CN109485967A - 一种聚乙烯多孔梅花管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙烯多孔梅花管，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯65‑70份、聚酰胺24‑28份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物55‑60份、复合阻燃聚乙烯醇40‑45份、碳纳米管14‑17份、塑化剂5‑8份、偶氮二异丁腈18‑21份、功能助剂3‑5份。本发明在梅花管制备过程中通过低密度聚乙烯和乙烯‑醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性，同时由于复合阻燃聚乙烯醇聚在高温熔融状态下具有一定的粘结性能，能够将碳纳米管均匀的粘结固定在第一步中制备的大分子树脂中，进而提高大分子树脂的强度。
Description
技术领域
本发明属于梅花管的制备领域，涉及一种聚乙烯多孔梅花管及其制备方法。
背景技术
梅花管是以PVC粒子为主要材料加上其他配方经过独特的模具而形成的一种梅花状的通信管材，又称蜂窝管，有五孔、七孔和九孔三种类型，此种管材内壁光滑，直接可穿光缆，可节省工时，其结构合理，使用价值高，寿命长，它主要用于通信电缆护套管。
现有的梅花管制备过程中直接通过添加增强剂提高梅花管的拉伸强度，但是在梅花管制备过程中通过熔融会改变增强剂的分散性能，同时直接通过聚乙烯材料制备的梅花管强度较低，并且现有的梅花管制备过程中直接添加阻燃剂实现阻燃性能，但是阻燃剂容易团聚，使得梅花管壁的阻燃性能不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯多孔梅花管及其制备方法，该梅花管制备过程中通过低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性，同时由于复合阻燃聚乙烯醇聚在高温熔融状态下具有一定的粘结性能，能够将碳纳米管均匀的粘结固定在第一步中制备的大分子树脂中，进而提高大分子树脂的强度，解决了现有梅花管直接通过聚乙烯制备强度较低，同时直接添加增强剂在梅花管制备过程中熔融会改变增强剂的分散性能，影响梅花管整体的强度分布。
本发明的复合阻燃聚乙烯醇具有较高的阻燃特性，分散在大分子树脂中时使得树脂具有一定的阻燃能力，进而使得制备的梅花管具有较高的阻燃能力，当复合阻燃剂加入聚乙烯醇中后通过聚乙烯醇进行粘结，同时由于聚乙烯醇分子链上含有羟基，在甲苯二异氰酸酯的交联作用下实现各个聚乙烯醇分子之间的交联固定，进而将复合阻燃剂包覆在交联后的网状结构中，即使在聚乙烯醇熔融时也不会脱离，使得复合阻燃剂能够均匀分散在树脂中，实现树脂中阻燃性能的分布均匀稳定，解决了现有的梅花管制备过程中直接添加阻燃剂实现阻燃性能，但是阻燃剂容易团聚，使得梅花管壁的阻燃性能不均匀的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚乙烯多孔梅花管，包括如下重量份的原料：
低密度聚乙烯65-70份、聚酰胺24-28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物55-60份、复合阻燃聚乙烯醇40-45份、碳纳米管14-17份、塑化剂5-8份、偶氮二异丁腈18-21份、功能助剂3-5份；
其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8；
其中复合阻燃聚乙烯醇的具体制备过程如下：
步骤1：将一定量的红磷加入水中，同时向其中加入一定量的氢氧化钠，混合均匀后向其中逐滴加入质量分数为5％的氯化镁水溶液，边滴加边搅拌，滴加完全后反应30-50min后进行过滤，然后用乙醇、干燥，得到复合阻燃剂，由于红磷均匀分散在氢氧化钠溶液中，而氯化镁直接与红磷表面的氢氧根离子发生沉淀反应，形成的氢氧化镁直接沉积在红磷表面，使得红磷表面包覆一层氢氧化镁胶体；每克红磷中加入水10mL,加入氢氧化钠1.2g，加入氯化镁水溶液20mL；
步骤2：称取一定量的低分子量聚乙烯醇加入80℃的水中溶解，同时向其中加入步骤1中制备的复合阻燃剂，然后在80℃下超声分散30min，然后在恒温条件下逐滴向反应容器中滴加甲苯二异氰酸酯，滴加完全后反应2h，降温至室温后，过滤洗涤得到复合阻燃聚乙烯醇，由于聚乙烯醇具有较高的粘结性能，当复合阻燃剂加入聚乙烯醇中后通过聚乙烯醇进行粘结，同时由于聚乙烯醇分子链上含有羟基，在甲苯二异氰酸酯的交联作用下实现各个聚乙烯醇分子之间的交联固定，进而将复合阻燃剂包覆在交联后的网状结构中，即使在聚乙烯醇熔融时也不会脱离，反应结构式如图1所示；每克低分子量聚乙烯醇中加入复合阻燃剂0.53-0.58g，加入甲苯二异氰酸酯1.05-1.09g；
一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，具体制备过程如下：
第一步，将低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，然后向其中加入偶氮二异丁腈，恒温混炼1h，再向其中加入聚酰胺和功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入复合阻燃聚乙烯醇和碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入塑化剂，保持温度不变，混炼20min；由于复合阻燃聚乙烯醇聚在高温熔融状态下具有一定的粘结性能，能够将碳纳米管均匀的粘结固定在第一步中制备的大分子树脂中，进而提高大分子树脂的强度，同时复合阻燃聚乙烯醇具有较高的阻燃特性，分散在大分子树脂中时使得树脂具有一定的阻燃能力，进而使得制备的梅花管具有较高的阻燃能力；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
本发明的有益效果：
