CN106118063A - 一种石墨烯增强硅芯管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯增强硅芯管，由以下重量份的原料制备制成：正癸烃190‑200、直链十一碳烯烃65‑75、含氢硅油190‑200、羟基硬脂酸15‑20、氢氧化锂4‑6、PE载体树脂45‑55、色母粒5‑7、高密度聚乙烯60‑70、石墨烯3.6‑4、纳米氧化镧0.3‑0.5、磷酸三苯酯0.2‑0.4、聚乙烯蜡0.6‑0.8、溴化丁基乳液0.4‑0.5、抗氧化剂1680.1‑0.2、甘油1‑2、去离子水适量；本发明制备的电缆阻燃效果好、硬度高、耐磨性好，能够全面的保护光缆、电缆设备，延长使用寿命，降低维修次数，节约成本和资源，值得推广。

Description

一种石墨烯增强硅芯管
技术领域
本发明涉及硅芯管技术领域，尤其涉及一种石墨烯增强硅芯管。
背景技术
21世纪是信息的时代，发展最快的是信息产业，信息的传递中光缆是最重要的通路，因为只有光缆能够以最快的速度传递大量的信息，还不会受干扰、不会失密，中国近几年电讯事业的迅速发展已经跨越了从电缆通讯到光缆的历史发展阶段，从民用到军用，从电话到多媒体都进入光纤通讯时代，相应地也很大的推动了塑料光缆护套管道的发展。光缆通常埋在地下，为有效的保护光缆，通常在光缆外部加一保护套管，在光缆管道化过程中，最先使用的管材为钢管、水泥管、PVC管和双壁波纹管，使用中最大的问题是如何解决穿缆中管道内壁的润滑问题，用上述管材施工时一般采用涂覆润滑剂的办法，即在穿缆前先将液体的润滑剂涂覆在管材内壁，但由于重力的作用，使润滑剂不能均匀分布于管材内壁，且在穿缆时还会被前段干燥的缆线带走，因此在穿缆时无论选用牵引法还是吹起法，润滑问题都直接影响穿缆的长度和速度，采用这些方法都大大增加了人工和资源费用的增加。硅芯管摩擦因素较小，管接头少、施工快捷、不需外加大管保护，大大降低了工程造价，由于内壁硅芯层为永久的固体润滑剂层，摩擦性能保持不变，缆线在管内可反复抽取，不会剥落、脱离，耐老化使用寿命可达50年以上，所以硅芯光缆管得到了广泛的使用。
硅油润滑脂中研究较多者为甲基硅油润滑脂，由于二甲基硅油的稠化性能较差，与有机材料的相容性也差，所以，甲基硅油润滑脂存在润滑性能欠佳等问题，限制了其应用范围。《烃基改性硅油润滑脂的制备及性能研究》一文中诸国建采用含氢硅油与线性α烯烃进行硅氢加成反应，制得烃基改性硅油，再将其与12羟基硬脂酸进行皂化反应，制备出烃基改性硅油润滑脂，结果表明在相近黏度下，烃基改性硅油的油膜强度比甲基硅油的大，润滑性更好，烃基改性硅油的折射率比甲基硅油高，更接近矿油、脂肪及有机物，与它们的相容性更好，透明性更高，但是烧结负荷与甲基硅油接近，没有提高，并且耐候性、耐氧化性和耐溶剂等特性一般，降低了使用领域，为了使硅油润滑脂能够在硅芯管中得到很好的利用，本发明在其基础上对其拓展改性，使制备的硅芯管能够满足如今光纤对硅芯管的要求，积极做到降低成本、节约资源和保护环境。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种石墨烯增强硅芯管。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种石墨烯增强硅芯管，由以下重量份的原料制备制成：正癸烃190-200、直链十一碳烯烃65-75、含氢硅油190-200、羟基硬脂酸15-20、氢氧化锂4-6、PE载体树脂45-55、色母粒5-7、高密度聚乙烯60-70、石墨烯3.6-4、纳米氧化镧0.3-0.5、磷酸三苯酯0.2-0.4、聚乙烯蜡0.6-0.8、溴化丁基乳液0.4-0.5、抗氧化剂1680.1-0.2、甘油1-2、去离子水适量。
