CN105733113A - 一种电力用塑料管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力用塑料管材，具有下列重量份的原料配比：聚苯乙烯4050份、聚酰胺树脂3545份、二甘醇二苯甲酸酯3040份、十六烷基三甲基氯化铵3040份、纳米二氧化硅粉2535份、酚醛树脂1525份、聚亚烷基二醇1020份、纳米二氧化钛1020份、甲基硫醇锡515份、牡蛎壳粉515份、铬酸钠35份、硬化剂13份、抗氧剂13份，从而能够提高塑料管材的阻燃性能和抗老化性能。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种电力用塑料管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种电力用塑料管材及其制备方法。
背景技术
塑料管一般是以合成树脂，也就是聚酯为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等，以“塑”的方法在制管机内经挤压加工而成。由于它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点，在建筑工程中获得了越来越广泛的应用。主要用作房屋建筑的自来水供水***配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管***、雨水管以及电线安装配套用的穿线管等。塑料管种类很多，分为热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。属于热塑性的有聚氯乙烯管，聚乙烯管，聚丙烯管、聚甲醛管等；属于热固性的有酚塑料管等。塑料管的主要优点是耐蚀性能好、质量轻、成型方便、加工容易，缺点是强度较低，耐热性差。然而，在上述塑料管运用于电力行业时，往往会由于阻燃性能不佳、抗老化性能差而引起安全隐患。因此，急需开发一种性能优良的塑料管材以解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种电力用塑料管材及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型塑料管材，其具备优异的阻燃性能和抗老化性能，可以在电力设施中长期使用，具有良好的应用前景。
具体实施方式
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电力用塑料管材，由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯 40-50 份、聚酰胺树脂 35-45 份、二甘醇二苯甲酸酯 30-40 份、十六烷基三甲基氯化铵 30-40 份、纳米二氧化硅粉 25-35 份、酚醛树脂 15-25 份、聚亚烷基二醇 10-20 份、纳米二氧化钛 10-20 份、甲基硫醇锡 5-15 份、牡蛎壳粉 5-15 份、铬酸钠 3-5 份、硬化剂 1-3 份、抗氧剂 1-3 份。
优选地，所述的硬化剂选自六亚甲基四胺、叔丁过氧基乙烷、 2- 甲基咪唑中的一种或几种。
优选地，所述的抗氧剂选自抗氧剂 BHT 、 2,6- 二特丁基 -4- 仲丁基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种。
所述电力用塑料管材的制备方法，包括以下步骤：
（ 1 ）按照所述重量份称取各原料；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 110 ～ 120 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 170 ～ 180 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 130 ～ 140 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、硬化剂、抗氧剂，搅拌均匀后送入螺杆挤出机；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 160-165 ℃，模头的温度为 210-220 ℃，得到产品。
优选地，所述步骤（ 3 ）中螺杆挤出机的螺杆转速为 35 ～ 45r/min ，料筒温度为 180 ～ 190 ℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（ 1 ）本发明的塑料管材以聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化硅粉、酚醛树脂为主要成分，通过加入聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡、牡蛎壳粉、铬酸钠、硬化剂、抗氧剂，辅以加热、搅拌、保温、降温、挤出、造型等工艺，使得制备而成的塑料管材具备优良的阻燃性能和抗老化性能。
（ 2 ）本发明的塑料管材原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例 1
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 40 份、聚酰胺树脂 35 份、二甘醇二苯甲酸酯 30 份、十六烷基三甲基氯化铵 30 份、纳米二氧化硅粉 25 份、酚醛树脂 15 份、聚亚烷基二醇 10 份、纳米二氧化钛 10 份、甲基硫醇锡 5 份、牡蛎壳粉 5 份、铬酸钠 3 份、六亚甲基四胺 1 份、抗氧剂 BHT 1 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 110 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 170 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 130 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、六亚甲基四胺、抗氧剂 BHT ，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 35r/min ，料筒温度为 180 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 160 ℃，模头的温度为 210 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 2
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 45 份、聚酰胺树脂 40 份、二甘醇二苯甲酸酯 35 份、十六烷基三甲基氯化铵 35 份、纳米二氧化硅粉 30 份、酚醛树脂 20 份、聚亚烷基二醇 15 份、纳米二氧化钛 15 份、甲基硫醇锡 10 份、牡蛎壳粉 10 份、铬酸钠 4 份、叔丁过氧基乙烷 2 份、 2,6- 二特丁基 -4- 仲丁基苯酚 2 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 115 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 175 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 135 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、叔丁过氧基乙烷、 2,6- 二特丁基 -4- 仲丁基苯酚，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 40r/min ，料筒温度为 185 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 163 ℃，模头的温度为 215 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 3
