CN102311576A - 阻燃聚丙烯电力电缆套管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用阻燃聚丙烯(FRPP)制备阻燃等级达到FV-0级的一种新型电力电缆套管的生产技术。使用阻燃聚丙烯生产的电力电缆套管阻燃等级达到FV-0级，同时套管的维卡软化温度≥130℃；可以满足10KV以上非开挖电力电缆套管要求的耐腐蚀抗老化、抗压强度大、高电压绝缘性强、耐磨性能好、内壁摩擦系数小、无污染、重量轻、施工方便、工程造价低、使用寿命长等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用阻燃聚丙烯(FRPP)制备阻燃等级达到FV-0级的新型电力电缆套管的生产技术，属于聚合物加工领域。
背景技术
非开挖电力电缆保护管应用非开挖技术，无须大量挖泥、挖土及破坏路面，完成在道路、铁路、建筑物、河床下等行列地段铺设管道、电缆。与传统的“探槽埋管”相比，更适应当前环保要求，去除传统施工所造成的尘土飞扬、交通阻塞等扰民因素，还可以解决在一些无法实施开挖作业地区铺设管线，如古迹保护区、闹市区、农作物及农田保护区、高速公路、河流等，广泛应用于市政、电信、电力、煤气、自来水、热力等管线工程。
国内市场主要存在的电力电缆保护管包括：氯化聚乙烯(CPVC)电力电缆保护管和改性聚丙烯(MPP)电力电缆保护管；二者均可以应用非开挖技术，适用于10KV以上高压输电线电缆排管。CPVC电力电缆保护管具有柔性好、不易断裂和老化、使用寿命长、无放射污染，重量轻等特点，采用扩口承插连接，安装施工方便。CPVC管材阻燃等级是FV-0级，其本身不能燃烧，离火即熄，氧指数≥40％。CPVC电力电缆保护管维卡软化温度≥93℃，长期使用温度在75℃，短期可在105℃温度下使用。MPP电力电缆护套管是以改性PP为主原料，加入特殊助剂制成；具有绝缘性强、耐老化、抗冲、耐压力、耐腐蚀、耐高温高压等特点；对于复杂的地质状况，管道能随地形弯曲，绕开阻碍物，提高施工效率。MPP电力电缆护套管作为电力套管与CPVC管材相比的优点是耐温高、易加工成型、价格低，但是唯一的缺点是不阻燃。生产销售中的电力电缆保护管还包括硬质聚氯乙烯(PVC-U)管材和高密度聚乙烯(HDPE)管材，但这两种管材的耐温性能较差，使用温度最高也只能达到80℃
发明内容
本发明的目的在于采用阻燃聚丙烯(FRPP)生产一种新型电力电缆套管。FRPP新型电力电缆套管可以满足电力套管绝缘性强、耐老化、抗冲、耐压力、耐腐蚀、耐高温高压的需求；阻燃等级达到FV-0级，避免了火灾发生的安全隐患。这种材料在自阻燃性上增加了要求，在力学性能上稍微降低些也不明显影响使用性能。FRPP新型电力电缆套管常用规格为Φ32～Φ250mm，分为普通型和加强型。普通型适用于开挖铺设施工和非开挖穿越施工埋深小于4m的工程；加强型适用于非开挖穿越施工埋深大于4m的工程。
本发明的目的是通过以下技术措施实现的，其中原料份数除特殊说明外均为重量份数。
1、在100份聚丙烯中加入6～150份阻燃剂、适量的抗氧剂、偶联剂、抗冲改性剂、加工改性剂用高速搅拌机等混合设备制备阻燃聚丙烯预混料。
2、将上述预混料加入双螺杆挤出机挤出造粒，经分离干燥得到阻燃聚丙烯颗粒。
3、将上述阻燃聚丙烯颗粒加入管材生产线；挤出管材、定径、切割得到FRPP新型电力电缆套管。
其中聚丙烯为管材级聚丙烯及其同等级改性聚丙烯。
阻燃剂包括但不限于十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂，三氧化二锑，季戊四醇，三聚氰胺、红磷、聚磷酸铵等氮磷系列阻燃剂，氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌等的一种或几种按一定比例组成的混合物，或者是上述阻燃剂的母粒；每100份(重量份数)聚丙烯中阻燃剂的加入量在6～150份(重量份数)。
抗氧剂包括但不限于抗氧剂1010、抗氧剂300等。
偶联剂包括但不限于硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、稀土偶联剂等
抗冲改性剂包括但不限于马来酸酐接枝聚丙烯、聚烯烃弹性体POE、三元乙丙橡胶EPDM等
加工改性剂包括但不限于石蜡、聚丙烯蜡、EVA蜡等。
采用本发明的方法生产的FRPP新型电力电缆套管的主要物理力学性能见下表：
| 序号 | 项目 | 单位 | 要求 | 试验方法 |
| 1 | 密度 | g/cm3 | 0.91-1.05 | GB1033-86 |
| 2 | 滑动摩擦系数 | ＜0.35 | GB/T3960-89 | |
| 3 | 拉伸强度(23±2)℃拉伸强度(70±2)℃ | MPaMPa | ≥24.0≥18.0 | GB/T1040-92 |
| 4 | 熔接拉伸强度(23±2)℃ | MPa | ≥21.6 | GB/T1040-92 |
| 5 | 弯曲强度(23±2)℃ | MPa | ≥35.0 | GB/T9341-2000 |
| 6 | 弯曲弹性模量 | MPa | 800-1200 | GB/T9341-2000 |
| 7 | 扁平试验(管径的1/2，-5℃) | 不破裂 | GB9647-88 | |
| 8 | 维卡耐热(10N，50℃/h) | ℃ | ≥120 | GB/T1633-2000 |
| 9 | 不圆度 | mm | 3.6-5.0 | GB/T13633-2000 |
| 10 | 最小允许弯曲半径 | ≤75D | ||
| 11 | 阻燃性 | FV-0 | UL-94 | |
| 12 | 落锤冲击试验(-5℃/8h，R20)D＞160,10kg*2m125≤D≤160,6kg*2mD≤125,5kg*2m | 9/10不破裂 | GB/T6112-1985 |
