CN107778737A - Pvc‑c电力电缆套管及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PVC‑C电力电缆套管及其生产方法,其特征在于,包括以下重量份数的原料:其中,氯化聚氯乙烯树脂100‑120份、纳米无水硫酸钙20‑30份、导热剂2‑6份、复合稳定剂1‑3份、甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物0.5‑2.0份、聚丙烯蜡0.2‑1.0份、偶联剂0.1‑0.5份。本发明PVC‑C电力电缆套管原料简单易得,成本低廉,兼具耐高温性能和耐寒性能,能在宽温范围下使用,抗老化性能较好,能适应高压电缆使用过程因过载短路而产生的高温,具有高绝缘强度和体积电阻率;柔性好且抗压强度大、抗不均匀沉降,产品寿命长。
Description
技术领域
本发明属于PVC-C管的技术领域,特别是涉及一种PVC-C电力电缆套管及其生产方法。
背景技术
电缆保护套管是电力工程中推广使用的一种新型套管材料。随着电力电缆埋地敷设工程的迅速发展,对电缆套管提出的更高要求,电缆保护套管是通常采用聚乙烯PE材料制作而成,它是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘管。但是使用发现PE管容易受外力而变形,影响了后期电缆的正常敷设,不适合用于埋地式电力电缆护套管。
PVC-C套管以PVC-C树脂为主要材料,是目前公认的绿色环保产品,其优异的物化性能正越来越受到行业的重视。常规的PVC-C套管能耐受较高温度以及具有较好地强度,但是在一些特殊环境下,仍无法满足其强度和耐高温需求,尤其是冷热温差大之地,无法满足耐寒要求。常规的PVC-C套管也具有较好的绝缘性,但是在对高压电力电缆使用时,为了满足绝缘性,不得不增加厚度来满足,这样会导致安装运输难度增加。另外,PVC-C套管抗压强度差,与施工应用要求还有差距。
因此,研制一种具有良好强度和耐高低温性能的PVC-C电力电缆套管是本领域技术人员现阶段的主要任务之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种PVC-C电力电缆套管及其生产方法,该PVC-C电力电缆套管原料简单易得,成本低廉,具有优异的绝缘性,较高的强度,兼具耐高低温性能,能在宽温范围下安全使用,安装运输方便。
本发明是这样实现的:
一种PVC-C电力电缆套管,其特征在于,包括以下重量份数的原料:其中,氯化聚氯乙烯树脂100-120份、纳米无水硫酸钙20-30份、导热剂2-6份、复合稳定剂1-3份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5-2.0份、聚丙烯蜡0.2-1.0份、偶联剂0.1-0.5份。
进一步优选,所述纳米无水硫酸钙的制备方法为:将二水硫酸钙和水按照5-10:90-95的比例配成浆料,浆料pH为9.5-10.2,然后放入密闭的反应釜中不断搅拌,在温度为105-125℃的条件下反应合成硫酸钙晶须,再将硫酸钙晶须经过脱水、干燥后,即得纳米无水硫酸钙。
进一步优选,所述纳米无水硫酸钙为直径为50-100nm的无水硫酸钙纤维状单晶体。
进一步优选,所述导热剂的成分包括纳米氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅;纳米氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅的质量比为2-3:1-2:1。
进一步优选,所述导热剂制备方法为将上述原料按照配方比进行混合,再加入硅烷偶联剂溶液,混合搅拌20-30min,最后真空干燥后即得,所述硅烷偶联剂的质量浓度为30%,硅烷偶联剂使用量为混合物重量的0.5%。
进一步优选,所述复合稳定剂的成分包括环氧大豆油、有机锡、硬脂酸钙和钡锌稳定剂;环氧大豆油、有机锡、硬脂酸钙、钡锌稳定剂的质量比为2-3:2:3-4:1。
进一步优选,所述偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂,硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的质量比为2-3:1-2。
以上原料的功能作用分别为:
氯化聚氯乙烯是由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得,是一种新型工程塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。PVC树脂经过氯化后,分子链排列的不规则性增加,极性增加,使树脂的溶解性增大,化学稳定性增加,从而提高了材料的耐热性及耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀的性能。提高了树脂的热变形温度的机械性能,氯含量由56.7%提高到63-69%,维卡软化温度由72-82℃提高到90-125℃,最高使用温度可达110℃,长期使用温度为95℃。
采用纳米无水硫酸钙作为填充剂,能够极大地降低成本,提高软化温度和硬度,提高管材挤出稳定性和尺寸稳定性,减少收缩,还具有一定的吸音作用。
采用纳米氧化铝、纳米碳化硅和纳米二氧化硅的混合物作为导热剂,纳米微粒填料分布均匀、纯度高、极好分散,其比表面高,具有耐高温的惰性,良好的导热性,能够极大提高PVC-C电力电缆套管的导热能力。
稳定剂是氯化聚氯乙烯树脂在加工过程中不可缺少的添加剂,具有促进PVC原料的塑化作用,同时还有增强稳定性的作用。本发明采用复合稳定剂,复合稳定剂之间具有良好的协同作用,能达到良好的稳定效果。
甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物与氯化聚氯乙烯树脂共混可以改进PVC管材的低温韧性,提高抗冲击性能,并具有吸震、消音作用。
聚丙烯蜡熔点较高(通常高于聚乙烯蜡),良好的润滑性,良好的分散性,可以提高PVC-C管的光泽,熔融粘度较小。
偶联剂在能够改善氯化聚氯乙烯树脂与纳米无水硫酸钙的界面性能,降低氯化聚氯乙烯树脂熔体的粘度,改善纳米无水硫酸钙的分散度以提高加工性能,进而使PVC-C电力电缆套管获得良好的表面质量及机械、热和绝缘性能。
本发明PVC-C电力电缆套管的生产方法,包括以下步骤:
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂、纳米无水硫酸钙、导热剂、复合稳定剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯蜡和偶联剂按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
S3、制管:将S2中得到的粒料冷却后放入料筒中,控制料筒的温度为170-220℃,挤出压力为35-50MPa,然后物料通过挤压机模口挤出PVC-C电力电缆套管,并经真空定径、冷却成型后,制得成品。
本发明突出的实质性特点和显著的进步是:
1、本发明PVC-C电力电缆套管是一种具有国际先进水平的高性能管道,具有优良的物理化学性能,其最高使用温度可达95℃,大大高于普通的聚氯乙烯;同时,PVC-C电力电缆套管还具有强度高、耐热性好、耐老化、耐化学腐蚀、阻燃性好,不受自来水和电缆中余氯的氧化侵蚀等优点,是管道***中十分优良的产品,其安装起来也十分方便,不需要专用的工具,只要通过粘合剂就能进行管材和管件的连接。
2、本发明PVC-C电力电缆套管原料简单易得,成本低廉,兼具耐高温性能和耐寒性能,能在宽温范围下使用,抗老化性能较好,能适应高压电缆使用过程因过载短路而产生的高温,具有高绝缘强度和体积电阻率;柔性好且抗压强度大、抗不均匀沉降,产品寿命长。
3、本发明PVC-C电力电缆套管采用纳米无水硫酸钙作为填充剂,能够极大地降低成本,提高软化温度和硬度,提高管材挤出稳定性和尺寸稳定性,减少收缩。
4、本发明PVC-C电力电缆套管采用纳米氧化铝、纳米碳化硅和纳米二氧化硅的混合物作为导热剂,纳米微粒填料分布均匀、纯度高、极好分散,其比表面高,具有耐高温的惰性,良好的导热性,能够极大提高PVC-C电力电缆套管的导热能力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作以下说明。
实施例1
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂100份、纳米无水硫酸钙20份、导热剂2份、复合稳定剂1份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5份、聚丙烯蜡0.2份和偶联剂0.1份按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
S3、制管:将S2中得到的粒料冷却后放入料筒中,控制料筒的温度为170-220℃,挤出压力为35MPa,然后物料通过挤压机模口挤出PVC-C电力电缆套管,并经真空定径、冷却成型后,制得成品。
实施例2
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂110份、纳米无水硫酸钙25份、导热剂3份、复合稳定剂2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物1份、聚丙烯蜡0.5份和偶联剂0.2份按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
S3、制管:将S2中得到的粒料冷却后放入料筒中,控制料筒的温度为170-220℃,挤出压力为40MPa,然后物料通过挤压机模口挤出PVC-C电力电缆套管,并经真空定径、冷却成型后,制得成品。
实施例3
