CN1308388C - 非开挖专用电力管材 - Google Patents
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Abstract
公开了一种聚合物组合物，以100重量份计，它包括：i)82-89重量份聚丙烯；ii)7-15重量份聚乙烯；iii)2-5重量份纳米蒙脱土；iv)0-1.1重量份抗氧化剂；v)0-1.2重量份紫外光稳定剂；vi)0-0.8重量份加工助剂。以及用这种聚合物组合物制得的管材。所述管材可用于非开挖法排布管线(如电缆线、电话线、有线电视光缆等)。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物组合物和由该聚合物组合物制得的管道。
背景技术
随着科技的进步和城市的发展，各种管线(如电话线、电缆、有线电视光缆、宽带网络光缆等)发挥越来越重要的作用。但是在许多老城厢，所述管线多为架空线，这样的布线方法污染了视觉，并且安全性不高，易受外界影响。因此，许多城市提出了管线落地的目标。
先前的管线落地采用开挖法。即先开挖路面，然后铺设管道，再在管道内穿设管线(如电活线、有线电视光缆、宽带网络光缆等)。这种方法对管道的要求不高，仅需管道具有一定的抗压性和抗老化性即可。但是这种开挖法的施工成本高、占用路而而易造成交通堵塞。
为解决上述问题，目前提出了一种无需开挖路面即可铺设管道的非开挖技术。该技术包括在欲铺设管道的路面两端开挖、在地面之下将其打通、用专用设备将管道(一根或多根)由一端拖往另一端、最后在管道内穿设管线。这种方法成本低、施工周期短、无需占用路面等。但是，它对管道及其材料具有更高的要求。即为了满足施工要求，所述管道必须具有一定的挠性和强度并且需要具有低的摩擦系数。
另外，先前在开挖法中使用的聚合物管道均非专用于铺设电缆而设。由于电缆在大电流下或多或少会发热，发热后又容易使管道老化并影响其抗压性即其寿命。因此，如若非开挖技术中使用的聚合物管道欲用于铺设电缆，该管道还需具有耐热至老化性能。
本发明的目的是提供一种聚合物组合物，用这种组合物制得的管道能满足所述非开挖技术的要求。
本发明的另一个目的是提供一种用于非开挖技术的管道。
发明的内容
本发明提供一种聚合物组合物，以100重量份计，它包括：
i)82-89重量份聚丙烯；
ii)7-15重量份聚乙烯；
iii)2-5重量份蒙脱土。
在本发明聚合物组合物中，还可包括非必要的：
iv)0-1.1重量份抗氧化剂；
v)0-1.2重量份紫外光稳定剂；
vi)0-0.8重量份加工助剂。
本发明还提供由所述聚合物组合物加工而成的管道。
具体实施方式
本发明的一个方面提供一种聚合物组合物，以100重量份计，它包括：
i)82-89重量份聚丙烯；
ii)7-15重量份聚乙烯；
iii)2-5重量份蒙脱土。
以100重量份计，本发明组合物中含有82-89重量份，较好84-86重量份聚丙烯。所述聚丙烯可以是丙烯均聚物，也可以是丙烯与少量其它单体的共聚物。在本发明的一个较好实例中，所述其它单体的量小于5重量％，较好小于3％。
所述其它单体的例子有乙烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。
本发明组合物中使用的丙烯均聚物的聚合度为6,900-7,100，较好为7,000；数均分子量为60,000-70,000，重均分子量为280,000-300,000。
以100重量份计，本发明组合物含有7-15重量份，较好9-12重量份聚乙烯。所述聚乙烯可以是乙烯均聚物，也可以是乙烯与少量其它单体的共聚物。在本发明的一个较好实例中，所述其它单体的量小于5重量％，较好小于3％。
所述其它单体的例子有丙烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。
适用于本发明组合物的乙烯均聚物的聚合度为7,900-8,100，较好为8,000，数均分子量为50,000-60,000，重均分子量为220,000-230,000。
以100重量份计，本发明组合物还含有2-5重量份，较好3-4重量份蒙脱土。它可以是本领域常用的作为添加剂的蒙脱土。较好的是，所述蒙脱土是纳米蒙脱土，其颗粒直径为10-50nm，较好为20-30nm。使用纳米蒙脱土有助于降低其制得的管道的摩擦性。
在使用纳米蒙脱土时，纳米粒子的分散方法可以是本领域常用的纳米粒子的分散方法。适用的方法可参见例如中国专利ZL 95109710.5。
在本发明聚合物组合物中，还可任选地包括：0-1.1重量份抗氧化剂、0-1.2重量份紫外光稳定剂、0-0.8重量份加工助剂。
适用于本发明的抗氧化剂可以是本领域已知的任何抗氧化剂。在本发明的一个较好实例中，所述抗氧化剂是2，4，6-三叔丁基苯酚。
适用于本发明组合物的紫外光稳定剂可以是本领域常用的紫外光稳定剂。在本发明的一个较好实例中，所述紫外光稳定剂是UV-284，即2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮。
本发明组合物中还可添加加工助剂。所述加工助剂可以是本领域常用的加工助剂。合适的加工助剂的非限定性例子有分散剂(如氧化聚乙烯醚)等。
本发明组合物还可加入添加剂，如增塑剂、偶合剂等。以改进制得的管道的性能。所述添加剂的加入量无特别的限制，可以是本领域的常规加入量。在本发明的一个较好实例中，以100重量份组合物计，所述添加剂的量为0-1重量份。
本发明还提供一种用本发明组合物制得的管道。这种管道是用常规方法制得的。在本发明的一个较好实例中，所述方法包括下列步骤：按计量将原料加入挤出机，定型经塑化挤出的物料，冷却后定长切割即可。
在本发明的一个较好实例中，使用如下加工参数：
加工温度： 170-195℃
主机转速： 75-90rpm
冷却水温： 18-23℃
主机扭矩： 70-73％
熔体压力： 12-15MPa
产量： 550-620kg/h
