CN109666243A - 一种pvc电力护套管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC电力护套管及其制备方法，所述PVC电力护套管包括下述原料：乙烯基树脂、聚氯乙烯、轻质钙、硅橡胶、石蜡、塑化剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂；本发明的有益效果为：本发明所述的PVC电力护套管中乙烯基树脂具有很好的耐腐蚀性，轻质钙有助其加工成型，降低加工成本，硅橡胶提高其高、低温稳定性及绝缘性，石蜡增加了其润滑性，塑化剂、稳定剂、抗氧化剂和阻燃剂的加入增加了其耐热、耐候性，耐氧化性、耐酸碱性能及耐燃性能，保证了产品的稳定性。即所述的PVC电力护套管具有优良的耐腐蚀、耐氧化、耐热、耐候、耐酸碱及耐燃性能，绝缘性能好，且表面比较光滑、摩擦系数比较小，产品的稳定性能比较高，延长了其使用性能。

Description

一种PVC电力护套管及其制备方法
技术领域
本发明属于PVC管制作领域，具体涉及一种PVC电力护套管及其制备方法。
背景技术
PVC(聚氯乙烯)是一种非结晶性多组分塑料、主要应用的是软质(SPVC)和硬质(RPVC)两种，材料具有不易燃性、高强度、耐热、耐腐蚀等性能。PVC硬管是将PVC树脂与稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂等助剂混合,经过造粒挤出成型或一次挤出成型,能取代橡胶管,用于输送液体、腐蚀性介质以及用作电缆套管。电缆保护管又名电缆管、电力电缆管、电力排管、电力电缆保护管等。
电缆保护管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。目前市场上的非开挖型电力电缆管材有PE和MPP两种类型的管材，而该两种材料所生产的管材在不同的使用领域有着不同的优势和劣势。
随着城市规划的现代化发展，电缆入地已成常态，通常采用非开挖技术进行施工，其具有不影响交通、对地层结构破坏小以及施工周期短等优点，但是，非开挖施工方法对电缆也具有较高的要求，电缆需要具有较高的强度和较好的韧性，而护套管是电力电缆常用的绝缘保护套管，现有的护套管大都采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料，与上述对电缆的要求相匹配，护套管也应当具有相匹配的性能，但是目前的护套管性能方面仍需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种PVC电力护套管及其制备方法。
一种PVC电力护套管，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂20-30份、聚氯乙烯80-90份、轻质钙10-12份、硅橡胶10-15份、石蜡0.5-1份、塑化剂2-3份、稳定剂0.5-0.8份、抗氧化剂0.5-1份、阻燃剂1-5份。
进一步地，所述PVC电力护套管，包括下述重量法的原料：乙烯基树脂25份、聚氯乙烯85份、轻质钙10份、硅橡胶12份、石蜡0.8份、塑化剂2份、稳定剂0.6份、抗氧化剂0.5份、阻燃剂3份。
乙烯基树脂是国际公认的高度耐腐蚀树脂，是由双酚型或酚醛型环氧树脂与甲基丙烯酸反应得到的一类变性环氧树脂，通常被称为乙烯基酯树脂，其秉承了环氧树脂的优良特性，固化性和成型性方面比较出色。此外，乙烯基树脂的加入可以促进PVC电力护套管原料间的互溶。
聚氯乙烯简称PVC，为无定形结构的白色粉末，是世界上产量最大的通用塑料。由聚氯乙烯制成的管道性能优越、成本较低，一直是应用量最大的塑料管，但我国的聚氯乙烯管道在质量水平及标准规范上需很大程度的提高。
轻质钙是一种化学物质，为白色粉末，在橡胶和塑料行业中用作填充剂，轻质钙加入塑料管道中可以起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大的作用，轻质钙的加入有助于塑料的加工成型，有助于提高产品表面的硬度，还可以提高制品表面的光泽和表面平整性，此外，轻质钙的加入降低了塑料管道制品的成本。
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子通常连有两个有机基团的橡胶。硅橡胶显著的特性是高温稳定性，在200℃以上的高温环境下，硅橡胶仍能保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且力学性能无明显变化，硅橡胶的低温性能也比较好，此外，硅橡胶具有优异的绝缘性能、耐电晕性和耐电弧性也非常好。
