CN108462123A - 一种非开挖电力用管道 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非开挖电力用管道，包括管外层和管内层，管外层的外表面设有加强棱，管外层和管内层之间设有抗压层和阻燃层，管外层和加强棱由阻燃聚丙烯制成，管内层由高强度聚丙烯制成；阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料45‑55份；均聚聚丙烯粉料25‑40份；阻燃剂8‑16份；滑石粉4‑8份；纳米碳酸钙2‑5份；偶联剂0.2‑0.6份；抗氧剂0.4‑0.8份；高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料40‑50份；均聚聚丙烯粉料30‑40份；增韧剂10‑22份；滑石粉5‑9份；纳米碳酸钙2‑5份；偶联剂0.2‑0.8份；通过设置高阻燃性的管外层、高强度的管内层、抗压层及阻燃层，使得管道的弯曲模量在1450MPa以上，阻燃等级到V0，‑20℃冲击强度在14kJ/m2以上，保证管道使用的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管道技术领域，尤其涉及一种非开挖电力用管道。
背景技术
非开挖电力用管道对管道的强度、环刚度和阻燃性要求更高，目前一般采用高密度聚乙烯或者嵌段共聚聚丙烯，这两种材料的强度和环刚度都较低，不能满足非开挖工程的使用需求，并且没有良好的阻燃性，对电缆不能起到良好的保护作用，使得非开挖电力用管道在使用过程中容易被破坏，使用极不可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用可靠的非开挖电力用管道。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非开挖电力用管道，包括管外层和管内层，管外层的外表面设有加强棱，管外层和管内层之间设有抗压层和阻燃层，管外层和加强棱由阻燃聚丙烯制成，管内层由高强度聚丙烯制成；
所述阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料45-55份；均聚聚丙烯粉料25-40份；阻燃剂8-16份；滑石粉4-8份；纳米碳酸钙2-5份；偶联剂0.2-0.6份；抗氧剂0.4-0.8份；
所述高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料40-50 份；均聚聚丙烯粉料30-40份；增韧剂10-22份；滑石粉5-9份；纳米碳酸钙2-5 份；偶联剂0.2-0.8份。
进一步的，所述阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料52份，均聚聚丙烯粉料25份，阻燃剂12份，滑石粉6份，纳米碳酸钙4 份，偶联剂0.4份，抗氧剂0.6份。
进一步的，所述高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料46份，均聚聚丙烯粉料30份，增韧剂15份，滑石粉6.4份，纳米碳酸钙2份，偶联剂0.6份。
进一步的，所述加强棱包括第一加强棱和第二加强棱，第一加强棱沿着管外层的轴向设置，第二加强棱垂直于第一加强棱设置。
进一步的，所述第一加强棱设置有多个且沿着管外层的周向均布间隔设置，第二加强棱设置有多个且沿着管外层的轴向均布间隔设置。
进一步的，所述管外层的厚度为D1，管内层的厚度为D2，D2/D1＝3。
进一步的，所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.4g/10min、弯曲弹性模量在1200MPa以上、-20℃冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在25Mpa 以上的管材级粉料。
进一步的，所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.8g/10min、弯曲弹性模量在1800MPa以上，23℃缺口冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在34Mpa 以上的管材级粉料。
进一步的，所述管外层的外表面设有防腐涂层，防腐涂层由环氧粉末涂制成。
