CN105802094A - 一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管及其制备方法 - Google Patents

一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管及其制备方法，一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管包括外层和内层，所述波纹状的外层配方为：氯化聚氯乙烯50～60%、聚氯乙烯25～30%、轻质碳酸钙1～5%、重质碳酸钙 0.5～1%、稳定剂 4～8%、聚乙烯蜡1～2%、 ACR加工助剂1～2%、氯化聚乙烯1～5%；所述波纹状的内层的配方为：氯化聚氯乙烯25～30%、聚氯乙烯50～55%、轻质碳酸钙10～15%、重质碳酸钙0.5～1%、稳定剂4～8%、聚乙烯蜡1～2%、ACR加工助剂4～5%。本发明具有拉伸强度高，环刚度高，耐热性好，散热性好且阻燃性好，能够满足非开挖施工要求。

Description

一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆保护管及其制备方法，尤其涉及一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管及其制备方法。
背景技术
目前聚氯乙烯电缆保护管分为两种：一种是以聚氯乙烯（PVC）为主要原材料制备出的电缆保护管；另一种是以氯化聚氯乙烯（CPVC）为主要原材料制备出的电缆保护管。聚氯乙烯（PVC）电缆保护管较氯化聚氯乙烯（CPVC）电缆保护管存在以下劣势：1、耐热性差，维卡软化点温度只能达到80℃，而氯化聚氯乙烯（CPVC）电缆保护管的维卡软化点温度可以达到93℃；2、阻燃性适中，氧指数可达到48，而氯化聚氯乙烯（CPVC）电缆保护管的氧指数可达到60。但是聚氯乙烯（PVC）电缆保护管具有良好的拉伸和压缩强度，环刚度可达到32kPa，而相同壁厚的氯化聚氯乙烯（CPVC）电缆保护管的环刚度仅达到16kPa。
市场上聚氯乙烯电缆保护管多采用实壁管结构，采用承插式连接方式，管材无法牢固连接，故在非开挖施工中无法应用，施工有局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种拉伸强度高，环刚度高，耐热性好，导热性好、阻燃性好且摩擦阻力小的能够满足非开挖施工要求的改性氯化聚氯乙烯电缆保护管。
本发明是这样实现的：一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，包括外层和内层，其特征在于：所述外层和内层均呈波纹状，均由波峰和波谷交替连接而成，波峰为相对纵向轴线圆弧向外的倒“U”形结构，波谷为相对纵向轴线圆弧向内的“U”形结构；所述内层的波峰和波谷分别与外层的波峰和波谷重合，并通过热熔熔接在一起。所述外层是采用阻燃增韧改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状外层，它是由下述质量百分比配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）50～60%
聚氯乙烯（PVC）25～30%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）1～5%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5～1%
稳定剂4～8%
聚乙烯蜡（PE蜡）1～2%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）1～2%
氯化聚乙烯（CPE）1～5%；
所述外层是由下述质量百分比优选配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）56%
聚氯乙烯（PVC）28%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）3%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%
氯化聚乙烯（CPE）4%。
所述内层是采用阻燃增强改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状内层，它是由下述质量百分比配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）25～30%
聚氯乙烯（PVC）50～55%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）10～15%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5～1%
稳定剂4～8%
聚乙烯蜡（PE蜡）1～2%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）4～5%；
所述内层是由下述质量百分比优选配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）26%
聚氯乙烯（PVC）53%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）13%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%。
本发明所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管的制备方法，包括如下步骤：
1）将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）、氯化聚乙烯（CPE）按（50～60）︰（25～30）︰（1～5）︰（0.5～1）︰（4～8）︰（1～2）︰（1～2）︰（1～5）质量百分比称重后，经高速混合机充分搅拌混合，通过单螺杆挤出机挤出外层；同时，将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）按（25～30）︰（50～55）︰（10～15）︰（0.5～1）︰（4～8）︰（1～2）︰（4～5）质量百分比称重后，经高速混合机充分搅拌混合，通过另一台单螺杆挤出机挤出内层；
2）经双层共挤模具在真空的作用下将外层和内层相粘合；
3）通过喷淋冷却水将外层和内层冷却成型，形成一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管；
4）通过牵引机的牵引将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管连续稳定的牵引出来；
5）通过切割机将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管定长切割，便于包装、运输。
一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，其特征是：高速混合机的拌和温度控制在100~130℃，拌合时间为0.5～1小时，双层共挤模具的真空度控制在0.02~0.05MPa，冷却水的水温控制在30~45℃，牵引力压强控制在0.02~0.05MPa。
