CN107163360A - 一种高强度电力电缆保护管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度电力电缆保护管，属于保护管技术领域，包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚树脂、钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂；本发明还公开了一种高强度电力电缆保护管的制备方法；本发明制备简单，抗冲击能力和耐磨能力优异，也具备较佳的耐盐耐高温耐寒耐酸碱能力，而且环保污染小。

Description

一种高强度电力电缆保护管及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护管技术领域，具体的说，涉及了一种高强度电力电缆保护管及其制备方法。
背景技术
电缆保护管又名电缆管、电力电缆管、水泥电缆管、电力排管、电力电缆保护管等。电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电，以保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏，对电力线磁场干扰也起到一定的隔离作用。对于时代的发展，水泥制作或者其他非金属制作的复合材料都逐渐被玻璃钢所代替，大多数采用玻璃钢制作的电缆保护管可以提高它在地下的耐腐蚀性能和寿命，拥有光滑的表面，在清洗方面性能都很突出等。
对于时代的发展，水泥制作或者其他金属或者非金属制作的复合材料都逐渐被塑料保护管所代替，大多数采用改性高强度塑料制作的电缆保护管可以提高它在地下的耐腐蚀性能和寿命，拥有光滑的表面保证电缆在穿过孔道时不被摩擦损坏，在清洗方面性能都很突出等。现有技术有较多的研究，大量的改性塑料保护管已经面世并且应用。但是，由于电缆保护管的应用环境恶劣，需要对塑料材质进行增强改性，使之具有较高的环刚度，用以抵抗外界荷载；需要有较强的耐冷耐热能力，并且不易被腐蚀不易变形，使用寿命长以及摩擦力小等特点。现有技术中的电缆保护管往往存在各种性能不能兼备，应用范围不够广泛，技术人员针对不同环境选择电缆保护管的类型往往很为难。
在公开号为CN103724880A的专利文件中，公开了一种电缆保护管，其由下述重量份的原料制备而成，聚氯乙烯100-120，聚碳酸酯30-35，聚乙烯醇28-32，羟乙基纤维素20-22，硬脂酸8-10，甲壳素8-10，过氧化二异丙苯6-8，双环戊二烯6-8，十溴二苯乙烷3-5，钛酸钡粉1-2，氮化铝粉1-2，碳化铬粉1-2，硼砂1-2，滑石粉12，油酸铅1-2，硅胶1-2。该发明制备的电缆保护管具备较好的性能，应用前景广阔；但该发明的强度仍然能够进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种高强度电力电缆保护管及其制备方法，制备简单，抗冲击能力和耐磨能力优异，也具备较佳的耐盐耐高温耐寒耐酸碱能力，而且环保污染小。
本发明提供的一种高强度电力电缆保护管，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯60-70份、氯化聚乙烯20-30份、聚醚醚酮10-15份、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂5-7份、钢纤维10-14份、碳纤维8-12份、气相二氧化硅13-15份、云母粉6-8份、铸石粉3-5份、硅藻土1-3份、陶土7-9份、氢氧化镁4-6份、聚磷酸铵9-11份、氯化石蜡3-5份、硬脂酸钡1-2份、增塑剂7-11份、热稳定剂1-2份、紫外线吸收剂1-3份。
作为优选，钢纤维的长度为1-2mm，直径为0.2-0.5mm；碳纤维的粒径为0.05-0.1mm。
作为优选，气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、氢氧化镁的目数为170目；超高分子量聚乙烯为分子量170万以上的无支链的线性聚乙烯。
作为优选，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、偏苯三酸三辛酯一种或二种以上的混合物。
作为优选，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖芝麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖芝麻油酸锌和环氧黄豆油的混合物。
作为优选，紫外线吸收剂为水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531的一种或二种以上的混合物。
本发明还提供了一种高强度电力电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂、热稳定剂在100-105℃下搅拌15-20min，然后加入钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂，搅拌30-40min，得到混合料；
（3）、将步骤（2）中的混合料、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（4）、粒料干燥后加入全自动一体化挤出机挤出真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库。
其中，
步骤（3）中双螺杆挤出机挤出温度第一段为150-180℃，第二段为190-210℃，第三段为220-240℃。
本发明的一种高强度电力电缆保护管及其制备方法，制备简单，抗冲击能力和耐磨能力优异，也具备较佳的耐盐耐高温耐寒耐酸碱能力，而且环保污染小，具体的有益效果如下：
（1）、超高分子量聚乙烯超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强，氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，聚醚醚酮耐高温、强度高、耐腐蚀、阻燃、易加工，超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯和聚醚醚酮之间的配合能有效地保证保护管的抗冲击能力、耐磨能力、耐高温、抗老化等性能；
（2）、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂简称MBS，能有效地增强保护管的抗冲击能力；钢纤维和碳纤维能进一步提高保护管的冲击强度；
（3）、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸能有效地提高保护管的物理强度、耐高温能力、阻燃能力和耐磨能力；增塑剂能提高保护管的韧性，热稳定剂能提高加工的稳定性，紫外线吸收剂能提高保护管的耐久性；
（4）、本发明各种原料对应比例的混合，能有效地保证保护管的抗冲击强度、耐高温能力、耐磨能力、耐腐蚀能力、耐候和耐油能力，增加保护管的使用寿命；本发明所采用的原料环保污染小，制备方法能有效地将各原料之间充分混合。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种高强度电力电缆保护管，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯60份、氯化聚乙烯20份、聚醚醚酮10份、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂5份、钢纤维10份、碳纤维8份、气相二氧化硅13份、云母粉6份、铸石粉3份、硅藻土1份、陶土7份、氢氧化镁4份、聚磷酸铵9份、氯化石蜡3份、硬脂酸钡1份、增塑剂7份、热稳定剂1份、紫外线吸收剂1份。
本实施例中，钢纤维的长度为1mm，直径为0.2mm；碳纤维的粒径为0.05mm。
本实施例中，气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、氢氧化镁的目数为170目；超高分子量聚乙烯为分子量170万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、偏苯三酸三辛酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖芝麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖芝麻油酸锌和环氧黄豆油的混合物。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531的混合物。
本实施例还提供了一种高强度电力电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂、热稳定剂在100℃下搅拌15min，然后加入钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂，搅拌30min，得到混合料；
