CN108456362A - 一种pp网状填充绳及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PP网状填充绳，包括以下质量百分比的原料：50%‑75%的填料，0.5%‑0.8%的偶联剂，13%‑35%的聚丙烯，4%‑9%的聚乙烯，1%‑1.3%的硬脂酸，2%‑2.6%的石蜡，0.3%‑0.5%的抗氧剂，2%‑3%的消泡剂。制备方法如下：原材料前处理及称重；高速混合机混合物料；放料、冷却物料；上料；双螺杆挤出机挤出；水槽冷却；第一牵伸机分切；热延伸板拉伸；开网机开网；第二牵伸机牵伸；收卷机收卷；制绳机并股。本发明使用双螺杆挤出机生产，去除碳酸钙母粒制备环节，简化了生产步骤，提高了生产效率，降低了生产成本，通过该方法生产的PP填充绳白度好、吸水性低、柔韧性及强度较好，经本产品填充后的电缆松紧适度，线芯圆整。
Description
技术领域
本发明涉及填充绳制造技术领域，具体是一种PP网状填充绳及制备方法。
背景技术
在多芯电缆生产过程中，为了使成缆线芯圆整，提高外观质量，成缆时需要对绝缘线芯空隙进行填充。填充材料的选择对电缆圆整度起着至关重要的作用，通常采用的填充材料主要有填充绳和填充条两种。填充绳柔软，可以不同规格随意组合搭配满足不同空隙形状和面积的需要，使用方便，故被广泛应用。以聚丙烯网状撕裂纤维编织而成的聚丙烯（PP）填充绳，适合作轻质填充，可广泛应用于低压电力电缆、控制电缆、中高压电力电缆、海底电缆等电线电缆的截面结构轻质填充，从而使得电线电缆外观圆整结实。
目前，行业内普遍采用碳酸钙母粒和聚丙烯树脂，按一定比例混合，经单螺杆挤出机押出拉膜的方式来生产PP网状填充绳。现有技术需要先制备碳酸钙母粒，制备母粒所需的树脂在拉膜前经过一次挤出加工，树脂抗老化性能降低。而且先制备母粒，再进行挤出拉膜，原材料进行了两次加工，生产成本较高。此外，在碳酸钙母粒制备过程中，由于使用了大量的碳酸钙，粉体不易分散、流动性差，碳酸钙在树脂中分散不均匀。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种PP网状填充绳及制备方法，使用双螺杆挤出机生产，去除碳酸钙母粒制备环节，简化了生产步骤，降低了生产成本。
本发明采用的技术方案是：一种PP网状填充绳，包括以下质量百分比的原料：50%-75%的填料，0.5%-0.8%的偶联剂，13%-35%的聚丙烯，4%-9%的聚乙烯，1%-1.3%的硬脂酸，2%-2.6%的石蜡，0.3%-0.5%的抗氧剂，2%-3%的消泡剂。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，优选固体钛酸酯偶联剂131，即三硬脂酸钛酸异丙酯的复配物；所述抗氧剂为抗氧剂1010（四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯）和抗氧剂168（三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯），所述消泡剂是塑料消泡剂母粒，主要成分为聚乙烯和氧化钙。
所述抗氧剂由0.2%-0.3%的抗氧剂1010和0.1%-0.2%的抗氧剂168组成。
所述填料选用碳酸钙粉体，粉体粒径为400-800目。
所述聚丙烯采用熔指为2.5-5.0的拉丝级树脂，聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
上述PP网状填充绳的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料前处理及称重：按照以下配方量准备好原料并称重，50%-75%的填料，0.5%-0.8%的偶联剂，13%-35%的聚丙烯，4%-9%的聚乙烯，1%-1.3%的硬脂酸，2%-2.6%的石蜡，0.3%-0.5%的抗氧剂2%-3%的消泡剂；
（2）高速混合机混合物料：将原料加入高速混合机，混合30-40分钟，达到工艺温度后，进行下一步操作；