进一步的，所述管内层的内表面设有绝缘涂层，绝缘涂层的厚度不小于 1mm。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、通过在管外层设置加强棱，增加非开挖电力用管道的环刚度，增强非开挖电力用管道对土壤负荷的抵抗力，同时，提升非开挖电力用管道的抗弯性能，使得非开挖电力用管道的使用更加可靠；管外层抗弯性能好、拉伸强度高、耐热性好、导热性好、抗冲击能力好，尤其是有很高的阻燃性，使得非开挖电力用管道的使用更加可靠；管内层具有较高的拉伸轻度强度、良好的耐热性和导热性，并且有很高的抗弯性，保证非开挖电力用管道内电缆使用的安全性；通过设置具有高阻燃性的管外层和高强度的管内层，并在管外层和管内层之间设置抗压层和阻燃层，使得电开挖电力用管道的弯曲模量可到1450MPa以上，阻燃等级达到V0，-20℃冲击强度可达到14kJ/m2以上，保证非开挖电力用管道使用的可靠性。
2、通过设置沿着管外层的轴向设置的第一加强棱和垂直与第一加强棱设置的第二加强棱，使得管外层在轴向和周向方向上环刚度增加，提高管外层的弯曲模量，并增加管外层的强度，且增加了管外层与土壤的接触面积，土壤作用在非开挖电力用管道的压强减小，使得非开挖电力用管道不容易被土壤破坏，提升非开挖电力用管道使用的可靠性，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
3、通过设置多个第一加强棱，多个第一加强棱沿着管外层的周向均布间隔设置，进一步提高管外层的弯曲模量，并且使得管外层的受力更加均匀；通过设置多个第二加强棱，多个第二加强棱沿着管外层的轴向均布间隔设置，提高管外层的强度和环刚度，使得管外层更加抗压，并且使得管外层的受力更加均匀。同时，进一步增加了管外层与土壤的接触面积，从而减小土壤作用在非开挖电力用管道上的压强，使得非开挖电力用管道不容易被土壤破坏，提升非开挖电力用管道使用的可靠性，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
4、管内层的厚度为管外层厚度的3倍，使得在满足阻燃性能的同时提升非开挖电力用管道的弯曲弹性模量和强度，使得非开挖电力用管道性能最优化，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
5、通过在管外层的外表面设置防腐涂层，提升非开挖电力用管道的防腐能力，从而延长非开挖电力用管道的使用寿命。
6、通过在管内层的内表面设置绝缘涂层，避免非开挖电力用管道内电缆漏电造成的安全隐患，提升非开挖电力用管道使用的安全性。绝缘涂层的厚度大于1mm，保证绝缘涂层可以达到良好的绝缘效果。当绝缘涂层的厚度小于1mm 时，涂层容易刮伤，导致绝缘性能得不到保证。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明所述非开挖电力用管道的结构示意图。
图2为本发明所述非开挖电力用管道的侧视图。
图中所标各部件名称如下：
1、管外层；11、加强棱；111、第一加强棱；112、第二加强棱；2、管内层； 3、抗压层；4、阻燃层。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明提供一种非开挖电力用管道，包括管外层1和管内层2，管外层1的外表面设有加强棱11，通过在管外层1设置加强棱11，增加非开挖电力用管道的环刚度，增强非开挖电力用管道对土壤负荷的抵抗力，同时，提升非开挖电力用管道的抗弯性能，使得非开挖电力用管道的使用更加可靠；管外层1和管内层2之间设有抗压层3和阻燃层4，管外层1和加强棱11 由阻燃聚丙烯制成，管内层2由高强度聚丙烯制成；
阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料45-55份；均聚聚丙烯粉料25-40份；阻燃剂8-16份；滑石粉4-8份；纳米碳酸钙2-5份；偶联剂0.2-0.6份；抗氧剂0.4-0.8份。以嵌段共聚聚丙烯粉料为主要基料，均聚聚丙烯粉料为主要辅料，嵌段共聚聚丙烯粉料和均聚聚丙烯粉料相互搭配，使得管外层和加强棱有较好的弯曲模量、冲击强度和拉伸强度；通过添加阻燃剂，使管外层和加强棱有很高的阻燃性；通过添加滑石粉，滑石粉作为增强剂进一步提升管外层和加强棱的各种性能；通过添加纳米碳酸钙，改善嵌段共聚聚丙烯粉料和均聚聚丙烯粉料的流变性，且可提高管外层和加强棱的弯曲强度和弯曲弹性模量；通过添加偶联剂，偶联剂可改善滑石粉的表面性能，保证滑石粉可以与嵌段共聚聚丙烯粉料、均聚聚丙烯粉料完全相容；通过添加抗氧剂，保护管外层在受热、氧的影响下不至于降解。从而管外层和加强棱的抗弯性能好、拉伸强度高、耐热性好、导热性好、抗冲击能力好，尤其是有很高的阻燃性，使得非开挖电力用管道的使用更加可靠。