（3）、将步骤（2）中的混合料、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（4）、粒料干燥后加入全自动一体化挤出机挤出真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库。
其中，
步骤（3）中双螺杆挤出机挤出温度第一段为150℃，第二段为190℃，第三段为220-240℃。
实施例2
本实施例的一种高强度电力电缆保护管，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯65份、氯化聚乙烯25份、聚醚醚酮13份、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂6份、钢纤维12份、碳纤维10份、气相二氧化硅14份、云母粉7份、铸石粉4份、硅藻土2份、陶土8份、氢氧化镁5份、聚磷酸铵10份、氯化石蜡4份、硬脂酸钡1.5份、增塑剂9份、热稳定剂1.5份、紫外线吸收剂2份。
本实施例中，钢纤维的长度为1.5mm，直径为0.4mm；碳纤维的粒径为0.08mm。
本实施例中，气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、氢氧化镁的目数为170目；超高分子量聚乙烯为分子量170万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、偏苯三酸三辛酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖芝麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖芝麻油酸锌和环氧黄豆油的混合物。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531的混合物。
本实施例还提供了一种高强度电力电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂、热稳定剂在103℃下搅拌18min，然后加入钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂，搅拌35min，得到混合料；
（3）、将步骤（2）中的混合料、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（4）、粒料干燥后加入全自动一体化挤出机挤出真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库。
其中，
步骤（3）中双螺杆挤出机挤出温度第一段为170℃，第二段为200℃，第三段为230℃。
实施例3
本实施例的一种高强度电力电缆保护管，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯70份、氯化聚乙烯30份、聚醚醚酮15份、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂7份、钢纤维14份、碳纤维12份、气相二氧化硅15份、云母粉8份、铸石粉5份、硅藻土3份、陶土9份、氢氧化镁6份、聚磷酸铵11份、氯化石蜡5份、硬脂酸钡2份、增塑剂11份、热稳定剂2份、紫外线吸收剂3份。
本实施例中，钢纤维的长度为2mm，直径为0.5mm；碳纤维的粒径为0.1mm。
本实施例中，气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、氢氧化镁的目数为170目；超高分子量聚乙烯为分子量170万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、偏苯三酸三辛酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖芝麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖芝麻油酸锌和环氧黄豆油的混合物。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531的混合物。
本实施例还提供了一种高强度电力电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂、热稳定剂在105℃下搅拌20min，然后加入钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂，搅拌40min，得到混合料；
（3）、将步骤（2）中的混合料、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（4）、粒料干燥后加入全自动一体化挤出机挤出真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库。
其中，
步骤（3）中双螺杆挤出机挤出温度第一段为180℃，第二段为210℃，第三段为240℃。
经检测，实施例1-3的落锤冲击实验和压扁实验不出现裂缝或破裂，满足DL/T802.3-2007的检测标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高强度电力电缆保护管，其特征在于：包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯60-70份、氯化聚乙烯20-30份、聚醚醚酮10-15份、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂5-7份、钢纤维10-14份、碳纤维8-12份、气相二氧化硅13-15份、云母粉6-8份、铸石粉3-5份、硅藻土1-3份、陶土7-9份、氢氧化镁4-6份、聚磷酸铵9-11份、氯化石蜡3-5份、硬脂酸钡1-2份、增塑剂7-11份、热稳定剂1-2份、紫外线吸收剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的高强度电力电缆保护管，其特征在于：钢纤维的长度为1-2mm，直径为0.2-0.5mm；碳纤维的粒径为0.05-0.1mm。
3.根据权利要求1所述的高强度电力电缆保护管，其特征在于：气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、氢氧化镁的目数为170目；超高分子量聚乙烯为分子量170万以上的无支链的线性聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的高强度电力电缆保护管，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、偏苯三酸三辛酯一种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的高强度电力电缆保护管，其特征在于：热稳定剂为硬脂酸钙、蓖芝麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖芝麻油酸锌和环氧黄豆油的混合物。
6.根据权利要求1所述的高强度电力电缆保护管，其特征在于：紫外线吸收剂为水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531的一种或二种以上的混合物。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高强度电力电缆保护管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚醚醚酮、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂、热稳定剂在100-105℃下搅拌15-20min，然后加入钢纤维、碳纤维、气相二氧化硅、云母粉、铸石粉、硅藻土、陶土、氢氧化镁、聚磷酸铵、氯化石蜡、硬脂酸钡、增塑剂，搅拌30-40min，得到混合料；
（3）、将步骤（2）中的混合料、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料；
（4）、粒料干燥后加入全自动一体化挤出机挤出真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库。
8.根据权利要求7所述的高强度电力电缆保护管的制备方法，其特征在于：步骤（3）中双螺杆挤出机挤出温度第一段为150-180℃，第二段为190-210℃，第三段为220-240℃。
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