（3）放料、冷却物料：待物料混合均匀后，打开高速混合机放料，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却，防止物料在积压状态下冷却而结块或团聚；
（4）上料：物料冷却后，经自动上料机送至双螺杆挤出机料斗，根据生产中物料耗用状况，调节上料速度；
（5）双螺杆挤出机挤出：采用双螺杆挤出机进行挤出拉膜，物料在挤出机中熔融、混炼，均匀塑化，经过专用模头定型成薄膜；
（6）水槽冷却：将步骤（5）已经定型的薄膜经过水槽冷却，使PP膜体结晶，以便进行拉伸；
（7）第一牵伸机分切：薄膜经第一牵伸机牵伸、展平，第一牵伸机安装有分切刀片，根据要求将冷却后的薄膜分切成不同的宽度；
（8）热延伸板拉伸：对分切好的PP薄膜进行加热拉伸，拉伸后的薄膜不易发生形变；
（9）开网机开网：通过开网机将PP薄膜撕裂成网状纤维体，开网后的PP薄膜在电缆填充时不容易产生鼓包；
（10）第二牵伸机牵伸：将步骤（9）开网纤维化后的薄膜经过五辊牵伸机牵伸至收卷机；
（11）收卷机收卷：对PP薄膜进行收卷，制得PP填充绳半成品；
（12）制绳机并股：对PP填充绳半成品进行并股，制得所需直径的PP填充绳成品。
所述步骤（2）中，各原料的加入顺序为：先加入填料，高速搅拌10-15分钟，温度达到85℃；然后加入偶联剂，高速搅拌10分钟，温度达到115℃；加入聚丙烯、聚乙烯、硬脂酸、抗氧剂，高速混合5-10分钟，温度达到125℃；最后加入石蜡和消泡剂，混合5分钟。
所述步骤（5）中，采用的双螺杆挤出机分为九区温度，各区设定温度为：1区155-160℃，2-4区160-180℃，5-7区165-180℃，8-9区160-175℃；模头分为三区温度，各区温度为：一区165-175℃，二区165-175℃，三区160-170℃。
所述步骤（6）中，生产过程中始终保持水槽水温为20-60℃。
所述步骤（8）中，热延伸板设有3个加热区，一区温度为120℃，二区温度为110℃，三区温度为100℃。
本发明的有益效果是：本发明使用双螺杆挤出机生产，去除碳酸钙母粒制备环节，简化了生产步骤，将两步法生产缩减至一步法生产，生产方式简便，提高了生产效率，降低了生产成本，通过工艺控制，改善碳酸钙分散性和流动性，使碳酸钙粉体在树脂中分布均匀。通过该方法生产的PP填充绳白度好、吸水性低、柔韧性及强度较好，经本产品填充后的电缆松紧适度，线芯圆整。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种PP网状填充绳，包括以下质量百分比的原料：65%的碳酸钙，0.7%的钛酸酯偶联剂131，21%的聚丙烯，7%的聚乙烯1.1%的硬脂酸，2.2%的石蜡，0.25%的抗氧剂1010，0.15%的抗氧剂168，2.6%的塑料消泡剂母粒。其中碳酸钙粉体粒径为600目，聚丙烯采用熔指为3.0的拉丝级树脂，聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
PP网状填充绳的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料前处理及称重：按照以下配方量准备好原料并称重：65%的碳酸钙，0.7%的固体钛酸酯偶联剂131，21%的聚丙烯，7%的聚乙烯，1.1%的硬脂酸，2.2%的石蜡，0.25%的抗氧剂1010，0.15%的抗氧剂168， 2.6%的塑料消泡剂母粒；
（2）高速混合机混合物料：将原料加入高速混合机，混合35分钟，温度达到125℃后，进行下一步操作。各原料的加入顺序为：先加入碳酸钙粉体，高速搅拌12分钟左右，温度达到85℃；然后加入固体钛酸酯偶联剂131，高速搅拌10分钟左右，温度达到115℃；加入聚丙烯、聚乙烯、硬脂酸、抗氧剂1010、抗氧剂168，高速混合8分钟，温度达到125℃；最后加入石蜡和塑料消泡剂母粒，混合5分钟；
（3）放料、冷却物料：待物料混合均匀后，打开高速混合机放料，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却，防止物料在积压状态下冷却而结块或团聚；
（4）上料：物料冷却后，经自动上料机送至双螺杆挤出机料斗，根据生产中物料耗用状况，调节上料速度；
