CN103421267A - 一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料 - Google Patents

一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种工业用管材料，尤其是一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料，包括以下重量份的组分：嵌段共聚聚丙烯粉料50～70份；均聚聚丙烯粉料20～50份；滑石粉5～10份；增韧剂2～8份；偶联剂0.1～0.5份；润滑剂0.2～0.8份；抗氧剂0.2～0.8份。本发明电力用非开挖改性聚丙烯管材料，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

一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料
技术领域
本发明涉及一种工业用塑料管材料配方，尤其涉及一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料。
背景技术
目前电力用非开挖管材一般采用HDPE（高密度聚乙烯）和PP-B（嵌段共聚聚丙烯），此两种材料均为普通通用料，未进行针对性的改性，不能适用于电力用改性聚丙烯管材的使用要求，具有如下缺点：
HDPE管材采用普通HDPE管材料制成，存在如下的缺点：1、维卡温度低，耐热性差，约80℃左右；2、拉伸强度低，约18MPa左右；3、弯曲模量低，800MPa以下；4、导热系数较低，一般为0.23～0.25，容易在电缆的运行过程中产生热量聚集，影响电缆的安全运行；5、加工性较差，易产生粘模，需经常停机清理。
PP-B管材采用普通PP-B原料制成，因此存在如下缺点：1、弯曲模量低，一般为900～1100MPa；2、拉伸强度较低，一般为22MPa左右；3、维卡温度相对较低，一般为135℃以下；4、低温冲击韧性较差，-20℃冲击强度为5kJ/m2左右；5、导热系数较低，一般为0.25～0.28，容易在电缆的运行过程中产生热量聚集，影响电缆的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料，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、生产稳定性好的特点。
本发明是这样实现的：一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料，包括以下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  50～70份；
均聚聚丙烯粉料  20～50份；
滑石粉  5～10份；
增韧剂  2～8份；
偶联剂  0.1～0.5份；
润滑剂  0.2～0.8份；
抗氧剂  0.2～0.8份。
优化的方案为：所述电力用非开挖改性聚丙烯管材料各组分的重量份为：
嵌段共聚聚丙烯粉料  60份；
均聚聚丙烯粉料  30份；
滑石粉  4份；
增韧剂  5份；
偶联剂  0.2份；
润滑剂  0.4份；
抗氧剂  0.4份。
优化的方案为：所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～0.5g/10min、弯曲弹性模量在1100MPa以上、-20℃冲击强度在12kJ/m2以上且拉伸强度在24Mpa以上的管材级粉料。
优化的方案为：所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.5～1.0g/10min、弯曲弹性模量在1700MPa以上、23℃缺口冲击强度在10kJ/m2以上且拉伸强度在32Mpa以上的管材级或片材级粉料。
优化的方案为：所述滑石粉采用2000目以上硅含量大于40%滑石粉。
优化的方案为：所述增韧剂为POE（聚烯烃弹性体）或EPDM（三元乙丙橡胶）。
优化的方案为：所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
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。
上述电力用非开挖改性聚丙烯管材料的生产工艺如下：
（1）对滑石粉进行表面处理：将滑石粉、偶联剂放入高速混合机混合至90-110℃，排出滑石粉中所含的水份；
（2）将嵌段共聚聚丙烯粉料、均聚聚丙烯粉料、增韧剂、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混合机与上述经表面处理后的滑石粉进行混合；
（3）待上述物料混合至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非开挖改性聚丙烯管材料。
本发明电力用非开挖改性聚丙烯管材料有如下优点：弯曲模量高，可达1400MPa以上；拉伸强度高，可达27MPa以上；耐热性好，维卡温度可达150℃以上；低温性能好，抗冲击破坏性优良，-20℃冲击强度可达12kJ/m2以上；导热性好，导热系数可达0.36以上；加工性能好，生产稳定，不会出现口模粘料现象。
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。
一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料，包括以下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  50～70份；
均聚聚丙烯粉料  20～50份；
滑石粉  5～10份；
增韧剂  2～8份；
偶联剂  0.1～0.5份；
润滑剂  0.2～0.8份；
抗氧剂  0.2～0.8份。
所述嵌段共聚聚丙烯粉料作为主要基材，采用熔体流动速率为0.3～0.5g/10min的管材级粉料，要求弯曲弹性模量在1100MPa以上，-20℃冲击强度在12kJ/m2以上，拉伸强度在24Mpa以上。
所述均聚聚丙烯粉料作为辅助基材，与嵌段共聚聚丙烯粉料互为搭配，采用熔体流动速率为0.5～1.0g/10min的管材级或片材级粉料，要求弯曲弹性模量在1700MPa以上，23℃缺口冲击强度在10kJ/m2以上，拉伸强度在32Mpa以上。
所述滑石粉作为增强剂，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，采用2000目以上硅含量大于40%滑石粉。
所述增韧剂起到抗冲击的作用，确保材料的低温性能，以免材料因加入滑石粉增强和均聚聚丙烯进行改性后，刚韧性失衡，一般为POE（聚烯烃弹性体）或EPDM（三元乙丙橡胶）。
所述偶联剂采用硅烷偶联剂，具有与无机物和有机物进行结合的反应性基团，可改善滑石粉的表面性能，在滑石粉表面形成包覆膜，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。
本发明最佳实施例一如下：电力用非开挖改性聚丙烯管材料包括如下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  60份；
均聚聚丙烯粉料  30份；
滑石粉  4份；
增韧剂 5份；
偶联剂  0.2份；
润滑剂  0.4份；
抗氧剂  0.4份。
本发明最佳实施例二如下：电力用非开挖改性聚丙烯管材料包括以下下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  62份；
均聚聚丙烯粉料  25份；
滑石粉  6份；
增韧剂  6份；
偶联剂  0.25份；
润滑剂  0.4份；
抗氧剂  0.35份。
本发明最佳实施例三如下：电力用非开挖改性聚丙烯管材料包括以下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  65份；
均聚聚丙烯粉料  21份；
滑石粉  8份；
增韧剂  5份；
偶联剂  0.2份；
润滑剂  0.5份；
抗氧剂  0.3份。
上述三个最佳实施例电力用非开挖改性聚丙烯管材料的性能数据如下表：
Figure BDA00003535403600051
本发明电力用非开挖改性聚丙烯管材料的生产工艺如下：
（1）对滑石粉进行表面处理：将滑石粉、偶联剂放入高速混合机混合至90-110℃，最优为100℃，排出滑石粉中所含的水份；
（2）将嵌段共聚聚丙烯粉料、均聚聚丙烯粉料、增韧剂、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混合机与上述经表面处理后的滑石粉进行混合；
（3）待上述物料混合至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非开挖改性聚丙烯管材料。
本发明电力用非开挖改性聚丙烯管材料有如下优点：1、弯曲模量高，可达1400MPa以上；2、拉伸强度高，可达27MPa以上；3、耐热性好，维卡温度可达150℃以上；4、低温性能好，抗冲击破坏性优良，-20℃冲击强度可达12kJ/m2以上；5、导热性好，导热系数可达0.36以上；6、加工性能好，生产稳定，不会出现口模粘料现象。