高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料40-50份；均聚聚丙烯粉料30-40份；增韧剂10-22份；滑石粉5-9份；纳米碳酸钙2-5份；偶联剂0.2-0.8份。以嵌段共聚聚丙烯粉料为主要基料，均聚聚丙烯粉料为主要辅料，嵌段共聚聚丙烯粉料和均聚聚丙烯粉料相互搭配，使得管内层有较好的弯曲模量、冲击强度和拉伸强度；通过添加增韧剂，增韧剂可以起到抗冲击的作用，确保材料的强度；通过添加滑石粉，滑石粉作为增强剂进一步提升管内层的各种性能；通过添加纳米碳酸钙，改善嵌段共聚聚丙烯粉料和均聚聚丙烯粉料的流变性，且可提高内层的弯曲强度和弯曲弹性模量；通过添加偶联剂，偶联剂可改善滑石粉的表面性能，保证滑石粉可以与嵌段共聚聚丙烯粉料、均聚聚丙烯粉料完全相容。从而管内层具有较高的拉伸轻度强度、良好的耐热性和导热性，尤其有很高的抗弯性，保证非开挖电力用管道内电缆使用的安全性。通过设置具有高阻燃性的管外层1和高强度的管内层2，并在管外层1和管内层 2之间设置抗压层3和阻燃层4，使得电开挖电力用管道的弯曲模量可到 1450MPa以上，阻燃等级达到V0，-20℃冲击强度可达到14kJ/m2以上，保证非开挖电力用管道使用的可靠性。
加强棱11包括第一加强棱111和第二加强棱112，第一加强棱111沿着管外层的轴向设置，第二加强棱112垂直于第一加强棱111设置。通过设置沿着管外层的轴向设置的第一加强棱111和垂直与第一加强棱111设置的第二加强棱 112，使得管外层1在轴向和周向方向上环刚度增加，提高管外层1的弯曲模量，并增加管外层1的强度，且增加了管外层1与土壤的接触面积，土壤作用在非开挖电力用管道的压强减小，使得非开挖电力用管道不容易被土壤破坏，提升非开挖电力用管道使用的可靠性，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
第一加强棱111设置有多个且沿着管外层1的周向均布间隔设置，通过设置多个第一加强棱111，多个第一加强棱111沿着管外层1的周向均布间隔设置，进一步提高管外层1的弯曲模量，并且使得管外层1的受力更加均匀；第二加强棱112设置有多个且沿着管外层1的轴向均布间隔设置，通过设置多个第二加强112，多个第二加强棱112沿着管外层1的轴向均布间隔设置，提高管外层 1的强度和环刚度，使得管外层1更加抗压，并且使得管外层1的受力更加均匀。同时，进一步增加了管外层1与土壤的接触面积，从而减小土壤作用在非开挖电力用管道上的压强，使得非开挖电力用管道不容易被土壤破坏，提升非开挖电力用管道使用的可靠性，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
管外层1的厚度为D1，管内层2的厚度为D2，D2/D1＝3。管内层的厚度为管外层厚度的3倍，使得在满足阻燃性能的同时提升非开挖电力用管道的弯曲弹性模量和强度，使得非开挖电力用管道性能最优化，延长非开挖电力用管道的使用寿命。
嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.4g/10min、弯曲弹性模量在 1200MPa以上、-20℃冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在25Mpa以上的管材级粉料，使管外层和管内层都具有较大的弯曲模量、拉伸强度和冲击强度。
均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.8g/10min、弯曲弹性模量在1800MPa 以上，23℃缺口冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在34Mpa以上的管材级粉料，使管外层和管内层都具有较大的弯曲模量、拉伸强度和冲击强度。
管外层1的外表面设有防腐涂层，防腐涂层由环氧粉末涂制成。通过在管外层的外表面设置防腐涂层，提升非开挖电力用管道的防腐能力，从而延长非开挖电力用管道的使用寿命。
管内层2的内表面设有绝缘涂层，绝缘涂层的厚度不小于1mm。通过在管内层的内表面设置绝缘涂层，避免非开挖电力用管道内电缆漏电造成的安全隐患，提升非开挖电力用管道使用的安全性。本实施例中，绝缘涂层的厚度为2mm，可以达到良好的绝缘效果，并且不容易完全刮伤，保证绝缘涂层的完整性。
具体的，抗压层由若干条涤纶丝编制而成，使得有较强的抗压强度，不容易被压坏，使得非开挖电力用管道的使用更加可靠。
阻燃层由聚乙烯材料制成。
阻燃剂采用磷酸甲苯-二苯酯。
增韧剂为EVA。
偶联剂采用硅烷偶联剂。
抗氧剂采用1010与亚磷酸酯复配体系。
可以理解的，绝缘涂层的厚度也可以为1mm，1.5mm，2.5mm，3mm，4mm 等等。
本发明最佳实施例一如下：阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料52份，均聚聚丙烯粉料25份，阻燃剂12份，滑石粉6份，纳米碳酸钙4份，偶联剂0.4份，抗氧剂0.6份。
高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料46份，均聚聚丙烯粉料30份，增韧剂15份，滑石粉6.4份，纳米碳酸钙2份，偶联剂 0.6份。