石蜡又称晶形蜡，是很好的绝缘体，加入PVC管道中可以起到润滑的作用。
进一步地，所述塑化剂为DEHP、DEP或DBP的一种。
DEHP为无色无臭液体，不溶于水，溶于乙醚、乙醇和矿物油等，是最广泛使用的增塑剂，与合成树脂和橡胶均有良好的相容性，其具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，电气性能高，耐热性和耐候性良好；DEP是邻苯二甲酸二乙酯该品为无色至微黄色澄清油状液体，常用作增塑剂和润滑剂使用；DBP是邻苯二甲酸二丁酯，是聚氯乙烯最常用的增塑剂，可使制品具有良好的柔软性、稳定性、耐挠曲性、粘结性，为无色透明液体，具有芳香气味，可溶于多种有机溶剂。
DEHP、DEP和DBP这类增塑剂的耐热性、耐水性、耐氧化性、耐酸碱性的性能均比较好，由于其热稳定性比较好，在一般环境下使用时不易析出，保证了产品的稳定性，可防止对自然界的污染。
进一步地，所述稳定剂为稀土稳定剂或铅盐稳定剂。
稀土稳定剂为PVC新型无毒热稳定剂，含有适量的稀土金属成分，具有相当好的热稳定性、光稳定性、透明性和着色力，其通过置换PVC分子中不稳定的烯丙基Cl原子或叔碳位氯原子抑制脱HCl,能与PVC分子中的双烯发生加成反应，破坏共轭结构，防止色变，能捕捉自由基，防止链式反应。
铅盐稳定剂具有卓越的热稳定性、具有络合能力，可以取代不稳定氯原子，金属含量比较高，吸收HCl能力较强，且具有优良的电绝缘性。
进一步地，所述抗氧化剂为抗氧化剂168或抗氧化剂TNP。
抗氧化剂168为低挥发性有机合成抗氧阻聚剂，具有耐高温、挥发性低、耐水解性突出等特点，可防止聚合物在加工过程中氧化降解所导致的分子量变化，防止颜色变化。
抗氧化剂TNP是合成橡胶、天然橡胶、聚烯烃塑料、胶乳等有效的抗氧化剂与稳定剂，具有耐热、耐氧化、不污染等特性。
进一步地，所述阻燃剂为三聚氰胺和多聚磷酸酯混合组成的阻燃剂。
三聚氰胺具有可以提高产品的物理力学性能，吸湿性低、阻燃剂不会析出，安全无毒、环保等优点，三聚氰胺与多聚磷酸酯发挥协同作用，能提高其阻燃性能。
进一步地，所述PVC护套管的外表面涂覆有一层耐腐蚀涂料层。
进一步地，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂20-30份、聚四氟乙烯10-15份、石英粉10-18份、粘结剂3-5份、相容剂1-3份、碳纤维5-9份、丙酮3-10份。
所述PVC电力护套管的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料高温混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。由于所述的涂料中粘结剂的加入能使所述涂料粘合在管道的表面不脱落，增加了管道的耐腐蚀性能。
进一步地，步骤(1)中，所述粉末的细度为80-90目。
进一步地，步骤(2)中，所述搅拌的温度为90-100℃，搅拌速度为40-50r/min，搅拌时间为30-40min。
本发明的有益效果为：本发明所述的PVC电力护套管中含有的乙烯基树脂具有很好的耐腐蚀性，提高了PVC电力护套管的耐腐蚀性，轻质钙的加入有助于PVC电力护套管的加工成型，降低其加工成本，硅橡胶提高PVC电力护套管的高、低温稳定性及绝缘性，石蜡增加了其润滑性，PVC电力护套管中塑化剂、稳定剂、抗氧化剂和阻燃剂的加入增加了其耐热、耐候性，耐氧化性、耐酸碱性能及耐燃性能，保证了产品的稳定性。
本发明所述的PVC电力护套管具有优良的耐腐蚀、耐氧化、耐热、耐候、耐酸碱及耐燃性能，绝缘性能好，且表面比较光滑、摩擦系数比较小，产品的稳定性能比较高，延长了其使用性能。此外，本发明所述的PVC电力护套管不含有有污染环境的的填料，环保无污染。
具体实施方式
实施例一
一种PVC电力护套管，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂26kg、聚氯乙烯88kg、轻质钙10kg、硅橡胶14kg、石蜡0.6kg、塑化剂3kg、稳定剂0.5kg、抗氧化剂0.5kg、阻燃剂2kg；
所述PVC电力护套管的外表面喷涂有一层耐腐蚀涂料层，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂20kg、聚四氟乙烯10kg、石英粉10kg、粘结剂3kg、相容剂1kg、碳纤维5kg、丙酮3kg。