Claims (10)

1.一种电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于包括以下重量份的组分：
嵌段共聚聚丙烯粉料  50～70份；
均聚聚丙烯粉料  20～50份；
滑石粉  5～10份；
增韧剂  2～8份；
偶联剂  0.1～0.5份；
润滑剂  0.2～0.8份；
抗氧剂  0.2～0.8份。
2.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述各组分的重量份为：
嵌段共聚聚丙烯粉料  60份；
均聚聚丙烯粉料  30份；
滑石粉  4份；
增韧剂  5份；
偶联剂  0.2份；
润滑剂  0.4份；
抗氧剂  0.4份。
3.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.3～0.5g/10min、弯曲弹性模量在1100MPa以上、-20℃冲击强度在12kJ/m2以上且拉伸强度在24Mpa以上的管材级粉料。
4.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.5～1.0g/10min、弯曲弹性模量在1700MPa以上、23℃缺口冲击强度在10kJ/m2以上且拉伸强度在32Mpa以上的管材级或片材级粉料。
5.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述滑石粉采用2000目以上硅含量大于40%滑石粉。
6.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述增韧剂为POE或EPDM。
7.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述润滑剂采用硬酯酸钙、氧化锌或PE蜡。
9.根据权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料，其特征在于：所述抗氧剂采用1010与亚磷酸酯复配体系。
10.一种权利要求1所述的电力用非开挖改性聚丙烯管材料的生产工艺，其特征在于包括以下的步骤：
（1）对滑石粉进行表面处理：将滑石粉、偶联剂放入高速混合机混合至90-110℃，排出滑石粉中所含的水份；
（2）将嵌段共聚聚丙烯粉料、均聚聚丙烯粉料、增韧剂、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混合机与上述经表面处理后的滑石粉进行混合；
（3）待上述物料混合至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非开挖改性聚丙烯管材料。
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