本发明在梅花管制备过程中通过低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性，同时由于复合阻燃聚乙烯醇聚在高温熔融状态下具有一定的粘结性能，能够将碳纳米管均匀的粘结固定在第一步中制备的大分子树脂中，进而提高大分子树脂的强度，解决了现有梅花管直接通过聚乙烯制备强度较低，同时直接添加增强剂在梅花管制备过程中熔融会改变增强剂的分散性能，影响梅花管整体的强度分布。
本发明的复合阻燃聚乙烯醇具有较高的阻燃特性，分散在大分子树脂中时使得树脂具有一定的阻燃能力，进而使得制备的梅花管具有较高的阻燃能力，当复合阻燃剂加入聚乙烯醇中后通过聚乙烯醇进行粘结，同时由于聚乙烯醇分子链上含有羟基，在甲苯二异氰酸酯的交联作用下实现各个聚乙烯醇分子之间的交联固定，进而将复合阻燃剂包覆在交联后的网状结构中，即使在聚乙烯醇熔融时也不会脱离，使得复合阻燃剂能够均匀分散在树脂中，实现树脂中阻燃性能的分布均匀稳定，解决了现有的梅花管制备过程中直接添加阻燃剂实现阻燃性能，但是阻燃剂容易团聚，使得梅花管壁的阻燃性能不均匀的问题。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明复合阻燃聚乙烯醇反应结构式。
具体实施方式
请参阅图1，结合如下实施例进行详细说明：
实施例1：
复合阻燃聚乙烯醇的具体制备过程如下：
步骤1：将1kg红磷加入10L水中，同时向其中加入1.2kg氢氧化钠，混合均匀后向其中逐滴加入20L质量分数为5％的氯化镁水溶液，边滴加边搅拌，滴加完全后反应30-50min后进行过滤，然后用乙醇、干燥，得到复合阻燃剂；
步骤2：称取1kg低分子量聚乙烯醇加入80℃的水中溶解，同时向其中加入0.53kg步骤1中制备的复合阻燃剂，然后在80℃下超声分散30min，然后在恒温条件下逐滴向反应容器中滴加1.05kg甲苯二异氰酸酯，滴加完全后反应2h，降温至室温后，过滤洗涤得到复合阻燃聚乙烯醇；
实施例2：
复合阻燃聚乙烯醇的具体制备过程如下：
步骤1：将1kg红磷加入10L水中，同时向其中加入1.2kg氢氧化钠，混合均匀后向其中逐滴加入20L质量分数为5％的氯化镁水溶液，边滴加边搅拌，滴加完全后反应30-50min后进行过滤，然后用乙醇、干燥，得到复合阻燃剂；
步骤2：称取1kg低分子量聚乙烯醇加入80℃的水中溶解，同时向其中加入0.58kg步骤1中制备的复合阻燃剂，然后在80℃下超声分散30min，然后在恒温条件下逐滴向反应容器中滴加1.09kg甲苯二异氰酸酯，滴加完全后反应2h，降温至室温后，过滤洗涤得到复合阻燃聚乙烯醇。
实施例3：
一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，具体制备过程如下：
第一步，将6.5kg低密度聚乙烯和5.5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，然后向其中加入1.8kg偶氮二异丁腈，恒温混炼1h，再向其中加入2.4kg聚酰胺和0.3kg功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性；其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入实施例1制备的复合阻燃聚乙烯醇和1.4kg碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入0.5kg塑化剂，保持温度不变，混炼20min；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
实施例4：
一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，具体制备过程如下：
第一步，将7kg低密度聚乙烯和6kg乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，然后向其中加入2.1kg偶氮二异丁腈，恒温混炼1h，再向其中加入2.8kg聚酰胺和0.5kg功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性；其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入实施例2制备的复合阻燃聚乙烯醇和1.7kg碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入0.8kg塑化剂，保持温度不变，混炼20min；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
实施例5：
一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，具体制备过程如下：
第一步，将6.5kg低密度聚乙烯和5.5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，然后向其中加入1.8kg偶氮二异丁腈，恒温混炼1h，再向其中加入2.4kg聚酰胺和0.3kg功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性；其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入实施例1制备的复合阻燃剂和1.4kg碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入0.5kg塑化剂，保持温度不变，混炼20min；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
实施例6：
一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，具体制备过程如下：
