CN112745585A - 一种高耐磨抗冲击mpp电缆保护管及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电缆保护管领域，具体公开了一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管及其生产工艺；所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料70‑80份、超高分子量聚乙烯40‑60份、二氧化钛20‑30份、改性滑石粉20‑30份、玻璃纤维15‑25份、偶联剂10‑20份、抗菌剂5‑10份、增塑剂5‑10份、抗氧剂2‑6份、相容剂1‑3份，本发明公开的MPP电缆保护管耐磨性能好，抗机械冲击力强，适合各种恶劣环境使用。

Description

一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管及其生产工艺
技术领域
本发明属于电缆保护管领域，具体公开了一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管及其生产工艺。
背景技术
电缆保护管是指为了防止电缆受到损伤，敷设在电缆外层，具有一定机械强度的金属保护管。电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电，以保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏，对电力线磁场干扰也起到一定的隔离作用。
现有的MPP电力电缆保护管长时间暴露在地面上容易出现老化，变形、破裂等问题，存在耐磨性和抗机械冲击性能差的缺点，因此导致管材厚度设计较大，成本高，使用寿命短，难以满足高标准质量电力工程的要求。
发明内容
针对以上不足，本发明公开了一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
本发明的技术方案如下：
一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料70-80份、超高分子量聚乙烯40-60份、二氧化钛20-30份、改性滑石粉20-30份、玻璃纤维15-25份、偶联剂10-20份、抗菌剂5-10份、增塑剂5-10份、抗氧剂2-6份、相容剂1-3份。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述改性聚丙烯基料由以下步骤制成：将丙烯、乙烯、α晶型成核剂和引发剂按照质量比1:1:0.1:1.1加入聚合釜中，采用气相聚合法在150℃，5Mpa的条件下进行聚合反应，冷却后得到改性聚丙烯基料。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述超高分子量聚乙烯的分子量在200万以上。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述偶联剂为铝锆酸酯偶联剂。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者质量比为4：1，其中主增塑剂为邻苯二甲酸酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述抗菌剂为纳米银。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH。
进一步的，上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：按重量份将改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料导入高速混合机中以400r/min转速进行混合，混合时间为25分钟，混合温度为750℃，当改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料混合后向高速混合机中加入改性滑石粉，高速混合机内以750r/min转速继续混合35分钟，且混合温度升温到95℃，混合完毕后，使改性聚丙烯基料、超高分子量聚乙烯和改性滑石粉混合原料自然冷却，得到混合基料；
S2：将二氧化钛加入另一台高速混合机中，升温至140℃，使高速混合机以900r/min的转速对二氧化钛搅拌45分钟，并向高速混合机内依次加入偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂，使二氧化钛与偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂在高速混合机内以900r/min转速充分搅拌60分钟后冷却至常温，得到混合辅料；
S3：将步骤S1中得到的混合基料与步骤S2中得到的混合辅料加入搅拌釜中以700r/min的转速搅拌50分钟，并在搅拌过程中加入玻璃纤维，得到混合均匀的初混料；
S4：通过真空吸料器将步骤S3中得到的初混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为285℃，模具温度为250℃，挤出机螺杆转速为100r/min，得到MPP电缆保护管材料
S5：将步骤S4中得到的粒料加入管材挤出料斗中，控制所述管材挤出生产线工艺参数如下：机筒一区温度为210℃，机筒二区温度为230℃，机筒三区温度为245℃，四区温度为260℃，机头温度为180℃，挤出成型速度2.5m/min，并将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，并在真空定型机内以4℃的喷淋水冷却定型管坯，并进行定长切割，从而得到高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
综上所述，本发明具有以下有益效果，本发明公开了一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，通过以改性聚丙烯为基体添加超高分子量聚乙烯作为MPP电缆保护管的制备基料，超过200分子量的超高分子量聚乙烯的大分子链与经过改性的聚丙烯基体之间的相互作用增强，受到外力作用时，超高分子量聚乙烯充当“刚性粒子”，能够吸收更多的能量，进而提高了复合材料的力学性能；同时通过二氧化钛及其他加工助剂形成一种多维度增强MPP电缆保护管材料，进一步提高MPP电缆保护管力学性能和耐磨性能，抗冲击性能根据GB/T15142-2001测试：抗冲击强度≥95KJ/m2、拉伸屈服强度≥102MPa，弹塑性根据ISO527-2测试：弹塑性≥650MPa、环刚度65kPa；适合恶劣环境下使用。
具体实施方式
实施例1
一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料70份、超高分子量聚乙烯40份、二氧化钛20份、改性滑石粉20份、玻璃纤维15份、偶联剂10份、抗菌剂5份、增塑剂5份、抗氧剂2份、相容剂1份；
所述改性聚丙烯基料由以下步骤制成：将丙烯、乙烯、α晶型成核剂和引发剂按照质量比1:1:0.1:1.1加入聚合釜中，采用气相聚合法在150℃，5Mpa的条件下进行聚合反应，冷却后得到改性聚丙烯基料；