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 50 份、聚酰胺树脂 45 份、二甘醇二苯甲酸酯 40 份、十六烷基三甲基氯化铵 40 份、纳米二氧化硅粉 35 份、酚醛树脂 25 份、聚亚烷基二醇 20 份、纳米二氧化钛 20 份、甲基硫醇锡 15 份、牡蛎壳粉 15 份、铬酸钠 5 份、 2- 甲基咪唑 3 份、二氢喹啉 3 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 120 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 180 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 140 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、 2- 甲基咪唑、二氢喹啉，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 45r/min ，料筒温度为 190 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 165 ℃，模头的温度为 220 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
实施例 4
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 40 份、聚酰胺树脂 45 份、二甘醇二苯甲酸酯 30 份、十六烷基三甲基氯化铵 40 份、纳米二氧化硅粉 25 份、酚醛树脂 25 份、聚亚烷基二醇 10 份、纳米二氧化钛 20 份、甲基硫醇锡 5 份、牡蛎壳粉 15 份、铬酸钠 3 份、叔丁过氧基乙烷 1 份、抗氧剂 BHT 3 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 110 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 180 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 130 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、叔丁过氧基乙烷、抗氧剂 BHT ，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 45r/min ，料筒温度为 180 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 165 ℃，模头的温度为 210 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
对比例 1
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 40 份、二甘醇二苯甲酸酯 30 份、十六烷基三甲基氯化铵 30 份、纳米二氧化硅粉 25 份、酚醛树脂 15 份、聚亚烷基二醇 10 份、纳米二氧化钛 10 份、牡蛎壳粉 5 份、铬酸钠 3 份、六亚甲基四胺 1 份、抗氧剂 BHT 1 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至 110 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛，搅拌均匀，继续升温至 170 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 130 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、六亚甲基四胺、抗氧剂 BHT ，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 35r/min ，料筒温度为 180 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 160 ℃，模头的温度为 210 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
对比例 2
（ 1 ）按照重量份称取聚苯乙烯 50 份、聚酰胺树脂 45 份、二甘醇二苯甲酸酯 40 份、纳米二氧化硅粉 35 份、酚醛树脂 25 份、聚亚烷基二醇 20 份、甲基硫醇锡 15 份、牡蛎壳粉 15 份、铬酸钠 5 份、 2- 甲基咪唑 3 份、二氢喹啉 3 份；
（ 2 ）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯混合，加热至 120 ℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 180 ℃，保温反应 2 小时；
（ 3 ）将经保温反应的混合物降温至 140 ℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、 2- 甲基咪唑、二氢喹啉，搅拌均匀后送入螺杆挤出机，螺杆转速为 45r/min ，料筒温度为 190 ℃；
（ 4 ）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在 165 ℃，模头的温度为 220 ℃，得到产品。
制得的电力用塑料管材的性能测试结果如表 1 所示。
将实施例 1-4 和对比例 1-2 的电力用塑料管材分别测试其阻燃性能和抗老化性能，同时测定其环保性能。
表 1
阻燃 UL94 高温老化程度 挥发气体环境影响
实施例 1 V0 轻微 极微弱
实施例 2 V0 轻微 极微弱
实施例 3 V0 轻微 极微弱
实施例 4 V0 轻微 极微弱
对比例 1 V1 剧烈 极微弱
对比例 2 V1 剧烈 极微弱
本发明以聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵、纳米二氧化硅粉、酚醛树脂为主要成分，通过加入聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡、牡蛎壳粉、铬酸钠、硬化剂、抗氧剂，辅以加热、搅拌、保温、降温、挤出、造型等工艺，使得制备而成的塑料管材具备优良的阻燃性能和抗老化性能，同时健康环保，应用前景好，具有良好的社会效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种电力用塑料管材，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚苯乙烯40-50份、聚酰胺树脂35-45份、二甘醇二苯甲酸酯30-40份、十六烷基三甲基氯化铵30-40份、纳米二氧化硅粉25-35份、酚醛树脂15-25份、聚亚烷基二醇10-20份、纳米二氧化钛10-20份、甲基硫醇锡5-15份、牡蛎壳粉5-15份、铬酸钠3-5份、硬化剂1-3份、抗氧剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的电力用塑料管材，其特征在于：所述的硬化剂选自六亚甲基四胺、叔丁过氧基乙烷、2-甲基咪唑中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的电力用塑料管材，其特征在于：所述的抗氧剂选自抗氧剂BHT、2,6-二特丁基-4-仲丁基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种。
4.根据权利要求1～3任一所述的电力用塑料管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照所述重量份称取各原料；
（2）将聚苯乙烯、聚酰胺树脂、二甘醇二苯甲酸酯、十六烷基三甲基氯化铵混合，加热至110～120℃，搅拌均匀，随后加入纳米二氧化硅粉、酚醛树脂、聚亚烷基二醇、纳米二氧化钛、甲基硫醇锡，搅拌均匀，继续升温至 170～180℃，保温反应2小时；
（3）将经保温反应的混合物降温至 130～140℃，加入牡蛎壳粉、铬酸钠、硬化剂、抗氧剂，搅拌均匀后送入螺杆挤出机；
（4）物料经螺杆挤出机挤出后再通过合流芯和模头造型，合流芯的温度控制在160-165℃，模头的温度为210-220℃，得到产品。
5.根据权利要求4所述的电力用塑料管材的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中螺杆挤出机的螺杆转速为35～45r/min，料筒温度为180～190℃。
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