（5）双螺杆挤出机挤出：采用双螺杆挤出机进行挤出拉膜，物料在挤出机中熔融、混炼，均匀塑化，经过专用模头定型成薄膜。其中，双螺杆挤出机分为九区温度，各区设定温度为：1区155℃,2区163℃，3区166℃，4区170℃，5区170℃，6区168℃，7区165℃，8区163℃，9区160℃；模头分为三区温度，各区温度为：一区170℃,二区170℃，三区165℃；
（6）水槽冷却：将步骤（5）已经定型的薄膜经过水槽冷却，使PP膜体结晶，以便进行拉伸，生产过程中始终保持水槽水温为20-60℃；
（7）第一牵伸机分切：薄膜经第一牵伸机牵伸、展平，第一牵伸机安装一片分切刀片，将整张薄膜分切为2根30cm宽度的薄膜；
（8）热延伸板拉伸：对分切好的PP薄膜进行加热拉伸，拉伸后的薄膜不易发生形变，同时薄膜具有一定的强度。其中，热延伸板设有3个加热区，一区温度为120℃，二区温度为110℃，三区温度为100℃；
（9）开网机开网：通过开网机将PP薄膜撕裂成网状纤维体，开网后的PP薄膜具有一定的柔软性，在电缆填充时不容易产生鼓包；
（10）第二牵伸机牵伸：将步骤（9）开网纤维化后的薄膜经过五辊牵伸机牵伸至收卷机；
（11）收卷机收卷：对PP薄膜进行收卷，制得PP填充绳半成品；
（12）制绳机并股：对6条PP填充绳半成品进行并股，制得直径为20mm的PP填充绳成品。
实施例2
一种PP网状填充绳，包括以下质量百分比的原料：50%的碳酸钙，0.5%的固体钛酸酯偶联剂131，35%的聚丙烯，9%的聚乙烯，1%的硬脂酸，2%的石蜡，0.3%的抗氧剂1010，0.2%的抗氧剂168，2%的塑料消泡剂母粒。其中碳酸钙粉体粒径为400目，聚丙烯采用熔指为3.0的拉丝级树脂，聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
上述PP网状填充绳的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料前处理及称重：按照以下配方量准备好原料并称重：50%的碳酸钙，0.5%的固体钛酸酯偶联剂131，35%的聚丙烯，9%的聚乙烯，1%的硬脂酸，2%的石蜡，0.3%的抗氧剂1010，0.2%的抗氧剂168，2%的塑料消泡剂母粒；
（2）高速混合机混合物料：将原料加入高速混合机，混合40分钟，温度达到125℃后，进行下一步操作。其中，各原料加入顺序为：先加入碳酸钙粉体，高速搅拌15分钟左右，温度达到85℃；然后加入固体钛酸酯偶联剂131，高速搅拌10分钟左右，温度达到115℃；加入聚丙烯、聚乙烯、硬脂酸、抗氧剂1010，抗氧剂168，高速混合10分钟，温度达到125℃；最后加入石蜡和塑料消泡剂母粒，混合5分钟；
（3）放料、冷却物料：待物料混合均匀后，打开高速混合机放料，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却，防止物料在积压状态下冷却而结块或团聚；
（4）上料：物料冷却后，经自动上料机送至双螺杆挤出机料斗，根据生产中物料耗用状况，调节上料速度；
（5）双螺杆挤出机挤出：采用双螺杆挤出机进行挤出拉膜，物料在挤出机中熔融、混炼，均匀塑化，经过专用模头定型成薄膜；其中，双螺杆挤出机分为九区温度，各区设定温度为：1区155℃,2区168℃，3区174℃，4区180℃，5区180℃，6区177℃，7区175℃，8区173℃，9区170℃；模头分为三区温度，各区温度为：一区175℃,二区175℃，三区170℃；
（6）水槽冷却：将步骤（5）已经定型的薄膜经过水槽冷却，使PP膜体结晶，以便进行拉伸，生产过程中始终保持水槽水温为20-60℃；
（7）第一牵伸机分切：薄膜经第一牵伸机牵伸、展平，第一牵伸机安装一片分切刀片，将整张薄膜分切为3根20cm宽度的薄膜；
（8）热延伸板拉伸：对分切好的PP薄膜进行加热拉伸，拉伸后的薄膜不易发生形变，同时薄膜具有一定的强度，热延伸板设有3个加热区，一区温度为120℃，二区温度为110℃，三区温度为100℃；
（9）开网机开网：通过开网机将PP薄膜撕裂成网状纤维体，开网后的PP薄膜具有一定的柔软性，在电缆填充时不容易产生鼓包；