所述超高分子量聚乙烯的分子量在200万以上；
所述偶联剂为铝锆酸酯偶联剂；
所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者质量比为4：1，其中主增塑剂为邻苯二甲酸酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；
所述抗菌剂为纳米银；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH；
上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：按重量份将改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料导入高速混合机中以400r/min转速进行混合，混合时间为25分钟，混合温度为750℃，当改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料混合后向高速混合机中加入改性滑石粉，高速混合机内以750r/min转速继续混合35分钟，且混合温度升温到95℃，混合完毕后，使改性聚丙烯基料、超高分子量聚乙烯和改性滑石粉混合原料自然冷却，得到混合基料；
S2：将二氧化钛加入另一台高速混合机中，升温至140℃，使高速混合机以900r/min的转速对二氧化钛搅拌45分钟，并向高速混合机内依次加入偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂，使二氧化钛与偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂在高速混合机内以900r/min转速充分搅拌60分钟后冷却至常温，得到混合辅料；
S3：将步骤S1中得到的混合基料与步骤S2中得到的混合辅料加入搅拌釜中以700r/min的转速搅拌50分钟，并在搅拌过程中加入玻璃纤维，得到混合均匀的初混料；
S4：通过真空吸料器将步骤S3中得到的初混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为285℃，模具温度为250℃，挤出机螺杆转速为100r/min，得到MPP电缆保护管材料
S5：将步骤S4中得到的粒料加入管材挤出料斗中，控制所述管材挤出生产线工艺参数如下：机筒一区温度为210℃，机筒二区温度为230℃，机筒三区温度为245℃，四区温度为260℃，机头温度为180℃，挤出成型速度2.5m/min，并将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，并在真空定型机内以4℃的喷淋水冷却定型管坯，并进行定长切割，从而得到高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
经过测试：抗冲击性能根据GB/T15142-2001测试：抗冲击强度95.4KJ/m2、拉伸屈服强度102MPa，弹塑性根据ISO527-2测试：弹塑性650MPa、环刚度65kPa。
实施例2
一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料75份、超高分子量聚乙烯50份、二氧化钛25份、改性滑石粉25份、玻璃纤维20份、偶联剂15份、抗菌剂8份、增塑剂8份、抗氧剂4份、相容剂2份；
所述改性聚丙烯基料由以下步骤制成：将丙烯、乙烯、α晶型成核剂和引发剂按照质量比1:1:0.1:1.1加入聚合釜中，采用气相聚合法在150℃，5Mpa的条件下进行聚合反应，冷却后得到改性聚丙烯基料；
所述超高分子量聚乙烯的分子量在200万以上；
所述偶联剂为铝锆酸酯偶联剂；
所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者质量比为4：1，其中主增塑剂为邻苯二甲酸酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；
所述抗菌剂为纳米银；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH；
上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：按重量份将改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料导入高速混合机中以400r/min转速进行混合，混合时间为25分钟，混合温度为750℃，当改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料混合后向高速混合机中加入改性滑石粉，高速混合机内以750r/min转速继续混合35分钟，且混合温度升温到95℃，混合完毕后，使改性聚丙烯基料、超高分子量聚乙烯和改性滑石粉混合原料自然冷却，得到混合基料；
S2：将二氧化钛加入另一台高速混合机中，升温至140℃，使高速混合机以900r/min的转速对二氧化钛搅拌45分钟，并向高速混合机内依次加入偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂，使二氧化钛与偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂在高速混合机内以900r/min转速充分搅拌60分钟后冷却至常温，得到混合辅料；
S3：将步骤S1中得到的混合基料与步骤S2中得到的混合辅料加入搅拌釜中以700r/min的转速搅拌50分钟，并在搅拌过程中加入玻璃纤维，得到混合均匀的初混料；
S4：通过真空吸料器将步骤S3中得到的初混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为285℃，模具温度为250℃，挤出机螺杆转速为100r/min，得到MPP电缆保护管材料
S5：将步骤S4中得到的粒料加入管材挤出料斗中，控制所述管材挤出生产线工艺参数如下：机筒一区温度为210℃，机筒二区温度为230℃，机筒三区温度为245℃，四区温度为260℃，机头温度为180℃，挤出成型速度2.5m/min，并将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，并在真空定型机内以4℃的喷淋水冷却定型管坯，并进行定长切割，从而得到高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
经过测试：抗冲击性能根据GB/T15142-2001测试：抗冲击强度97.4KJ/m2、拉伸屈服强度106MPa，弹塑性根据ISO527-2测试：弹塑性657MPa、环刚度68kPa。
实施例3
一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料80份、超高分子量聚乙烯60份、二氧化钛30份、改性滑石粉30份、玻璃纤维25份、偶联剂20份、抗菌剂10份、增塑剂10份、抗氧剂6份、相容剂3份；
所述改性聚丙烯基料由以下步骤制成：将丙烯、乙烯、α晶型成核剂和引发剂按照质量比1:1:0.1:1.1加入聚合釜中，采用气相聚合法在150℃，5Mpa的条件下进行聚合反应，冷却后得到改性聚丙烯基料；
所述超高分子量聚乙烯的分子量在200万以上；