在本发明方法中，使用的冷却水较好是软水，冷却水温具有水温递减的梯度分布。在本发明的一个较好实例中，所述水温梯度分布为28℃-23℃-18℃。
与现有的管道相比，本发明聚合物组合物制得的管道具有优良的性能。其拉伸强度为22-26MPa、弯曲强度为31-35MPa、弯曲弹性模量为930-1250MPa、密度为0.92-0.95g/cm3、维卡耐热性(1kg，50℃/h)为135-150℃、摩擦系数为0.2-0.32。
下面，结合实施例进一步说明本发明。
实施例
按下表1所示的量将经干燥的原料加入单螺杆挤出机(螺杆直径为120mm，长径比为33∶1)，定型经塑化挤出的物料，冷却后定长切割。
根据国家标准的测试方法，对制得的管道的性能进行测定。表2给出的是国家标准要求满足的主要物理力学性能，本发明测得的结果如表3所示：
表2管材的主要物理力学性能
| 项目 | 要求 | 试验方法 |
| 密度(g/cm3) | 0.91-0.96 | GB1033-86 |
| 滑动摩擦系数 | ＜0.30 | GB/T3960-89 |
| 拉伸强度(23±2)℃(MPa) | ≥22.0 | GB/T1040-92 |
| 弯曲强度(23±2)℃(MPa) | ≥34.0 | GB/T9341-2000 |
| 弯曲弹性模量(MPa) | 900-1200 | GB/T341-2000 |
| 维卡耐热(10N，50℃/h)(℃) | ≥120 | GB/T1633-2000 |
表1
| 实施例 | 丙烯均聚物 | 乙烯均聚物 | 蒙脱土 | 抗氧剂(用量) | 紫外光稳定剂(用量) | 加工助剂(用量) | |||||||
| 用量 | 聚合度 | 数均分子量* | 重均分子量* | 用量 | 聚合度 | 数均分子量* | 重均分子量* | 用量 | 粒径(nm) | ||||
| 1 | 89 | 100 | 25 | 28 | 7 | 101 | 20 | 22 | 4 | 500 | - | - | - |
| 2 | 82 | 110 | 30 | 29 | 15 | 90 | 23 | 23 | 2 | 50 | 0.2 | 0.3 | 分散剂(0.5) |
| 3 | 84 | 90 | 28 | 30 | 9 | 110 | 21 | 21 | 5 | 10 | 1.1 | 0.1 | 分散剂(0.8) |
| 4 | 86 | 98 | 25 | 29 | 8 | 100 | 20 | 21 | 3 | 30 | 1 | 1.2 | 分散剂(0.8) |
| 5 | 85 | 100 | 27 | 28 | 12 | 100 | 23 | 22 | 2 | 20 | 0.3 | 0.5 | 分散剂(0.2) |
注：1)用量均为重量份 2)抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚
3)紫外光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮 4)分散剂为氧化聚乙烯蜡
5)分子量均以万为单位
表2
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 拉伸强度(MPa) | 24.8 | 22.2 | 22.3 | 22.6 | 22.5 |
| 弯曲强度(MPa) | 37.8 | 34.3 | 36.2 | 35.5 | 35.3 |
| 弯曲弹性模量(MPa) | 1220 | 980 | 1032 | 1265 | 1050 |
| 密度(g/cm3) | 0.93 | 0.94 | 0.935 | 0.93 | 0.93 |
| 维卡耐热性(1kg 50℃/hr)(℃) | 148 | 139 | 143 | 146 | 145 |
| 滑动摩擦系数 | 0.3 | 0.28 | 0.27 | 0.25 | 0.26 |
由上述结果可见，本发明聚合物组合物制得的管道能满足非开挖法施工的要求。
Claims (10)
1.一种聚合物组合物，以100重量份计，它包括：
i)82-89重量份聚丙烯；
ii)7-15重量份聚乙烯；
iii)2-5重量份纳米蒙脱土；
其中，所述聚丙烯是丙烯均聚物，其聚合度为6,900-7,100，数均分子量为60,000-70,000，重均分子量为280,000-300,000；所述聚乙烯是乙烯均聚物，其聚合度为7,900-8,100，数均分子量为50,000-60,000，重均分子量为220,000-230,000。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于它还包括：
iv)0-1.1重量份抗氧化剂；
v)0-1.2重量份紫外光稳定剂；
vi)0-0.8重量份加工助剂。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于聚丙烯的量为84-86重量份、聚乙烯的量为9-12重量份、蒙脱土的量为3-4重量份。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述聚丙烯的聚合度为7,000，所述聚乙烯的聚合度为8,000。
5.如权利要求1-3中任何一项所述的组合物，其特征在于所述纳米蒙脱土的颗粒直径为10-50nm。
6.如权利要求2所述的组合物，其特征在于所述抗氧化剂是2，4，6-三叔丁基苯酚；所述紫外光稳定剂是2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮；所述分散剂是氧化聚乙烯蜡。
7.如权利要求1-3中任何一项所述的组合物，其特征在于它还含有0-1重量份添加剂，所述添加剂选自增塑剂和偶合剂。
8.用权利要求1所述的组合物制得的制品。
9.如权利要求8所述的制品，其特征在于所述制品是管材。
10.如权利要求8所述的制品，其特征在于所述制品是非开挖专用电力管材。
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