（10）第二牵伸机牵伸：将步骤（9）开网纤维化后的薄膜经过五辊牵伸机牵伸至收卷机；
（11）收卷机收卷：对PP薄膜进行收卷，制得PP填充绳半成品；
（12）制绳机并股：对6条PP填充绳半成品进行并股，制得直径为15mm的PP填充绳成品。
实施例3
一种PP网状填充绳，包括以下质量百分比的原料：75%的碳酸钙，0.8%的钛酸酯偶联剂131，13%的聚丙烯，4%的聚乙烯，1.3%的硬脂酸，2.6%的石蜡，0.2%的抗氧剂1010，0.1%的抗氧剂168，3%的消泡剂母粒。其中碳酸钙粉体粒径为800目，聚丙烯采用熔指为3.0的拉丝级树脂，聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
上述PP网状填充绳的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料前处理及称重：按照以下配方量准备好原料并称重：75%的碳酸钙，0.8%的固体钛酸酯偶联剂131，13%的聚丙烯，4%的聚乙烯，1.3%的硬脂酸，2.6%的石蜡，0.2%的抗氧剂1010，0.1%的抗氧剂168，3%的塑料消泡剂母粒；
（2）高速混合机混合物料：将原料加入高速混合机，混合30分钟，温度达到125℃后，进行下一步操作。其中，各原料加入顺序为：先加入碳酸钙粉体，高速搅拌10分钟左右，温度达到85℃；然后加入钛酸酯偶联剂131，高速搅拌10分钟左右，温度达到115℃；加入聚丙烯、聚乙烯、硬脂酸、抗氧剂1010、抗氧剂168，高速混合5分钟，温度达到125℃；最后加入石蜡和消泡剂母粒，混合5分钟；
（3）放料、冷却物料：待物料混合均匀后，打开高速混合机放料，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却，防止物料在积压状态下冷却而结块或团聚；
（4）上料：物料冷却后，经自动上料机送至双螺杆挤出机料斗，根据生产中物料耗用状况，调节上料速度；
（5）双螺杆挤出机挤出：采用双螺杆挤出机进行挤出拉膜，物料在挤出机中熔融、混炼，均匀塑化，经过专用模头定型成薄膜；其中，双螺杆挤出机分为九区温度，各区设定温度为：1区155℃,2区160℃，3区164℃，4区168℃，5区168℃，6区166℃，7区165℃，8区160℃，9区160℃；模头分为三区温度，各区温度为：一区165℃,二区165℃，三区160℃；
（6）水槽冷却：将步骤（5）已经定型的薄膜经过水槽冷却，使PP膜体结晶，以便进行拉伸，生产过程中始终保持水槽水温为20-60℃；
（7）第一牵伸机分切：薄膜经第一牵伸机牵伸、展平，第一牵伸机安装一片分切刀片，将整张薄膜分切为2根30cm宽度的薄膜；
（8）热延伸板拉伸：对分切好的PP薄膜进行加热拉伸，拉伸后的薄膜不易发生形变，同时薄膜具有一定的强度，热延伸板设有3个加热区，一区温度为120℃，二区温度为110℃，三区温度为100℃；
（9）开网机开网：通过开网机将PP薄膜撕裂成网状纤维体，开网后的PP薄膜具有一定的柔软性，在电缆填充时不容易产生鼓包；
（10）第二牵伸机牵伸：将步骤（9）开网纤维化后的薄膜经过五辊牵伸机牵伸至收卷机；
（11）收卷机收卷：对PP薄膜进行收卷，制得PP填充绳半成品；
（12）制绳机并股：对6条PP填充绳半成品进行并股，制得直径为20mm的PP填充绳成品。
本发明摒弃了行业所采用的碳酸钙母粒以及单螺杆挤出拉膜，通过高混机对物料进行处理及充分混合，不再制备碳酸钙母粒，所混合好的物料经双螺杆挤出机挤出拉膜，由于双螺杆挤出机混炼效果好，完全可以使得碳酸钙在树脂中分散均匀，薄膜致密，表面光滑，且双螺杆挤出机生产速度较快，生产效率高。
Claims (10)
1.一种PP网状填充绳，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：50%-75%的填料，0.5%-0.8%的偶联剂，13%-35%的聚丙烯，4%-9%的聚乙烯，1%-1.3%的硬脂酸，2%-2.6%的石蜡，0.3%-0.5%的抗氧剂，2%-3%的消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种PP网状填充绳，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168，所述消泡剂是塑料消泡剂母粒。