具体地说，本发明的目的是这样实现的，先将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）、氯化聚乙烯（CPE）按质量比例称重后，经高速混合机充分搅拌混合，同时，将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）按26︰53︰13︰0.5︰5︰1.5︰2质量比例称重后，经另一台高速混合机充分搅拌混合，拌和温度都控制在100~130℃，充分拌合0.5～1小时，将拌合好的混合料分别通过两台单螺杆挤出机挤出外层和内层，温度都控制在180~220℃；然后经双层共挤模具在真空的作用下将外层和内层相粘合，真空度控制在0.02~0.05MPa；再通过喷淋冷却水将外层和内层冷却成型，冷却水温控制在30~45℃，形成一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管；通过牵引机的牵引将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管连续稳定的牵引出来，牵引力压强控制在0.02~0.05MPa；最后通过切割机将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管定长切割，便于包装、运输。
上述配方中，1）氯化聚氯乙烯（CPVC）的氯含量可达65%以上，阻燃性好；2）轻质碳酸钙（轻质CaCO3）为2500目，起增韧增强作用；3）重质碳酸钙（重质CaCO3）熔点140℃以上，起润滑作用；4）聚乙烯蜡（PE蜡）熔点110℃以上，起润滑作用；5）丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）用于改善熔体强度，增强塑化效果；6）氯化聚乙烯（CPE）起增韧的作用。7）稳定剂采用复合铅稳定剂，铅含量32%以上，确保聚氯乙烯（PVC）稳定，不降解。
本发明有如下优点：
1、环刚度：因采用波纹结构，波峰相对纵向轴线圆弧向外的倒“U”型结构起到了支撑的作用，使管材抗压性能大大提高，环刚度可达50kPa以上，拉伸强度可达40Mpa以上；
2、阻燃性：阻燃等级可达V-0以上；
3、导热性：因波纹结构，有同等长度时，管材的总体散热面积相当于实壁管的2倍；
4、节省材料：因“U”形及倒“U”形结构，相比实壁管材，在达到同等强度时，可降低材料用量，在成本方面亦有明显优势；
5、施工性能：因管材内壁与电缆为点接触，降低了与电缆的接触面积，使电缆在穿越时更省力，效率更高，同时因管材可用于非开挖领域，能够大大降低因开挖造成的施工影响及工程造价。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的剖视结构示意图。
图2是本发明的外层剖视结构示意图。
图3是本发明的内层剖视结构示意图。
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。
请参阅图1、图2和图3所示，本发明所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，包括外层1和内层2，其特征在于：所述外层1和内层2均呈波纹状，均由波峰3和波谷4交替连接而成，波峰3为相对纵向轴线圆弧向外的倒“U”形结构，波谷4为相对纵向轴线圆弧向内的“U”形结构；所述内层2的波峰3和波谷4分别与外层1的波峰3和波谷4重合，并通过热熔熔接在一起。
所述外层1是采用阻燃增韧改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状外层，它由下述质量百分比配比的原材料优选配比制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）56%
聚氯乙烯（PVC）28%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）3%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%
氯化聚乙烯（CPE）4%。
所述内层2是采用阻燃增强改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状内层，它由下述质量百分比配比的原材料优选配比制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）26%
聚氯乙烯（PVC）53%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）13%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%。
所述波纹结构的波高H为8～50mm，波距L为10～55mm。
所述外层1厚度为2～5mm，采用阻燃增韧氯化聚氯乙烯材料，可抵御运输过程中的磕碰或是运行中地表轻微层降造成的管材破裂。
所述内层2厚度为1～3mm，采用阻燃增强氯化聚氯乙烯材料，可极大提高管材的抗压强度。
本发明所述下述实例的配方中，1）氯化聚氯乙烯（CPVC），型号为J-700，选自山东高信化学股份有限公司；2）聚氯乙烯（PVC）型号为SG-5，选自山东齐鲁石化有限公司；3）重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）均选自广东炜林纳新材料科技股份有限公司；4）丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）和氯化聚乙烯（CPE）选自潍坊亚星化学股份有限公司。
本实例将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）、氯化聚乙烯（CPE）按56︰28︰3︰0.5︰5︰1.5︰2︰4质量比例称重后，经高速混合机充分搅拌混合，拌和温度控制在100℃，充分拌合0.5小时，通过单螺杆挤出机挤出外层，温度控制范围为180~220℃，同时，将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）按26︰53︰13︰0.5︰5︰1.5︰2质量比例称重后，经高速混合机充分搅拌混合，拌和温度控制在100℃，充分拌合0.5小时，通过另一台单螺杆挤出机挤出内层；然后经双层共挤模具在真空的作用下将外层和内层相粘合，真空度控制在0.02MPa；再通过喷淋冷却水将外层和内层冷却成型，冷却水温控制在30℃，形成一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管；再通过牵引机的牵引将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管连续稳定的牵引出来，牵引力压强控制在0.02MPa；最后通过切割机将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管定长切割，便于包装、运输，经测试，由上述方法制备的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管环刚度可达50kPa以上，拉伸强度可达40Mpa以上；阻燃性：阻燃等级可达V-0以上。

