CN106633439A - 一种改性聚丙烯线缆保护管材及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚丙烯线缆保护管材及其成型工艺，管材由100份改性聚丙烯、1‑5份增粘剂、0.5‑5份玻璃纤维、1‑5份抗冲击改性剂、1‑5份成核剂、0‑10份填充母料、0.1‑3份抗氧剂、0.1‑3份光稳定剂、2‑8份橡胶按重量份组成，以改性聚丙烯为基础，通过增粘剂、玻璃纤维、抗冲击改进剂、成核剂、填充母料、抗氧化剂、稳定剂、橡胶等成分的添加，改善改进聚丙烯线缆保护管材的综合性能，尤其是玻璃纤维的添加，对管材机械强度强度、耐腐蚀方面的性能改善较大。

Description

一种改性聚丙烯线缆保护管材及其成型工艺
技术领域
本发明涉及一种线缆保护管材，特别涉及一种改性聚丙烯线缆保护管材及其成型工艺。
背景技术
聚丙烯(PP)作为一种综合性能优异的热塑性树脂，具有原料来源丰富、力学性能好、密度小、化学稳定性好等优点，在塑料和纤维行业中应用十分广泛，但由于PP分子链柔性大，熔体挤出弹性大，聚丙烯存在冲击强度尤其是低温冲击强度低的缺点，而且通常难以做到流动性与力学性能兼顾，这在一定程度上限制了PP的应用。为了改善聚丙烯的性能，扩大其应用范围，国内外对改性PP做了很多研究。
电力线缆保护管材是电力领域中的重要元件，改性的聚丙烯制备的电力线缆保护管材在抗冲击性、阻燃性、电绝缘性、抗酸碱腐蚀、滑动性、热稳定性等方面还存在不足，因此通过填充改性或者共混改性提高聚丙烯电力线缆保护管材的综合性能，得到抗冲击性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、使用寿命长、施工方便、性能价格比优越的电力线缆保护管材是目前研究的热点问题。
另外，除了增强改性聚丙烯线缆保护管材的综合物理性能，为了增加其使用寿命，其防腐蚀性能也需要进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性聚丙烯线缆保护管材及其成型工艺，提高了线缆保护管材在抗冲击性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、耐腐蚀等方面的性能。
本发明的技术方案为：一种改性聚丙烯线缆保护管材，管材由100份改性聚丙烯、1-5份增粘剂、0.5-5份玻璃纤维、1-5份抗冲击改性剂、1-5份成核剂、0-10份填充母料、0.1-3份抗氧剂、0.1-3份光稳定剂、2-8份橡胶按重量份组成，以改性聚丙烯为基础，通过增粘剂、玻璃纤维、抗冲击改进剂、成核剂、填充母料、抗氧化剂、稳定剂、橡胶等成分的添加，改善改进聚丙烯线缆保护管材的综合性能，尤其是玻璃纤维的添加，对管材机械强度强度、耐腐蚀方面的性能改善较大。
优选地，一种改性聚丙烯线缆保护管材，管材由100份改性聚丙烯、1-5份增粘剂、0.5-5份玻璃纤维、1-5份抗冲击改性剂、1-5份成核剂、0-10份填充母料、1-4份色母料、0.1-3份抗氧剂、0.1-3份光稳定剂、2-8份橡胶按重量份配比组成，以改性聚丙烯为基础，通过增粘剂、玻璃纤维、抗冲击改进剂、成核剂、填充母料、抗氧化剂、稳定剂、橡胶等成分的添加，改善改进聚丙烯线缆保护管材的综合性能，尤其是玻璃纤维的添加，对管材机械强度强度、耐腐蚀方面的性能改善较大，另外还添加了色母粒，实现不同颜色管材的生产。
优选地，管材外表面涂覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层为PTFE，厚度为0.01mm-1mm，进一步提高特殊工况情况下线缆保护管材的耐腐蚀性能。
管材成型工艺包括下列步骤：
混料，将改性聚丙烯、成核剂、玻璃纤维按重量份配比混合，加热搅拌30-40分钟，搅拌时速度为10-30转/分钟，当温度达到75-85℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到120-150℃时停止搅拌，搅拌时速度为60-80转/分钟，冷却到25-45℃，形成初混料，该步工艺确保了线缆保护管材的基础性能，尤其是机械强度和耐腐蚀性能的提升；
塑化，将增容剂、增粘剂、色母料、橡胶按重量份配比混合，加热搅拌25分钟，当温度达到80-100℃时加入混料工序的初混料，继续搅拌到120-150℃时停止搅拌，冷却到25-45℃供下道工序使用；
造粒，将塑化后的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；
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0.02-0.06MPa。
优选地，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，提高管材的机械强度；
优选地，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、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-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，提高管材的抗冲击性能。
优选地，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，提高管材的机械强度。
优选地，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，提高管材的抗氧化性能。
优选地，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，提升管材的耐热、耐寒性能。
优选地，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。
通过以上技术方案，使线缆保护管材具有抗冲击性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、耐腐蚀性等特点。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1
本发明的技术方案为：一种改性聚丙烯线缆保护管材，管材由100份改性聚丙烯、1份增粘剂、0.5份玻璃纤维、1份抗冲击改性剂、1份成核剂、0.1份抗氧剂、0.1份光稳定剂、2份橡胶按重量份组成，以改性聚丙烯为基础，通过增粘剂、玻璃纤维、抗冲击改进剂、成核剂、填充母料、抗氧化剂、稳定剂、橡胶等成分的添加，改善改进聚丙烯线缆保护管材的综合性能，尤其是玻璃纤维的添加，对管材机械强度强度、耐腐蚀方面的性能改善较大。
优选地，管材外表面涂覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层为PTFE，厚度为0.01mm，进一步提高特殊工况情况下线缆保护管材的耐腐蚀性能。
管材成型工艺包括下列步骤：
混料，将改性聚丙烯、成核剂、玻璃纤维按重量份配比混合，加热搅拌30分钟，搅拌时速度为10转/分钟，当温度达到75℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到120℃时停止搅拌，搅拌时速度为60转/分钟，冷却到25℃，形成初混料，该步工艺确保了线缆保护管材的基础性能，尤其是机械强度和耐腐蚀性能的提升；
塑化，将增容剂、增粘剂、色母料、橡胶按重量份配比混合，加热搅拌25分钟，当温度达到80-100℃时加入混料工序的初混料，继续搅拌到120℃时停止搅拌，冷却到25℃供下道工序使用；
造粒，将塑化后的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℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，模具温度为200℃，挤出机螺杆转速为1转/分钟；
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℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃；模具一区温度为180℃，二区温度为185℃，三区温度为190℃，口模温度为190℃；挤出机螺杆转速为5转/分钟，牵引速度为0.5米/分钟，水箱真空度为0.02MPa。
优选地，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，提高管材的机械强度；
优选地，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、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-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，提高管材的抗冲击性能。
优选地，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，提高管材的机械强度。
优选地，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，提高管材的抗氧化性能。
优选地，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，提升管材的耐热、耐寒性能。
优选地，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。
通过以上技术方案，使线缆保护管材具有抗冲击性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、耐腐蚀性等特点。
实施例2
本发明的技术方案为：一种改性聚丙烯线缆保护管材，管材由100份改性聚丙烯、5份增粘剂、5份玻璃纤维、5份抗冲击改性剂、5份成核剂、10份填充母料、4份色母料、3份抗氧剂、3份光稳定剂、8份橡胶按重量份配比组成，以改性聚丙烯为基础，通过增粘剂、玻璃纤维、抗冲击改进剂、成核剂、填充母料、抗氧化剂、稳定剂、橡胶等成分的添加，改善改进聚丙烯线缆保护管材的综合性能，尤其是玻璃纤维的添加，对管材机械强度强度、耐腐蚀方面的性能改善较大，另外还添加了色母粒，实现不同颜色管材的生产。
优选地，管材外表面涂覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层为PTFE，厚度为1mm，进一步提高特殊工况情况下线缆保护管材的耐腐蚀性能。
管材成型工艺包括下列步骤：
混料，将改性聚丙烯、成核剂、玻璃纤维按重量份配比混合，加热搅拌40分钟，搅拌时速度为30转/分钟，当温度达到85℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到150℃时停止搅拌，搅拌时速度为80转/分钟，冷却到45℃，形成初混料，该步工艺确保了线缆保护管材的基础性能，尤其是机械强度和耐腐蚀性能的提升；
塑化，将增容剂、增粘剂、色母料、橡胶按重量份配比混合，加热搅拌25分钟，当温度达到80-100℃时加入混料工序的初混料，继续搅拌到150℃时停止搅拌，冷却到45℃供下道工序使用；
造粒，将塑化后的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190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，模具温度为260℃，挤出机螺杆转速为30转/分钟；
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190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃；模具一区温度为225℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，口模温度为260℃；挤出机螺杆转速为30转/分钟，牵引速度为10米/分钟，水箱真空度为0.06MPa。
优选地，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，提高管材的机械强度；
优选地，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、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-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，提高管材的抗冲击性能。
优选地，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，提高管材的机械强度。
优选地，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，提高管材的抗氧化性能。
优选地，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，提升管材的耐热、耐寒性能。
优选地，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。
通过以上技术方案，使线缆保护管材具有抗冲击性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、耐腐蚀性等特点。