所述一种石墨烯增强硅芯管，由下列具体步骤制备制成：
（1）将正癸烃和直链十一碳烯烃搅拌混合均匀，升高温度至120℃，反应3-4h，然后缓慢加入含氢硅油及适量的氯铂酸，继续升高温度至130-140℃，搅拌反应6-8h，反应结束后除去低沸物，得到烯烃改性的硅油备用；
（2）将石墨烯、纳米氧化镧、去离子水加到高能研磨机中，混合研磨50-70min，研磨结束后将混合物料干燥，将磷酸三苯酯、聚乙烯蜡、溴化丁基乳液投入到反应罐中，反应罐温度控制在60-80℃，搅拌处理30-45min，再加入上述混合物料搅拌均匀，烘干，粉碎后备用；
（3）将羟基硬脂酸、配方量1/3的步骤（1）制备的改性硅油加到反应釜中，升高温度至80-90℃，搅拌使羟基硬脂酸全部溶解，再升高温度至90-110℃，加入氢氧化锂，皂化反应1-2h，反应完毕，升高温度至120-140℃脱水，并在不断升温中陆续加入1/3的烃基改性硅油，当温度升高到200-220℃时，停止加热，再加入剩余的烃基改性硅油，使釜内温度迅速降到120-140℃，加入步骤（2）制备的产物，搅拌反应自然冷却至＜100℃时出料，研磨、脱气、备用；
（4）将PE载体树脂、步骤（3）制备的产物、抗氧化剂168和甘油一同加到混炼型平行双螺杆挤出机中进行造粒，温度为195-205℃，制成硅芯管母粒，然后和色母粒、高密度聚乙烯以及其余剩余物质通过三台挤出机同步挤压复合，通过真空冰箱以及浸泡冷却水箱对挤压复合后的管材进行冷却定型，计米打印，牵引并卷曲即可得到。
本发明的优点是：本发明采用α烯烃与含氢硅油硅氢加成反应制备出共聚型烃基改性硅油，并且以其作为基础油，与羟基硬脂酸进行皂化反应，加入锂皂制成了改性硅油润滑脂，利用石墨烯、氧化镧优良的性能作为增强硅芯管润滑层的增强相，提高其硬度、耐磨、抗氧化、减摩等方面的性能，利用改性剂对其改性使其在高分子基体中具有良好的分散性，发挥出自身优越的性能，提高硅芯管的质量，再利用润滑脂和PE载体树脂等制成母粒，润滑性好、耐热性高、减磨效果高，不粘冲，并且便于贮存，节约空间，然后和高密度聚乙烯联合挤出定型，制备的硅芯管成型效果好，成品率高，稳定性好，本发明制备的电缆阻燃效果好、硬度高、耐磨性好，能够全面的保护光缆、电缆设备，延长使用寿命，降低维修次数，节约成本和资源，值得推广。
具体实施方式
一种石墨烯增强硅芯管，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：正癸烃190、直链十一碳烯烃65、含氢硅油190、羟基硬脂酸15、氢氧化锂4、PE载体树脂45、色母粒5、高密度聚乙烯60、石墨烯3.6、纳米氧化镧0.3、磷酸三苯酯0.2、聚乙烯蜡0.6、溴化丁基乳液0.4、抗氧化剂1680.1、甘油1、去离子水适量。
所述一种石墨烯增强硅芯管，由下列具体步骤制备制成：
（1）将正癸烃和直链十一碳烯烃搅拌混合均匀，升高温度至120℃，反应3h，然后缓慢加入含氢硅油及适量的氯铂酸，继续升高温度至130℃，搅拌反应6h，反应结束后除去低沸物，得到烯烃改性的硅油备用；
（2）将石墨烯、纳米氧化镧、去离子水加到高能研磨机中，混合研磨50min，研磨结束后将混合物料干燥，将磷酸三苯酯、聚乙烯蜡、溴化丁基乳液投入到反应罐中，反应罐温度控制在60℃，搅拌处理30min，再加入上述混合物料搅拌均匀，烘干，粉碎后备用；