Claims (10)

1.一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，包括外层和内层，其特征在于：所述外层和内层均呈波纹状，且均由波峰和波谷交替连接而成，波峰为相对纵向轴线圆弧向外的倒“U”形结构，波谷为相对纵向轴线圆弧向内的“U”形结构；所述内层的波峰和波谷分别与外层的波峰和波谷重合，并通过热熔熔接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，其特征是：所述外层是采用阻燃增韧改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状外层，它是由下述质量百分比配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）50～60%
聚氯乙烯（PVC）25～30%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）1～5%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5～1%
稳定剂4～8%
聚乙烯蜡（PE蜡）1～2%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）1～2%
氯化聚乙烯（CPE）1～5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，其特征是：所述外层是由下述质量百分比优选配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）56%
聚氯乙烯（PVC）28%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）3%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%
氯化聚乙烯（CPE）4%。
4.根据权利要求1所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材，其特征是：所述内层是采用阻燃增强改性氯化聚氯乙烯材料制成的波纹状内层，它是由下述质量百分比配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）25～30%
聚氯乙烯（PVC）50～55%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）10～15%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5～1%
稳定剂4～8%
聚乙烯蜡（PE蜡）1～2%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）4～5%。
5.根据权利要求1或4所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管，其特征是：所述内层是由下述质量百分比优选配比的原材料制成：
氯化聚氯乙烯（CPVC）26%
聚氯乙烯（PVC）53%
轻质碳酸钙（轻质CaCO3）13%
重质碳酸钙（重质CaCO3）0.5%
稳定剂5%
聚乙烯蜡（PE蜡）1.5%
丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）2%。
6.一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，包括如下步骤：
1）将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）、氯化聚乙烯（CPE）按（50～60）︰（25～30）︰（1～5）︰（0.5～1）︰（4～8）︰（1～2）︰（1～2）︰（1～5）质量百分比称重后，经高速混合机充分搅拌混合，通过单螺杆挤出机挤出外层；同时，将氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚氯乙烯（PVC）、轻质碳酸钙（轻质CaCO3）、重质碳酸钙（重质CaCO3）、稳定剂、聚乙烯蜡（PE蜡）、丙烯酸酯类加工助剂（ACR加工助剂）按（25～30）︰（50～55）︰（10～15）︰（0.5～1）︰（4～8）︰（1～2）︰（4～5）质量百分比称重后，经高速混合机充分搅拌混合，通过另一台单螺杆挤出机挤出内层；
2）经双层共挤模具在真空的作用下将外层和内层相粘合；
3）通过喷淋冷却水将外层和内层冷却成型，形成一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管；
4）通过牵引机的牵引将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材连续稳定的牵引出来；
5）通过切割机将一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材定长切割，便于包装、运输。
7.根据权利要求6所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，其特征是：高速混合机的拌和温度控制在100~130℃，拌合时间为0.5～1小时。
8.根据权利要求6所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，其特征是：双层共挤模具的真空度控制在0.02~0.05MPa。
9.根据权利要求6所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，其特征是：冷却水的水温控制在30~45℃。
10.根据权利要求6所述的一种改性氯化聚氯乙烯电缆保护双层波纹管材的制备方法，其特征是：牵引力压强控制在0.02~0.05MPa。
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