第一步，将6.5kg低密度聚乙烯和5.5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，再向其中加入2.4kg聚酰胺和0.3kg功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性；其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入实施例1制备的复合阻燃聚乙烯醇和1.4kg碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入0.5kg塑化剂，保持温度不变，混炼20min；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
实施例7：
将实施例3-6中制备的多孔梅花管进行性能测定，具体测定过程如下：
在梅花管壁选取不同位置进行阻燃性能和强度的测定，具体测定结果如表1所示；
表1实施例3-6中制备的梅花管壁不同位置阻燃性能和拉伸强度测定结果
由表1可知，低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物在偶氮二异丁腈的作用下聚合，形成大分子树脂，进入能够提高梅花管的强度和韧性，同时由于复合阻燃聚乙烯醇聚在高温熔融状态下具有一定的粘结性能，能够将碳纳米管均匀的粘结固定在第一步中制备的大分子树脂中，进而提高大分子树脂的强度；同时复合阻燃聚乙烯醇具有较高的阻燃特性，分散在大分子树脂中时使得树脂具有一定的阻燃能力，进而使得制备的梅花管具有较高的阻燃能力，当复合阻燃剂加入聚乙烯醇中后通过聚乙烯醇进行粘结，同时由于聚乙烯醇分子链上含有羟基，在甲苯二异氰酸酯的交联作用下实现各个聚乙烯醇分子之间的交联固定，进而将复合阻燃剂包覆在交联后的网状结构中，即使在聚乙烯醇熔融时也不会脱离，使得复合阻燃剂能够均匀分散在树脂中，实现树脂中阻燃性能的分布均匀稳定。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种聚乙烯多孔梅花管，其特征在于，包括如下重量份的原料：
低密度聚乙烯65-70份、聚酰胺24-28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物55-60份、复合阻燃聚乙烯醇40-45份、碳纳米管14-17份、塑化剂5-8份、偶氮二异丁腈18-21份、功能助剂3-5份；
其中复合阻燃聚乙烯醇的具体制备过程如下：
步骤1：将一定量的红磷加入水中，同时向其中加入一定量的氢氧化钠，混合均匀后向其中逐滴加入质量分数为5％的氯化镁水溶液，边滴加边搅拌，滴加完全后反应30-50min后进行过滤，然后用乙醇、干燥，得到复合阻燃剂；
步骤2：称取一定量的低分子量聚乙烯醇加入80℃的水中溶解，同时向其中加入步骤1中制备的复合阻燃剂，然后在80℃下超声分散30min，然后在恒温条件下逐滴向反应容器中滴加甲苯二异氰酸酯，滴加完全后反应2h，降温至室温后，过滤洗涤得到复合阻燃聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯多孔梅花管，其特征在于，其中功能助剂包括滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂，其中滑石粉、表面活性剂、抗氧化剂和润湿剂的质量比为12：2：3：8。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯多孔梅花管，其特征在于，步骤1中每克红磷中加入水10mL,加入氢氧化钠1.2g，加入氯化镁水溶液20mL。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯多孔梅花管，其特征在于，步骤2中每克低分子量聚乙烯醇中加入复合阻燃剂0.53-0.58g，加入甲苯二异氰酸酯1.05-1.09g。
5.一种聚乙烯多孔梅花管的制备方法，其特征在于，具体制备过程如下：
第一步，将低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物加入双螺杆挤出机中，在200℃下混炼3-5min，然后向其中加入偶氮二异丁腈，恒温混炼1h，再向其中加入聚酰胺和功能助剂，升温至230℃混炼5-10min；
第二步，待第一步中混炼机中的温度降低为180℃时，向其中加入复合阻燃聚乙烯醇和碳纳米管，恒温混炼10-15min，然后在向其中加入塑化剂，保持温度不变，混炼20min；
第三步，将第二步中混炼后得到的混合物经多孔梅花管模具挤出制备多孔梅花管；
第四步，将第三步制备的多孔梅花管进行切割成型。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112172077A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-01-05 | 任丘市华凯通信设备有限公司 | 一种梅花管材及其制备方法 |
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| CN1940014A (zh) * | 2006-09-29 | 2007-04-04 | 公安部四川消防研究所 | 白度化微胶囊红磷及其制备方法 |
| CN102888042A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-01-23 | 合肥安诺新型建材有限公司 | 一种用于耐热hdpe缠绕管的复合材料 |
| CN106496755A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-15 | 苏州沃尔兴电子科技有限公司 | 一种高收缩倍率阻燃热缩套管及其制备方法 |
-
2018
- 2018-10-26 CN CN201811258577.7A patent/CN109485967A/zh active Pending
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