（3）将羟基硬脂酸、配方量1/3的步骤（1）制备的改性硅油加到反应釜中，升高温度至80℃，搅拌使羟基硬脂酸全部溶解，再升高温度至90℃，加入氢氧化锂，皂化反应1h，反应完毕，升高温度至120℃脱水，并在不断升温中陆续加入1/3的烃基改性硅油，当温度升高到200℃时，停止加热，再加入剩余的烃基改性硅油，使釜内温度迅速降到120℃，加入步骤（2）制备的产物，搅拌反应自然冷却至＜100℃时出料，研磨、脱气、备用；
（4）将PE载体树脂、步骤（3）制备的产物、抗氧化剂168和甘油一同加到混炼型平行双螺杆挤出机中进行造粒，温度为195℃，制成硅芯管母粒，然后和色母粒、高密度聚乙烯以及其余剩余物质通过三台挤出机同步挤压复合，通过真空冰箱以及浸泡冷却水箱对挤压复合后的管材进行冷却定型，计米打印，牵引并卷曲即可得到。
对实施例制备的硅芯管进行性能测定，结果如下：
摩擦因数：0.13；拉伸强度（MPa）：33；断裂伸长率（%）：411；抗裂强度（MPa）：6；耐酸腐蚀性（40%浓硫酸，24h）：无明显腐蚀现象；耐碱腐蚀性（40%氢氧化钠，24h）：表面无明显腐蚀现象。

Claims (2)

1.一种石墨烯增强硅芯管，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成：正癸烃190-200、直链十一碳烯烃65-75、含氢硅油190-200、羟基硬脂酸15-20、氢氧化锂4-6、PE载体树脂45-55、色母粒5-7、高密度聚乙烯60-70、石墨烯3.6-4、纳米氧化镧0.3-0.5、磷酸三苯酯0.2-0.4、聚乙烯蜡0.6-0.8、溴化丁基乳液0.4-0.5、抗氧化剂1680.1-0.2、甘油1-2、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种石墨烯增强硅芯管，其特征在于，由下列具体步骤制备制成：
（1）将正癸烃和直链十一碳烯烃搅拌混合均匀，升高温度至120℃，反应3-4h，然后缓慢加入含氢硅油及适量的氯铂酸，继续升高温度至130-140℃，搅拌反应6-8h，反应结束后除去低沸物，得到烯烃改性的硅油备用；
（2）将石墨烯、纳米氧化镧、去离子水加到高能研磨机中，混合研磨50-70min，研磨结束后将混合物料干燥，将磷酸三苯酯、聚乙烯蜡、溴化丁基乳液投入到反应罐中，反应罐温度控制在60-80℃，搅拌处理30-45min，再加入上述混合物料搅拌均匀，烘干，粉碎后备用；
（3）将羟基硬脂酸、配方量1/3的步骤（1）制备的改性硅油加到反应釜中，升高温度至80-90℃，搅拌使羟基硬脂酸全部溶解，再升高温度至90-110℃，加入氢氧化锂，皂化反应1-2h，反应完毕，升高温度至120-140℃脱水，并在不断升温中陆续加入1/3的烃基改性硅油，当温度升高到200-220℃时，停止加热，再加入剩余的烃基改性硅油，使釜内温度迅速降到120-140℃，加入步骤（2）制备的产物，搅拌反应自然冷却至＜100℃时出料，研磨、脱气、备用；
（4）将PE载体树脂、步骤（3）制备的产物、抗氧化剂168和甘油一同加到混炼型平行双螺杆挤出机中进行造粒，温度为195-205℃，制成硅芯管母粒，然后和色母粒、高密度聚乙烯以及其余剩余物质通过三台挤出机同步挤压复合，通过真空冰箱以及浸泡冷却水箱对挤压复合后的管材进行冷却定型，计米打印，牵引并卷曲即可得到。
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