本发明相比现有技术具有的优点是：使用阻燃聚丙烯生产的电力电缆套管阻燃等级达到FV-0级，维卡软化温度≥130℃；可以满足10KV以上非开挖电力电缆套管要求的耐0腐蚀抗老化、抗压强度大、高电压绝缘性强、耐磨性能好、内壁摩擦系数小、无污染、重量轻、施工方便、工程造价低、使用寿命长等特点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要指出的是实施例只用于对本发明进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域的熟练技术人员可以根据本发明的上述内容对本发明进行一些非本质的改进和调整。
实施例一：
在200Kg聚丙烯中加入40Kg的十溴联苯醚、12Kg三氧化二锑、0.4Kg抗氧剂1010、0.2Kg抗氧剂168、0.3Kg偶联剂(TTS)、0.4Kg聚丙烯蜡于65℃用高速搅拌机混合，将预混料于195℃下加入双螺杆挤出机挤出造粒，于210℃下在管材生产线上挤出成型Φ110管材。成品管材阻燃级别为FV-0级，维卡软化温度130.6℃。
实施例二：
在200Kg聚丙烯中加入280Kg的氢氧化镁(2500目)、0.5Kg抗氧剂、40Kg聚烯烃弹性体POE、1.2Kg硅烷偶联剂(KH550)、2Kg聚丙烯蜡于50℃用高速搅拌机混合，将预混料于185℃下加入双螺杆挤出机挤出造粒，于205℃下在管材生产线上挤出成型Φ200管材。成品管材阻燃级别为FV-0级，维卡软化温度132.3℃。
实施例三：
在200Kg聚丙烯中加入60Kg的聚磷酸铵、15Kg季戊四醇、3Kg氧化锌、0.4Kg抗氧剂、10Kg马来酸酐接枝聚丙烯、0.4Kg石蜡于40℃用高速搅拌机混合，将预混料于190℃下加入双螺杆挤出机挤出造粒，于220℃下在管材生产线上挤出成型Φ160管材。成品管材阻燃级别为FV-0级，维卡软化温度131.7℃。
实施例四：
在200Kg聚丙烯中加入16Kg的红磷、20Kg的聚磷酸铵、0.5Kg抗氧剂、5Kg聚烯烃弹性体POE、0.5Kg硅烷偶联剂(KH570)、1Kg聚丙烯蜡于55℃用高速搅拌机混合，将预混料于180加入℃下加入双螺杆挤出机挤出造粒，于210℃下在管材生产线上挤出成型Φ180管材。成品管材阻燃级别为FV-0级，维卡软化温度132.8℃。
Claims (3)
1.一种采用阻燃聚丙烯(FRPP)制备新型电力电缆套管的生产技术，其特征在于：(1)在双螺杆挤出机上使用十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂，三氧化二锑，季戊四醇，三聚氰胺、红磷、聚磷酸铵等氮磷系列阻燃剂，氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌等对聚丙烯进行阻燃改性或采用上述阻燃剂的母粒对聚丙烯进行阻燃改性；(2)采用阻燃聚丙烯并添加适量的抗氧剂、偶联剂、抗冲改性剂、加工改性剂在管材生产线上挤出成型管材；(3)所生产管材阻燃等级达到FV-0级；(4)所生产管材的维卡软化温度≥130℃。
2.如权利要求1所述采用阻燃聚丙烯(FRPP)制备新型电力电缆套管的生产技术，其特征在于所选用的聚丙烯阻燃剂包括但不限于十溴联苯醚、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂，三氧化二锑，季戊四醇，三聚氰胺、红磷、聚磷酸铵等氮磷系列阻燃剂，氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌等的一种或几种按一定比例组成的混合物，或者是上述阻燃剂的母粒；每100份(重量份数)聚丙烯中阻燃剂加入量在6～150份(重量份数)。采用上述阻燃聚丙烯(FRPP)制备的新型电力电缆套管，其特征在于所生产管材阻燃等级达到FV-0级的。
3.如权利要求1所述采用阻燃聚丙烯(FRPP)制备新型电力电缆套管的生产技术，其特征在于使用权利要求1所述阻燃聚丙烯所生产管材的维卡软化温度≥130℃。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104515634A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 纳米新能源（唐山）有限责任公司 | 一种基于改性材料的摩擦压力感应电缆及其制备方法 |
| CN107880396A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-06 | 温州瑞榕汽车零部件制造有限公司 | 一种高效阻燃材料及其制备工艺 |
| CN111925596A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-13 | 江苏诺贝尔塑业有限公司 | 一种阻燃非开挖用改性聚丙烯塑料电缆导管 |
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| WO2022041291A1 (zh) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | 江苏诺贝尔塑业有限公司 | 一种阻燃非开挖用改性聚丙烯塑料电缆导管 |
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| C06 | Publication | ||
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Application publication date: 20120111 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |