CN103421240B - 一种电力用方形单壁波纹管材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业用管材料，尤其是一种电力用方形单壁波纹管材料，包括以下重量份的组分：均聚聚丙烯粉料50～80份，嵌段共聚聚丙烯粉料10～25份，空心玻璃微珠3～12份，相容剂3～8份，增韧剂3～8份，润滑剂0.1～1.5份，抗氧剂0.1～1.2份，阻燃剂5～15份，紫外线吸收剂0.05～0.5份。本发明电力用方形单壁波纹管材料，具有拉伸强度高、弯曲模量高、维卡温度高、导热系数较高、冲击强度高、阻燃性好和生产稳定性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业用塑料管材料，尤其涉及一种电力用方形单壁波纹管材料。
背景技术
目前电力用波纹管材一般为HDPE管材和MPP单壁波纹管，分别采用HDPE（高密度聚乙烯）和增强改性聚丙烯材料，此两种材料均只能应用于圆形管材，不能适用于方形电力用改性聚丙烯管材的使用要求，具有以下缺点：
HDPE管材采用普通HDPE管材料制成，存在以下的缺点：1、维卡温度低，耐热性差，不足80℃；2、拉伸强度低，小于18MPa；3、弯曲模量低，小于800MPa；4、阻燃性差，易燃；5、加工性较差，HDPE材料粘度较高，造成生产速度较慢，管材外观光泽度较差。
MPP单壁波纹管采用增强改性聚丙烯原料制成，其主要机理是通过填加大量的无机增强材料来提高管材的强度（圆形管材因受结构所限，在垂直方向的抗压能力要大大低于方形管材，所以需通过材料来弥补结构缺陷），但如此一来，极大的破坏了材料的韧性指标和其它指标，因此存在以下缺点：1、低温性能差，因为了弥补结构的抗压能力缺陷，在材料中填加了大量的无机增强材料，严重破坏了材料的韧性，冲击性能相比大幅下降；2、拉伸强度较低，一般为22MPa左右；3、制品表面光滑度相比较差；4、阻燃性差，因为了提高材料模量，在配方中加入了较大量的无机粉体材料，而该无机粉体材料对制品有助燃作用，因此无法做到阻燃；5、导热系数较低，为0.28～0.32，造成冷却成型速度慢，生产速度较低，加工成本偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力用方形单壁波纹管材料，具有拉伸强度高、弯曲模量高、维卡温度高、导热系数较高、冲击强度高、阻燃性好和生产稳定性好的特点。
本发明是这样实现的：一种电力用方形单壁波纹管材料，包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料50～80份；
嵌段共聚聚丙烯粉料10～25份；
空心玻璃微珠3～12份；
相容剂3～8份；
增韧剂3～8份；
润滑剂0.1～1.5份；
抗氧剂0.1～1.2份；
阻燃剂5～15份；
紫外线吸收剂0.05～0.5份。
优化的方案为：所述电力用方形单壁波纹管材料各组分的重量份为：
均聚聚丙烯粉料60份；
嵌段共聚聚丙烯粉料12份；
空心玻璃微珠8份；
相容剂4份；
增韧剂7.4份；
润滑剂1.0份；
抗氧剂0.45份；
阻燃剂7份；
紫外线吸收剂0.15份。
优化的方案为：所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～0.8g/10min、弯曲弹性模量在1600MPa以上、23℃冲击强度在15kJ/m2以上且拉伸强度在30Mpa以上的管材级粉料。
优化的方案为：所述所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～1.0g/10min、弯曲弹性模量在1200MPa以上、-20℃缺口冲击强度在15kJ/m2以上且拉伸强度在25Mpa以上的粉料。
优化的方案为：所述空心玻璃微珠采用2000目以上的经表面偶联处理的空心玻璃微珠。
优化的方案为：所述相容剂采用马来酸酐接枝聚丙烯相容剂。
优化的方案为：所述润滑剂采用硬酯酸钙、氧化锌或PE蜡。
优化的方案为：所述抗氧剂采用1010与亚磷酸酯复配体系。
优化的方案为：所述阻燃剂采用磷-氮体系或溴-锑复配体系。
上述电力用方形单壁波纹管材料的生产工艺如下：
（1）首先将均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠放入高速混合机混合至90-110℃，排出粉料中所含的水份；
（2）然后将相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂加入上述高速混合机中，与排出水份后的均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠一起混合；
（3）待物料混合至120-130℃后，将物料放入低搅机进行冷却，待温度降至60℃以下即可投入造粒机，并最终通过双螺杆造粒机制得电力用方形单壁波纹管材料。
本发明电力用方形单壁波纹管材料有以下优点：弯曲模量高，可达1500MPa以上；拉伸强度高，可达28MPa以上；耐热性好，维卡温度可达145℃以上；低温性能好，抗冲击破坏性优良，-20℃冲击强度可达10kJ/m2以上；导热性好，导热系数可达0.36以上；阻燃性好，可达V-0级；加工性能好，生产稳定性优良等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行详细的说明。
一种电力用方形单壁波纹管材料，包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料50～80份；
嵌段共聚聚丙烯粉料10～25份；
空心玻璃微珠3～12份；
相容剂3～8份；
增韧剂3～8份；
润滑剂0.1～1.5份；
抗氧剂0.1～1.2份；
阻燃剂5～15份；
紫外线吸收剂0.05～0.5份。
所述均聚聚丙烯粉料作为主要基材，采用熔体流动速率为0.3～0.8g/10min的管材级粉料，要求弯曲弹性模量在1600MPa以上，23℃冲击强度在15kJ/m2以上，拉伸强度在30Mpa以上。
所述嵌段共聚聚丙烯粉料作为增韧材料，与均聚聚丙烯粉料复配使用，采用熔体流动速率为0.3～1.0g/10min的粉料，要求弯曲弹性模量在1200MPa以上，-20℃缺口冲击强度在15kJ/m2以上，拉伸强度在25Mpa以上。
所述空心玻璃微珠采用2000目以上的经表面偶联处理的空心玻璃微珠；作为增强材料和导热材料，均匀的分散在上述聚丙烯基料中，提升聚丙烯材料的拉伸强度、弯曲模量、耐热性、导热性、降低材料收缩率，同时也作为阻燃协效剂，改善材料的阻燃效果。
所述相容剂采用马来酸酐接枝聚丙烯相容剂；具有与无机物和有机物进行结合的反应性基团，可改善空心玻璃微珠的表面性能，在空心玻璃微珠表面形成包覆膜，使之与聚丙烯材料能够完全相容，改善物料的分散性和粘合性。
所述增韧剂一般采用对阻燃影响较小但低温性能优良的EPDM（三元乙丙橡胶）；起到抗冲击的作用，改善材料的低温性能，以免材料因加入空心玻璃微珠增强和均聚聚丙烯进行改性后，刚韧性失衡。
所述润滑剂采用硬酯酸钙、氧化锌或PE蜡等；起到高聚物在熔融过程中提高各组分分散性、降低设备磨损的作用。
所述抗氧剂采用1010与亚磷酸酯复配体系，起到保护材料或制品在受热、氧的影响下不至于降解的作用，1010与亚磷酸酯复配体系为市售的；其比例为1：1。
所述阻燃剂采用磷-氮体系或溴-锑复配体系，起到在材料着火后生成结晶水、吸收热量、提高成碳性、阻隔氧气、从而提高材料阻燃性能的作用；磷-氮体系和溴-锑复配体系均为市售的，其比例一般为3：2。
所述紫外线吸收剂起到保护制品在室外放置时不受紫外线的破坏、提高制品的耐候性能，采用UV-944。
本发明最佳实施例一如下：电力用方形单壁波纹管材料包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料55份；
嵌段共聚聚丙烯粉料15份；
空心玻璃微珠10份；
相容剂5份；
增韧剂5份；
润滑剂1.3份；
抗氧剂0.5份；
阻燃剂8份；
紫外线吸收剂0.2份。
本发明最佳实施例二如下：电力用方形单壁波纹管材料包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料60份；
嵌段共聚聚丙烯粉料12份；
空心玻璃微珠8份；
相容剂4份；
增韧剂7.4份；
润滑剂1.0份；
抗氧剂0.45份；
阻燃剂7份；
紫外线吸收剂0.15份。
本发明最佳实施例三如下：电力用方形单壁波纹管材料包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料62份；
嵌段共聚聚丙烯粉料9份；
空心玻璃微珠10份；
相容剂5份；
增韧剂6份；
润滑剂0.8份；
抗氧剂0.5份；
阻燃剂6.5份；
紫外线吸收剂0.2份。
上述三个最佳实施例的电力用方形单壁波纹管材料的性能数据如下表：
