CN104004318B - 一种塑料电缆井 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料电缆井。该塑料电缆井由底板、U型部件和插板组装而成，井体高度可通过增加或减少U型部件和插板来调整，所述底板、U型部件和插板由聚甲醛树脂材料制备，和所述聚甲醛树脂材料的原料重量配比为：聚甲醛树脂100-120份，复合改性颗粒30-50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，甲醛吸收剂0.1-1份，抗氧剂0.2-0.6份。该电缆井为组装结构，易于加工制造，降低生产成本，且便于运输、搬运，施工简便，降低施工成本。

Description

一种塑料电缆井

技术领域

本发明涉及一种塑料电缆井，尤其涉及一种聚甲醛基增韧改性材料制备的电缆井。

背景技术

在电缆管道系统中，电缆井是一种必须的构筑物，其具有连接管道、检查维护电缆等重要作用。一般分为人孔井和手孔井。人孔井比较大，人可以下到井里面进行施工操作。手孔井一般比较小，只有手可以伸进去进行操作，一般都是用于分支线路上，而且井内所穿过的电缆不多，主要的作用是做一个室外的过渡作用，用于暗敷时，方便穿线。

传统的混凝土管道人孔，一种是采用红砖砌筑，砌筑点多，抗渗性能控制较差。另一种是采用普通水泥压制砖，每块尺寸与红砖基本相同，但是强度和抗渗性能也很差，另外，压制砖主材为石粉，耐腐蚀差，容易形成内壁脱落，使用寿命短。在砌筑过程中，每层砖与砖之间的砂浆，在动荷载的作用下，易脱落形成黑眼圈。安装时需要人工在地下进行人孔地基处理，同时，装配容易造成人孔内壁水泥涂层、砖块脱落，管线不容易安装到位，增加施工难度，处理不好会出现渗水的情况，并且，易受外界环境因素等影响致使人孔结构受损，影响电缆的正常工作。且由于电缆布线和电缆井都是沿道路两侧设置，所以这样的电缆井一旦损坏还影响城市道路交通通畅，也不利于地下水资源的保护。

因此，亟需一种新型材料制备的电缆井来改善传统电缆井带来的不利影响。

聚甲醛（POM）是一种高结晶度的热塑性工程塑料，由于其具有优异的机械性能、耐化学试剂和耐摩擦，其抗蠕变性能好、吸水率低、尺寸稳定性好和耐疲劳性优异，被列为三大工程塑料之一。聚甲醛在电子电气、汽车工业、精密仪器、机械、化工、建筑等工业领域有着广泛的应用。

聚甲醛分子链结构规整度好，分子链柔顺，结晶度高，但在成型加工时收缩率大，内应力大，做大型部件时非常容易发生翘曲变形，难以适应现代工业精密部件成型的要求，只能使用小部件和制品，极大的限制了聚甲醛的用途和应用领域。随着聚甲醛在国民经济中的广泛使用，对聚甲醛的刚性提出了更高的要求。在对聚甲醛进行高刚性化的研究中，往往对聚甲醛进行复合增强，以满足各种特殊用途的使用要求。

填充改性是通过将某种或几种材料加入聚合物材料中来改善改聚合物的机械性能和热性能或同时降低材料的成本。用于聚合物材料填充改性的主要有无机矿物填料和纤维材料等。大部分无机矿物填料既能够提高材料的物理机械性能又可以大幅度降低材料的生产成本；一些纤维填充材料可以同时提高聚合物基体的机械性能和热性能。填充改性的主要方法有原位聚合法和熔融共混法等随着聚合物填充改性技术的不断发展，用于塑料填充改性的无机粒子种类越来越多，应用于聚乙烯改性的填料种类也在不断增加。无机填料按化学组成可以分为氧化物、氢氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等。某些填充材料还具有导电性、磁性、阻燃性等特殊功能，将其对聚合物进行填充改性时，不仅能够改善基体材料的机械性能与热性能还能赋予材料一些独特的特殊功能。