本发明最佳实施例二如下：阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料50份，均聚聚丙烯粉料29份，阻燃剂10份，滑石粉8份，纳米碳酸钙2份，偶联剂0.45份，抗氧剂0.55份。
高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料42份，均聚聚丙烯粉料32份，增韧剂16份，滑石粉7份，纳米碳酸钙2.4份，偶联剂 0.6份。
本发明最佳实施例三如下：阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料49份，均聚聚丙烯粉料27份，阻燃剂14份，滑石粉4份，纳米碳酸钙5份，偶联剂0.5份，抗氧剂0.5份。
高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料48份，均聚聚丙烯粉料33份，增韧剂10份，滑石粉6份，纳米碳酸钙2.5份，偶联剂 0.5份。
上述三个最佳实施例非开挖电力用管道的性能数据如下表：
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (10)
1.一种非开挖电力用管道，包括管外层和管内层，其特征在于，所述管外层的外表面设有加强棱，管外层和管内层之间设有抗压层和阻燃层，管外层和加强棱由阻燃聚丙烯制成，管内层由高强度聚丙烯制成；
所述阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料45-55份；
均聚聚丙烯粉料25-40份；阻燃剂8-16份；滑石粉4-8份；纳米碳酸钙2-5份；偶联剂0.2-0.6份；抗氧剂0.4-0.8份；
所述高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料40-50份；均聚聚丙烯粉料30-40份；增韧剂10-22份；滑石粉5-9份；纳米碳酸钙2-5份；偶联剂0.2-0.8份。
2.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述阻燃聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料52份，均聚聚丙烯粉料25份，阻燃剂12份，滑石粉6份，纳米碳酸钙4份，偶联剂0.4份，抗氧剂0.6份。
3.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述高强度聚丙烯包括以下重量份的原料组分：嵌段共聚聚丙烯粉料46份，均聚聚丙烯粉料30份，增韧剂15份，滑石粉6.4份，纳米碳酸钙2份，偶联剂0.6份。
4.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述加强棱包括第一加强棱和第二加强棱，第一加强棱沿着管外层的轴向设置，第二加强棱垂直于第一加强棱设置。
5.根据权利要求4所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述第一加强棱设置有多个且沿着管外层的周向均布间隔设置，第二加强棱设置有多个且沿着管外层的轴向均布间隔设置。
6.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述管外层的厚度为D1，管内层的厚度为D2，D2/D1＝3。
7.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述嵌段共聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.4g/10min、弯曲弹性模量在1200MPa以上、-20℃冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在25Mpa以上的管材级粉料。
8.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述均聚聚丙烯粉料采用熔体流动速率为0.8g/10min、弯曲弹性模量在1800MPa以上，23℃缺口冲击强度在14kJ/m2以上、拉伸强度在34Mpa以上的管材级粉料。
9.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述管外层的外表面设有防腐涂层，防腐涂层由环氧粉末涂制成。
10.根据权利要求1所述非开挖电力用管道，其特征在于，所述管内层的内表面设有绝缘涂层，绝缘涂层的厚度不小于1mm。
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