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂115份、纳米无水硫酸钙28份、导热剂5份、复合稳定剂2.5份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5份、聚丙烯蜡0.8份和偶联剂0.4份按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
S3、制管:将S2中得到的粒料冷却后放入料筒中,控制料筒的温度为170-220℃,挤出压力为45MPa,然后物料通过挤压机模口挤出PVC-C电力电缆套管,并经真空定径、冷却成型后,制得成品。
实施例4
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂120份、纳米无水硫酸钙30份、导热剂6份、复合稳定剂3份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物2.0份、聚丙烯蜡1.0份和偶联剂0.5份按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
S3、制管:将S2中得到的粒料冷却后放入料筒中,控制料筒的温度为170-220℃,挤出压力为50MPa,然后物料通过挤压机模口挤出PVC-C电力电缆套管,并经真空定径、冷却成型后,制得成品。
本发明实施例样管经检测,得出技术指标为:
由上表可知,本发明耐高温PVC管管具有良好的耐高温、阻燃、拉伸强度及抗冲击性能,具有较好的机械强度,能应用于各种高温场合给排水管道。
Claims (8)
1.一种PVC-C电力电缆套管,其特征在于,包括以下重量份数的原料:其中,氯化聚氯乙烯树脂100-120份、纳米无水硫酸钙20-30份、导热剂2-6份、复合稳定剂1-3份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物0.5-2.0份、聚丙烯蜡0.2-1.0份、偶联剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述纳米无水硫酸钙的制备方法为:将二水硫酸钙和水按照5-10:90-95的比例配成浆料,浆料pH为9.5-10.2,然后放入密闭的反应釜中不断搅拌,在温度为105-125℃的条件下反应合成硫酸钙晶须,再将硫酸钙晶须经过脱水、干燥后,即得纳米无水硫酸钙。
3.根据权利要求2所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述纳米无水硫酸钙为直径为50-100nm的无水硫酸钙纤维状单晶体。
4.根据权利要求1所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述导热剂的成分包括纳米氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅;纳米氧化铝、纳米碳化硅、纳米二氧化硅的质量比为2-3:1-2:1。
5.根据权利要求4所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述导热剂制备方法为将上述原料按照配方比进行混合,再加入硅烷偶联剂溶液,混合搅拌20-30min,最后真空干燥后即得,所述硅烷偶联剂的质量浓度为30%,硅烷偶联剂使用量为混合物重量的0.5%。
6.根据权利要求1所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述复合稳定剂的成分包括环氧大豆油、有机锡、硬脂酸钙和钡锌稳定剂;环氧大豆油、有机锡、硬脂酸钙、钡锌稳定剂的质量比为2-3:2:3-4:1。
7.根据权利要求1所述的PVC-C电力电缆套管,其特征在于:所述偶联剂包括硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂,硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的质量比为2-3:1-2。
8.如权利要求1所述的PVC-C电力电缆套管的生产方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、原料混合:将氯化聚氯乙烯树脂、纳米无水硫酸钙、导热剂、复合稳定剂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯蜡和偶联剂按照重量份配比后,置于高温混合机的料缸内先进行高温混合,混合的温度是115-130℃,混合15-30min之后将混合物料冷却至40-55℃收料待用;
S2、造粒:将S1中收集起来的物料送入造粒机中进行造粒,造粒机料筒的温度控制在175-200℃,得到粒料;
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180309 |
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