已知填料结构对复合材料的性能有着显著的影响，主要与填料的形状、粒径和粒径分布等有关。

没有文献记载采用复合颗粒改性的聚甲醛树脂来制备电缆井，也没有文献就电缆井构件的需求对聚甲醛树脂材料进行研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种重量轻，搬运安装速度快，施工工期短，耐酸碱腐蚀性好，使用寿命长，可回收循环利用，符合国家可持续发展的基本国策，有着巨大的社会效益的塑料电缆井。

本发明的技术方案如下：

一种塑料电缆井，由底板、U型部件和插板组装而成，井体高度可通过增加或减少U型部件和加长插板来调整，其特征在于，所述底板、U型部件和插板由聚甲醛树脂材料制备，和所述聚甲醛树脂材料的原料重量配比为：聚甲醛树脂100-120份，复合改性颗粒30-50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，甲醛吸收剂0.1-1份，抗氧剂0.2-0.6份。

所述复合改性颗粒由碳化硅晶片、纳米碳酸钙、铅粉和粘结剂组成，所述纳米碳酸钙和铅粉颗粒通过粘结剂粘结在碳化硅晶片上；其中，碳化硅晶片10-20份，纳米碳酸钙  5-10份，铅粉 10-15份，粘结剂 5份。

粘结剂选自选铝、钙、锂、镁、钛、锌和锆的脂肪酸盐，在高于60℃低于160℃的温度下软化或部分熔融。

甲醛吸收剂选自三聚氰胺、密胺树脂、聚酰胺树脂中的一种或两种以上的组合。

抗氧剂选自β-（4-羟基苯基-3，5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯或者它们的混合物。

所述聚甲醛树脂材料按照下述步骤制备：

①将粘结剂在高于60℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在碳化硅晶片表面成膜，加入纳米碳酸钙颗粒和铅粉颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；

②将聚甲醛树脂、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混；

③将乙撑双硬脂酰胺、甲醛吸收剂、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；

④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。

粘结剂在低于60℃的温度下软化或部分熔融，将会不利于聚甲醛树脂材料热稳定性能的提高；在高于160℃的温度下软化或部分熔融，则容易在在制备复合改性颗粒时造成颗粒的团聚，不利于颗粒在聚甲醛树脂材料中的均匀分布。

复合改性颗粒既能克服选择大粒径粒子在基体内形成的缺陷，又能减少无机颗粒的团聚现象，保证了聚甲醛树脂材料性能的一致性。

本发明的有益效果是：

该电缆井为组装结构，易于加工制造，降低生产成本，且便于运输、搬运，施工简便，降低施工成本。各部件上都有多个定位孔和定位柱，定位后在利用螺栓等固定。方形构造四角采用R角设计，避免应力集中。根据电缆管道数量，间距在井体上开孔，管道与井体采用橡胶密封圈密封，施工速度快，密封效果好。可回收循环利用，经济环保。

复合颗粒改性的聚甲醛树脂材料，保持了聚甲醛树脂的成形性能好、表面质量高、组织致密、强度高、抗腐蚀性高等特点，同时，无机改性填料以复合颗粒的形式均匀的分布在聚甲醛树脂材料中，保证了聚甲醛树脂材料性能的一致性，减少各组分由于密度不同所造成的偏析。复合颗粒改善了聚甲醛树脂与无机颗粒之间的相容性，使两相结合力提高，能有效的在两相之间传递和分配应力和应变。碳化硅晶片与纳米颗粒的复合，同时起到了增强与增韧作用。此外，铅粉颗粒提高材料的传热性、摩擦磨损性能、尺寸稳定性和抗蠕变性。纳米碳酸钙减少了聚甲醛树脂材料中的空洞，使基体的应力集中发生改变，从而有效提高了材料的拉伸轻度和冲击强度。

本发明由复合颗粒改性的聚甲醛树脂材料制备的电缆井，经久耐用，大大降低了它的更换费用和维护费用，且不会对人类社会和自然环境造成危害。

附图说明

     图1是本发明塑料电缆井的整体结构示意图；

图2是本发明U型部件的结构示意图；

图3是本发明插板部件的结构示意图；

图4是本发明底板部件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

参见图1-4，所述电缆井由底板1、U型部件2和插板3组成，底板1、U型部件2和插板3上分布有多个定位柱5、定位孔6和螺栓孔4，定位后利用螺栓固定。井体高度可通过增加或减少U型部件和加长插板来调整；方形构造四角采用R角设计，避免应力集中；底板1、U型部件2和插板3上具有密封条凹槽7。

