯甲酸钠中的一种或者二种以上的混合；
所述的液晶材料为缩乙二醇酯液晶、聚丙烯酸酯液晶、聚硅氧烷液晶、侧链聚酯液晶、芳香共聚酯液晶、聚酯酰胺液晶、液晶聚碳酸酯、液晶聚酰胺、液晶ABS中的一种或者二种以上的混合；
所述的抗冲击改性剂为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁晴橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的填充母料为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、石灰石中的一种或者二种以上的混合；
所述的纳米材料为活性纳米云母、石英砂、绢云母、陶土、硅酸盐、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石粉、石灰石中的一种或者二种以上的混合；
所述的抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂、酚类抗氧剂中的一或者两种以上的混合；
所述的光稳定剂为二苯甲酮、苯甲酸酯、苯并***、水杨酸酯、二硫代氨基甲酸镍盐、硫代双酚、磷酸单酯镍、受阻胺、炭黑、二氧化钛、氧化锌、氧化铁中的一种或者二种以上的混合；
（2）共混
将工程塑料与增容剂、增粘剂、色母料按重量份配比混合，加热搅拌3-20分钟，当温度达到80-100℃时加入上道工序的初混料，继续搅拌到105-120℃时停止搅拌，冷却到25-45℃供下道工序使用；
所述的工程塑料为聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚砜、聚酯、ABS、聚酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合；
所述的增容剂为聚丙烯-己内酯接枝共聚物、聚丙烯-苯乙烯接枝共聚   物、马来酸酐接枝共聚物、大分子硅烷偶联剂、大分子铝钛偶联剂、大分子钛酸酯偶联剂、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物、聚丙烯-丙烯晴接枝共聚物、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝共聚物、氯甲基苯乙烯接枝共聚物、丙烯酸接枝共聚物、乙烯-丙烯接枝共聚物、丙烯酸环氧酯接枝共聚物、顺丁烯二酸酐接枝共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或者二种以上的混合；
所述的增粘剂为聚异丁烯共聚物、松香树脂、松香酸甘油酯、氢化松香酸香戊四醇酯、二萜烯聚合物、烷基酚醛树脂、达马树脂、虫胶、聚苯乙烯树脂、松香改性酚醛树脂中的一种或者二种以上的混合；
所述的色母料为白色母料、红色母料、黑色母料、黄色母料、蓝色母料、绿色母料、紫色母料、橙色母料、灰色母料、青色母料中的一种或者二种以上的混合；
（3）造粒
将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒温度一区为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃，模具温度为200-260℃，挤出机螺杆转速为1-30转/分钟；
（4）挤出管材
将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃；模具一区温度为180-225℃，二区温度为185-230℃，三区温度为190-240℃，口模温度为190-260℃；挤出机螺杆转速为5-30转/分钟，牵引速度为0.5-10米/分钟，水箱真空度为0.02-0.06PMa。
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Denomination of invention: A Preparation Method for Modified Polypropylene Power Pipe with Tensile, Compressive, and High Temperature Resistance

Effective date of registration: 20230818

Granted publication date: 20150805

Pledgee: Baoding Bank Co.,Ltd. Qinhuangdao Branch

Pledgor: HONGYUE PLASTIC GROUP CO.,LTD.

Registration number: Y2023980052927