CN107286540A - 一种阻燃耐候高强电力穿线管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐候高强电力穿线管材，包括以下重量份的原料：氯化聚氯乙烯树脂55‑65份、苯乙烯类热塑性弹性体24‑28份、润滑剂1‑3份、复配阻燃剂10‑14份、偶联剂4‑6份、复合钡锌稳定剂3‑5份、抗裂纤维8‑10份、复配杀虫防菌剂2‑4份、填料6‑8份、加工助剂7‑11份、甲基丙烯酸甲酯12‑16份。本发明的穿线管材的撕裂强度、拉伸强度和断裂延伸率指标优越，具有较强的耐老化、耐冷热冲击、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，无烟无刺激性气味，使用寿命较长；同时本发明的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且成本较低、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种阻燃耐候高强电力穿线管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及电力材料技术领域，具体涉及一种阻燃耐候高强电力穿线管材及其制备方法。
背景技术
电线埋墙必需穿线管，因为再好的电路质量，也难保以后会出现故障，需要更换线路，这个时候，埋墙的电线能够方便的拽出更换就显得非常重要，所以在电改施工中要避免造成日后无法拽动的"死线"。
现今的埋地式电线电缆穿线管大都为聚氯乙烯管(主要原料为聚氯乙烯，使用含铅镉稳定剂，再加入其他必要的添加剂，经挤出加工而成。管材一般为橘红色，最大规格尺寸为Φ219×9 .5mm，管材长度一般为6m。主要原料为聚氯乙烯树脂，管材加工难度大，管材的抗冲击强度低。由于含铅镉稳定剂，随着社会的进步，人们的环保意识也得到加强，不含铅镉的无毒电线电缆穿线管已成为一种新趋势。同时电线电缆穿线管还应满足抗压强度高、柔韧弯曲性能好、抗压强度高、抗冲击性能好、拉伸强度高、耐热
温度高和阻燃性能好、成形性佳等特点。因此，急需提供一种无毒、成形容易、耐热温度高、耐冲击性能好、抗压强度高、阻燃性好，各种性能均优良的电线电缆穿线管。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种阻燃耐候高强电力穿线管材，该穿线管材的撕裂强度、拉伸强度和断裂延伸率指标优越，具有较强的耐老化、耐冷热冲击、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，无烟无刺激性气味，使用寿命较长；同时本发明的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且成本较低、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种阻燃耐候高强电力穿线管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂55-65份、苯乙烯类热塑性弹性体24-28份、润滑剂1-3份、复配阻燃剂10-14份、偶联剂4-6份、复合钡锌稳定剂3-5份、抗裂纤维8-10份、复配杀虫防菌剂2-4份、填料6-8份、加工助剂7-11份、甲基丙烯酸甲酯12-16份。
优选地，所述阻燃耐候高强电力穿线管材包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂60份、苯乙烯类热塑性弹性体26份、润滑剂2份、复配阻燃剂12份、偶联剂5份、复合钡锌稳定剂4份、抗裂纤维9份、复配杀虫防菌剂3份、填料7份、加工助剂9份、甲基丙烯酸甲酯14份。
优选地，所述氯化聚氯乙烯树脂的聚合度为680-720；
所述苯乙烯类热塑性弹性体的分子量大于20万。
优选地，所述润滑剂为硬质酸锌、硅酮粉、氧化聚乙烯蜡按照重量比2:1:2组成的混合物。
优选地，所述复配阻燃剂包括以下重量份的原料：氢氧化镁4-6份、氢氧化铝3-5份、磷酸一铵3-5份、硼酸1-3份；
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
优选地，所述抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为2-4mm，直径为0.1-0.3mm。
优选地，所述复配杀虫防菌剂包括以下重量份的原料：除虫聚酯1-2份、纳米氧化锌3-4份、纳米氧化铜2-4份、纳米氧化铈1-2份。
优选地，所述填料为麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2组成的混合物，所述麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉的规格为过400目；
所述加工助剂为抗氧剂、增塑剂、抗静电剂按照重量比1:2:1组成的混合物；所述抗氧剂为抗氧化剂1010、168、1024中的任意一种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本发明还提供一种阻燃耐候高强电力穿线管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌15-25分钟，搅拌转速为150-250r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至75-85℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为300-500r/min下搅拌20-30分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到50-60℃，以搅拌转速400-500r/min搅拌12-16分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度170-180℃、第二段温度180-190℃、第三段温度190-200℃、第四段温度200-210℃、第五段温度210-200℃、模头温度195℃，螺杆转速为60-80r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
优选地，所述阻燃耐候高强电力穿线管材的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌20分钟，搅拌转速为200r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至80℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为400r/min下搅拌25分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到55℃，以搅拌转速450r/min搅拌14分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度175℃、第二段温度185℃、第三段温度195℃、第四段温度205℃、第五段温度205℃、模头温度195℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，以氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体为主体成分，通过合理的配方原料组份之间具备较好的协同作用，能够达到较高的机械性能，并且制成穿线管后，其抗压强度、拉伸强度、耐冲击性、耐热性、耐燃性等性能均能很好满足相关的性能要求。