3.根据权利要求2所述的一种PP网状填充绳，其特征在于，所述抗氧剂由0.2%-0.3%的抗氧剂1010和0.1%-0.2%的抗氧剂168组成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种PP网状填充绳，其特征在于，所述填料选用碳酸钙粉体，粉体粒径为400-800目。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种PP网状填充绳，其特征在于，所述聚丙烯采用熔指为2.5-5.0的拉丝级树脂，聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
6.一种权利要求1所述的PP网状填充绳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料前处理及称重：按照以下配方量准备好原料并称重，50%-75%的填料，0.5%-0.8%的偶联剂，13%-35%的聚丙烯，4%-9%的聚乙烯，1%-1.3%的硬脂酸，2%-2.6%的石蜡，0.3%-0.5%的抗氧剂2%-3%的消泡剂；
（2）高速混合机混合物料：将原料加入高速混合机，混合30-40分钟，达到工艺温度后，进行下一步操作；
（3）放料、冷却物料：待物料混合均匀后，打开高速混合机放料，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却，防止物料在积压状态下冷却而结块或团聚；
（4）上料：物料冷却后，经自动上料机送至双螺杆挤出机料斗，根据生产中物料耗用状况，调节上料速度；
（5）双螺杆挤出机挤出：采用双螺杆挤出机进行挤出拉膜，物料在挤出机中熔融、混炼，均匀塑化，经过专用模头定型成薄膜；
（6）水槽冷却：将步骤（5）已经定型的薄膜经过水槽冷却，使PP膜体结晶，以便进行拉伸；
（7）第一牵伸机分切：薄膜经第一牵伸机牵伸、展平，第一牵伸机安装有分切刀片，根据要求将冷却后的薄膜分切成不同的宽度；
（8）热延伸板拉伸：对分切好的PP薄膜进行加热拉伸，拉伸后的薄膜不易发生形变；
（9）开网机开网：通过开网机将PP薄膜撕裂成网状纤维体，开网后的PP薄膜在电缆填充时不容易产生鼓包；
（10）第二牵伸机牵伸：将步骤（9）开网纤维化后的薄膜经过五辊牵伸机牵伸至收卷机；
（11）收卷机收卷：对PP薄膜进行收卷，制得PP填充绳半成品；
（12）制绳机并股：对PP填充绳半成品进行并股，制得所需直径的PP填充绳成品。
7.根据权利要求6所述的PP网状填充绳的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，各原料的加入顺序为：先加入填料，高速搅拌10-15分钟，温度达到85℃；然后加入偶联剂，高速搅拌10分钟，温度达到115℃；加入聚丙烯、聚乙烯、硬脂酸、抗氧剂，高速混合5-10分钟，温度达到125℃；最后加入石蜡和消泡剂，混合5分钟。
8.根据权利要求6所述的PP网状填充绳的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，采用的双螺杆挤出机分为九区温度，各区设定温度为：1区155-160℃，2-4区160-180℃，5-7区165-180℃，8-9区160-175℃；模头分为三区温度，各区温度为：一区165-175℃，二区165-175℃，三区160-170℃。
9.根据权利要求6所述的PP网状填充绳的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，生产过程中始终保持水槽水温为20-60℃。
10.根据权利要求6所述的PP网状填充绳的制备方法，其特征在于，所述步骤（8）中，热延伸板设有3个加热区，一区温度为120℃，二区温度为110℃，三区温度为100℃。
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