所述偶联剂为铝锆酸酯偶联剂；
所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者质量比为4：1，其中主增塑剂为邻苯二甲酸酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯；
所述抗菌剂为纳米银；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH；
上述一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管的生产工艺，包括以下步骤：
S1：按重量份将改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料导入高速混合机中以400r/min转速进行混合，混合时间为25分钟，混合温度为750℃，当改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料混合后向高速混合机中加入改性滑石粉，高速混合机内以750r/min转速继续混合35分钟，且混合温度升温到95℃，混合完毕后，使改性聚丙烯基料、超高分子量聚乙烯和改性滑石粉混合原料自然冷却，得到混合基料；
S2：将二氧化钛加入另一台高速混合机中，升温至140℃，使高速混合机以900r/min的转速对二氧化钛搅拌45分钟，并向高速混合机内依次加入偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂，使二氧化钛与偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂在高速混合机内以900r/min转速充分搅拌60分钟后冷却至常温，得到混合辅料；
S3：将步骤S1中得到的混合基料与步骤S2中得到的混合辅料加入搅拌釜中以700r/min的转速搅拌50分钟，并在搅拌过程中加入玻璃纤维，得到混合均匀的初混料；
S4：通过真空吸料器将步骤S3中得到的初混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为285℃，模具温度为250℃，挤出机螺杆转速为100r/min，得到MPP电缆保护管材料
S5：将步骤S4中得到的粒料加入管材挤出料斗中，控制所述管材挤出生产线工艺参数如下：机筒一区温度为210℃，机筒二区温度为230℃，机筒三区温度为245℃，四区温度为260℃，机头温度为180℃，挤出成型速度2.5m/min，并将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，并在真空定型机内以4℃的喷淋水冷却定型管坯，并进行定长切割，从而得到高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
经过测试：抗冲击性能根据GB/T15142-2001测试：抗冲击强度98.4KJ/m2、拉伸屈服强度104MPa，弹塑性根据ISO527-2测试：弹塑性659MPa、环刚度67kPa。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明的保护范围，即大凡依本发明权利要求书及发明内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述MPP电缆保护管由以下重量份原料制成：改性聚丙烯基料70-80份、超高分子量聚乙烯40-60份、二氧化钛20-30份、改性滑石粉20-30份、玻璃纤维15-25份、偶联剂10-20份、抗菌剂5-10份、增塑剂5-10份、抗氧剂2-6份、相容剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述改性聚丙烯基料由以下步骤制成：将丙烯、乙烯、α晶型成核剂和引发剂按照质量比1:1:0.1:1.1加入聚合釜中，采用气相聚合法在150℃，5Mpa的条件下进行聚合反应，冷却后得到改性聚丙烯基料。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量在200万以上。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述偶联剂为铝锆酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述增塑剂由主增塑剂和助增塑剂组成，二者质量比为4：1，其中主增塑剂为邻苯二甲酸酯，助增塑剂为环氧大豆油酸辛酯。
6.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述抗菌剂为纳米银。
7.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
8.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH。
9.如权利要求1-8任一项所述的高耐磨抗冲击MPP电缆保护管，其生产工艺包括以下步骤：
S1：按重量份将改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料导入高速混合机中以400r/min转速进行混合，混合时间为25分钟，混合温度为750℃，当改性聚丙烯基料和超高分子量聚乙烯原料混合后向高速混合机中加入改性滑石粉，高速混合机内以750r/min转速继续混合35分钟，且混合温度升温到95℃，混合完毕后，使改性聚丙烯基料、超高分子量聚乙烯和改性滑石粉混合原料自然冷却，得到混合基料；
S2：将二氧化钛加入另一台高速混合机中，升温至140℃，使高速混合机以900r/min的转速对二氧化钛搅拌45分钟，并向高速混合机内依次加入偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂，使二氧化钛与偶联剂、抗菌剂、增塑剂、抗氧剂、相容剂在高速混合机内以900r/min转速充分搅拌60分钟后冷却至常温，得到混合辅料；
S3：将步骤S1中得到的混合基料与步骤S2中得到的混合辅料加入搅拌釜中以700r/min的转速搅拌50分钟，并在搅拌过程中加入玻璃纤维，得到混合均匀的初混料；
S4：通过真空吸料器将步骤S3中得到的初混料导入双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为220℃，二区温度为240℃，三区温度为260℃，四区温度为285℃，模具温度为250℃，挤出机螺杆转速为100r/min，得到MPP电缆保护管材料
S5：将步骤S4中得到的粒料加入管材挤出料斗中，控制所述管材挤出生产线工艺参数如下：机筒一区温度为210℃，机筒二区温度为230℃，机筒三区温度为245℃，四区温度为260℃，机头温度为180℃，挤出成型速度2.5m/min，并将挤出后的管坯料粘附在牵引管上,启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，并在真空定型机内以4℃的喷淋水冷却定型管坯，并进行定长切割，从而得到高耐磨抗冲击MPP电缆保护管。
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