（2）本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材材料中不含有重金属原料，对环境无污染，添加的复配杀虫防菌剂主要为除虫聚酯、纳米氧化锌、纳米氧化铜、纳米氧化铈能有效杀菌除虫，防止微生物或者蚂蚁蚊虫对于穿线管引起的损坏，大大提高了管材的使用寿命。
（3）本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材添加了阻燃剂主要为氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸一铵、硼酸，几者配合使用使得材料的阻燃性能大大提高，同时燃烧时不会产生黑烟，安全环保。
（4）本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材添加的抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维，能防止管材可能出现的龟裂现象，有效提高了其耐温度冲击的性能；添加的增塑剂和润滑剂使得材料具有足够的韧性和光滑度，添加的抗氧化剂能大大提高管材的耐老化性能。
（5）本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的撕裂强度、拉伸强度和断裂延伸率指标优越，具有较强的耐老化、耐冷热冲击、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，无烟无刺激性气味，使用寿命较长；同时本发明的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且成本较低、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂55份、苯乙烯类热塑性弹性体24份、润滑剂1份、复配阻燃剂10份、偶联剂4份、复合钡锌稳定剂3份、抗裂纤维8份、复配杀虫防菌剂2份、填料6份、加工助剂7份、甲基丙烯酸甲酯12份。
本实施例中的氯化聚氯乙烯树脂的聚合度为680；
本实施例中的苯乙烯类热塑性弹性体的分子量大于20万。
本实施例中的润滑剂为硬质酸锌、硅酮粉、氧化聚乙烯蜡按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的复配阻燃剂包括以下重量份的原料：氢氧化镁4份、氢氧化铝3份、磷酸一铵3份、硼酸1份；
本实施例中的偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中的抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为2-4mm，直径为0.1-0.3mm。
本实施例中的复配杀虫防菌剂包括以下重量份的原料：除虫聚酯1份、纳米氧化锌3份、纳米氧化铜2份、纳米氧化铈1份。
本实施例中的填料为麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2组成的混合物，所述麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉的规格为过400目；
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、增塑剂、抗静电剂按照重量比1:2:1组成的混合物；所述抗氧剂为抗氧化剂1010，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌15分钟，搅拌转速为150r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至75℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为300r/min下搅拌20分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到50℃，以搅拌转速400r/min搅拌12分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度170℃、第二段温度180℃、第三段温度190℃、第四段温度200℃、第五段温度210℃、模头温度195℃，螺杆转速为60r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
实施例2.
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂65份、苯乙烯类热塑性弹性体28份、润滑剂3份、复配阻燃剂14份、偶联剂6份、复合钡锌稳定剂5份、抗裂纤维10份、复配杀虫防菌剂4份、填料8份、加工助剂11份、甲基丙烯酸甲酯16份。
本实施例中的氯化聚氯乙烯树脂的聚合度为720；
本实施例中的苯乙烯类热塑性弹性体的分子量大于20万。
本实施例中的润滑剂为硬质酸锌、硅酮粉、氧化聚乙烯蜡按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的复配阻燃剂包括以下重量份的原料：氢氧化镁6份、氢氧化铝5份、磷酸一铵5份、硼酸3份；
本实施例中的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
本实施例中的抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为2-4mm，直径为0.1-0.3mm。
本实施例中的复配杀虫防菌剂包括以下重量份的原料：除虫聚酯2份、纳米氧化锌4份、纳米氧化铜4份、纳米氧化铈2份。
本实施例中的填料为麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2组成的混合物，所述麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉的规格为过400目；
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、增塑剂、抗静电剂按照重量比1:2:1组成的混合物；所述抗氧剂为抗氧化剂168，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌25分钟，搅拌转速为250r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至85℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为500r/min下搅拌30分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到60℃，以搅拌转速500r/min搅拌16分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度180℃、第二段温度190℃、第三段温度200℃、第四段温度210℃、第五段温度200℃、模头温度195℃，螺杆转速为80r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
实施例3.