本发明电力用方形单壁波纹管材料的生产工艺如下：
（1）首先将均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠放入高速混合机混合至90-110℃，最优为100℃，排出粉料中所含的水份；
（2）然后将相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂分别加入上述高速混合机中，与排出水份后的均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠一起混合；
（3）待物料混合至120-130℃后，最优为125℃，将物料放入低搅机进行冷却，待温度降至60℃以下即可投入造粒机，并最终通过双螺杆造粒机制得电力用方形单壁波纹管材料。
本发明电力用方形单壁波纹管材料有以下优点：1、弯曲模量高，可达1500MPa以上；2、拉伸强度高，可达28MPa以上；3、耐热性好，维卡温度可达145℃以上；4、低温性能好，抗冲击破坏性优良，-20℃冲击强度可达10kJ/m2以上；5、导热性好，导热系数可达0.36以上；6、阻燃性好，可达V-0级；7、加工性能好，生产稳定性优良。
Claims (8)
1.一种电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于包括以下重量份的组分：
均聚聚丙烯粉料50～80份；
嵌段共聚聚丙烯粉料10～25份；
空心玻璃微珠3～12份；
相容剂3～8份；
增韧剂3～8份；
润滑剂0.1～1.5份；
抗氧剂0.1～1.2份；
阻燃剂5～15份；
紫外线吸收剂0.05～0.5份；
所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～0.8g/10min、弯曲弹性模量在1600MPa以上、23℃冲击强度在15kJ/㎡以上且拉伸强度在30Mpa以上的管材级粉料；
所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～1.0g/10min、弯曲弹性模量在1200MPa以上、-20℃缺口冲击强度在15kJ/㎡以上且拉伸强度在25Mpa以上的粉料。
2.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述各组分的重量份为：
均聚聚丙烯粉料60份；
嵌段共聚聚丙烯粉料12份；
空心玻璃微珠8份；
相容剂4份；
增韧剂7.4份；
润滑剂1.0份；
抗氧剂0.45份；
阻燃剂7份；
紫外线吸收剂0.15份。
3.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述空心玻璃微珠采用2000目以上的经表面偶联处理的空心玻璃微珠。
4.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述相容剂采用马来酸酐接枝聚丙烯相容剂。
5.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述润滑剂采用硬酯酸钙、氧化锌或PE蜡。
6.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述抗氧剂采用1010与亚磷酸酯复配体系。
7.根据权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料，其特征在于：所述阻燃剂采用磷-氮体系或溴-锑复配体系。
8.一种权利要求1所述的电力用方形单壁波纹管材料的生产工艺，其特征在于包括以下的步骤：
(1)首先将均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠放入高速混合机混合至90-110℃，排出粉料中所含的水份；
(2)然后将相容剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、阻燃剂、紫外线吸收剂加入上述高速混合机中，与排出水份后的均聚聚丙烯粉料、嵌段共聚聚丙烯粉料和空心玻璃微珠一起混合；
(3)待物料混合至120-130℃后，将物料放入低搅机进行冷却，待温度降至60℃以下即可投入造粒机，并最终通过双螺杆造粒机制得电力用方形单壁波纹管材料。
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