实施例1

聚甲醛树脂100份，复合改性颗粒30份，乙撑双硬脂酰胺8份，甲醛吸收剂0.5份，抗氧剂0.2份。

所述复合改性颗粒由碳化硅晶片、纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒和粘结剂组成，所述纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒通过粘结剂粘结在碳化硅晶片上；其中，碳化硅晶片10份，纳米碳酸钙  5份，铅粉 10份，粘结剂 5份。

粘结剂为脂肪酸锌；抗氧剂为四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯。

按照下述步骤制备所述复合颗粒改性聚甲醛树脂材料：

①将粘结剂在高于60℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在碳化硅晶片表面成膜，加入纳米碳酸钙颗粒和铅粉颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；

②将聚甲醛树脂、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混；

③将乙撑双硬脂酰胺、甲醛吸收剂、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；

④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。

实施例2

聚甲醛树脂120份，复合改性颗粒50份，乙撑双硬脂酰胺14份，甲醛吸收剂0.9份，抗氧剂0.6份。

所述复合改性颗粒由碳化硅晶片、纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒和粘结剂组成，所述纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒通过粘结剂粘结在碳化硅晶片上；其中，碳化硅晶片20份，纳米碳酸钙 10份，铅粉  15份，粘结剂 5份。

粘结剂为脂肪酸镁；抗氧剂为β-（4-羟基苯基-3，5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯。

工艺步骤同实施例1。

实施例3

聚甲醛树脂110份，复合改性颗粒40份，乙撑双硬脂酰胺10份，甲醛吸收剂0.8份，抗氧剂0.5份。

所述复合改性颗粒由碳化硅晶片、纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒和粘结剂组成，所述纳米碳酸钙颗粒、铅粉颗粒通过粘结剂粘结碳化硅晶片上；其中，碳化硅晶片20份，纳米碳酸钙  5份，铅粉10份，粘结剂 5份。

粘结剂选自选脂肪酸钙。抗氧剂选自四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种塑料电缆井，由底板、U型部件和插板组装而成，井体高度可通过增加或减少U型部件和插板来调整，其特征在于，所述底板、U型部件和插板由聚甲醛树脂材料制备，和所述聚甲醛树脂材料的原料重量配比为：聚甲醛树脂100-120份，复合改性颗粒30-50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，甲醛吸收剂0.1-1份，抗氧剂0.2-0.6份；所述复合改性颗粒由碳化硅晶片、纳米碳酸钙、铅粉和粘结剂组成，所述纳米碳酸钙和铅粉颗粒通过粘结剂粘结在碳化硅晶片上；其中，碳化硅晶片10-20份，纳米碳酸钙5-10份，铅粉10-15份，粘结剂5份；所述粘结剂选自铝、钙、锂、镁、钛、锌和锆的脂肪酸盐，在高于60℃低于160℃的温度下软化或部分熔融；所述甲醛吸收剂选自三聚氰胺、密胺树脂、聚酰胺树脂中的一种或两种以上的组合。

2.如权利要求1所述塑料电缆井，其特征在于：抗氧剂选自β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或者它们的混合物。

3.如权利要求1所述塑料电缆井，其特征在于，所述底板、U型部件和插板上均具有多个定位孔、定位柱和螺栓孔。

4.如权利要求1所述塑料电缆井，其特征在于，所述底板、U型部件和插板上均具有密封条凹槽。

5.如权利要求1-2所述塑料电缆井，其采用的聚甲醛树脂材料按照下述步骤制备：

①将粘结剂在高于60℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在碳化硅晶片表面成膜，加入纳米碳酸钙颗粒和铅粉颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；

②将聚甲醛树脂、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混；

③将乙撑双硬脂酰胺、甲醛吸收剂、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；

④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。