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂60份、苯乙烯类热塑性弹性体26份、润滑剂2份、复配阻燃剂12份、偶联剂5份、复合钡锌稳定剂4份、抗裂纤维9份、复配杀虫防菌剂3份、填料7份、加工助剂9份、甲基丙烯酸甲酯14份。
本实施例中的氯化聚氯乙烯树脂的聚合度为680-720；
本实施例中的苯乙烯类热塑性弹性体的分子量大于20万。
本实施例中的润滑剂为硬质酸锌、硅酮粉、氧化聚乙烯蜡按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的复配阻燃剂包括以下重量份的原料：氢氧化镁5份、氢氧化铝4份、磷酸一铵4份、硼酸2份；
本实施例中的偶联剂为铝酸酯偶联剂。
本实施例中的抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为2-4mm，直径为0.1-0.3mm。
本实施例中的复配杀虫防菌剂包括以下重量份的原料：除虫聚酯1.5份、纳米氧化锌3.5份、纳米氧化铜3份、纳米氧化铈1.5份。
本实施例中的填料为麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2组成的混合物，所述麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉的规格为过400目；
本实施例中的加工助剂为抗氧剂、增塑剂、抗静电剂按照重量比1:2:1组成的混合物；所述抗氧剂为抗氧化剂1024，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
本实施例的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌20分钟，搅拌转速为200r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至80℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为400r/min下搅拌25分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到55℃，以搅拌转速450r/min搅拌14分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度175℃、第二段温度185℃、第三段温度195℃、第四段温度205℃、第五段温度205℃、模头温度195℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
本发明的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的撕裂强度、拉伸强度和断裂延伸率指标优越，具有较强的耐老化、耐冷热冲击、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，无烟无刺激性气味，使用寿命较长；同时本发明的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且成本较低、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂55-65份、苯乙烯类热塑性弹性体24-28份、润滑剂1-3份、复配阻燃剂10-14份、偶联剂4-6份、复合钡锌稳定剂3-5份、抗裂纤维8-10份、复配杀虫防菌剂2-4份、填料6-8份、加工助剂7-11份、甲基丙烯酸甲酯12-16份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述阻燃耐候高强电力穿线管材包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯树脂60份、苯乙烯类热塑性弹性体26份、润滑剂2份、复配阻燃剂12份、偶联剂5份、复合钡锌稳定剂4份、抗裂纤维9份、复配杀虫防菌剂3份、填料7份、加工助剂9份、甲基丙烯酸甲酯14份。
3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述氯化聚氯乙烯树脂的聚合度为680-720；
所述苯乙烯类热塑性弹性体的分子量大于20万。
4.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述润滑剂为硬质酸锌、硅酮粉、氧化聚乙烯蜡按照重量比2:1:2组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述复配阻燃剂包括以下重量份的原料：氢氧化镁4-6份、氢氧化铝3-5份、磷酸一铵3-5份、硼酸1-3份；
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述抗裂纤维为碳纤维和玻璃纤维按照重量比2:3组成的混合物，所述碳纤维和玻璃纤维的长度为2-4mm，直径为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述复配杀虫防菌剂包括以下重量份的原料：除虫聚酯1-2份、纳米氧化锌3-4份、纳米氧化铜2-4份、纳米氧化铈1-2份。
8.根据权利要求1或2所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材，其特征在于，所述填料为麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2组成的混合物，所述麦饭石粉、碳化硅粉、滑石粉的规格为过400目；
所述加工助剂为抗氧剂、增塑剂、抗静电剂按照重量比1:2:1组成的混合物；所述抗氧剂为抗氧化剂1010、168、1024中的任意一种，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂。
9.一种制备如权利要求1或2所述的阻燃耐候高强电力穿线管材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌15-25分钟，搅拌转速为150-250r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至75-85℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为300-500r/min下搅拌20-30分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到50-60℃，以搅拌转速400-500r/min搅拌12-16分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度170-180℃、第二段温度180-190℃、第三段温度190-200℃、第四段温度200-210℃、第五段温度210-200℃、模头温度195℃，螺杆转速为60-80r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃耐候高强电力穿线管材的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将复配阻燃剂、偶联剂、复配杀虫防菌剂、填料放入混料机，搅拌20分钟，搅拌转速为200r/min，得到混合物A；
步骤三，打开搅拌机，预热至80℃，加入氯化聚氯乙烯树脂、苯乙烯类热塑性弹性体、润滑剂、加工助剂，在搅拌转速为400r/min下搅拌25分钟，加入甲基丙烯酸甲酯、复合钡锌稳定剂、抗裂纤维，再降到55℃，以搅拌转速450r/min搅拌14分钟，得到混合物B；
步骤四，将混合物B送入双螺杆六段式挤出机挤出，料筒温度设定如下：进料端温度175℃、第二段温度185℃、第三段温度195℃、第四段温度205℃、第五段温度205℃、模头温度195℃，螺杆转速为70r/min，用注射机将挤压出的熔融体快速注入模具中，模具合模冷却定型，开模后成品进入副模，在副模内通过切割机切边即得发明的阻燃耐候高强电力穿线管材。
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