Claims (10)

1.一种改性聚丙烯线缆保护管材，其特征在于：管材由100份改性聚丙烯、1-5份增粘剂、0.5-5份玻璃纤维、1-5份抗冲击改性剂、1-5份成核剂、0-10份填充母料、0.1-3份抗氧剂、0.1-3份光稳定剂、2-8份橡胶按重量份组成。
2.如权利要求1所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材，其特征在于：管材由100份改性聚丙烯、1-5份增粘剂、0.5-5份玻璃纤维、1-5份抗冲击改性剂、1-5份成核剂、0-10份填充母料、1-4份色母料、0.1-3份抗氧剂、0.1-3份光稳定剂、2-8份橡胶按重量份配比组成。
3.如权利要求1或2所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材，其特征在于：管材外表面涂覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层为PTFE，厚度为0.01mm-1mm。
4.如权利要求1-3任一所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：管材成型工艺包括下列步骤：
混料，将改性聚丙烯、成核剂、玻璃纤维按重量份配比混合，加热搅拌30-40分钟，搅拌时速度为10-30转/分钟，当温度达到75-85℃时，加入抗冲击改性剂、填充母料、抗氧剂、光稳定剂继续搅拌到120-150℃时停止搅拌，搅拌时速度为60-80转/分钟，冷却到25-45℃，形成初混料；
塑化，将增容剂、增粘剂、色母料、橡胶按重量份配比混合，加热搅拌25分钟，当温度达到80-100℃时加入混料工序的初混料，继续搅拌到120-150℃时停止搅拌，冷却到25-45℃供下道工序使用；
造粒，将塑化后的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；
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0.02-0.06MPa。
5.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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。
6.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-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。
7.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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。
8.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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。
9.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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。
10.如权利要求4所述的一种改性聚丙烯线缆保护管材成型工艺，其特征在于：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。
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