所述PVC电力护套管的制备方法为，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料高温混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。
实施例一所述PVC电力护套管和对照组市场上售卖的PVC电力护套管的耐碱性性能研究，如表1所示：
表1
性能项目 实施例一 对照组
拉伸强度(MPa) 13.9 11.1
绝缘电阻(MΩ) 10.8 5.9
20℃×48h，4.5mol/L氢氧化钠溶液处理
拉伸强度变化率 －5.0％ －16.0％
扯断伸长率变化率 －8.0％ －20.10％
从表1可以得知，本发明所述PVC电力护套管机械强度拉伸性能及绝缘性均优于市面上售卖的PVC电力护套管的拉伸强度及绝缘性能。且经碱液处理后，其拉伸强度及折断伸长率相对于市场上售卖的PVC电力护套管来说变化不是很明显，即所述PVC电力护套管具有优良的耐碱性能。
实施例二
一种PVC电力护套管，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂20kg、聚氯乙烯80kg、轻质钙10kg、硅橡胶10kg、石蜡0.5kg、塑化剂DBP 2kg、稀土稳定剂0.5kg、抗氧化剂TPP0.5kg、三聚氰胺和多聚磷酸酯混合阻燃剂1kg；
所述PVC电力护套管的外表面喷涂有一层耐腐蚀涂料层，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂23kg、聚四氟乙烯12kg、石英粉12kg、粘结剂3kg、相容剂2kg、碳纤维6kg、丙酮5kg。
所述PVC电力护套管的制备方法为，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成细度为80目的粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料在搅拌温度为90℃的条件下以40r/min的搅拌速度搅拌30min，混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。
实施例二所述PVC电力护套管和对照组市场上售卖的PVC电力护套管的耐老化性能研究，如表2所示：
表2
性能项目 实施例二 对照组
135℃×168h老化处理
拉伸强度变化率 -4.8％ -10.8％
折断伸长率变化率 -2.3％ -19.5％
从表2可知：本发明所述PVC电力护套管经老化处理后，其拉伸强度及折断伸长率相对于市场上售卖的PVC电力护套管来说变化不是很明显，即所述PVC电力护套管具有优良的耐老化性能。
实施例三
一种PVC电力护套管，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂25kg、聚氯乙烯85kg、轻质钙11kg、硅橡胶12kg、石蜡0.8kg、塑化剂DEP 2.5kg、铅盐稳定剂0.6kg份、抗氧化剂TNP0.8kg、阻燃剂3kg；
所述PVC电力护套管的外表面喷涂有一层耐腐蚀涂料层，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂25kg、聚四氟乙烯13kg、石英粉15kg、粘结剂4kg、相容剂3kg、碳纤维8kg、丙酮7kg。
所述PVC电力护套管的制备方法为，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成细度为85目的粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料在搅拌温度为95℃的条件下以45r/min的搅拌速度搅拌35min，混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。
实施例三所述PVC电力护套管和对照组市场上售卖的PVC电力护套管的耐油性性能研究，如表3所示：
表3
从表3可知：本发明所述PVC电力护套管经浸油处理后，其拉伸强度及折断伸长率相对于市场上售卖的PVC电力护套管来说变化不是很明显，即所述PVC电力护套管具有优良的耐油性能。
实施例四
一种PVC电力护套管，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂30kg、聚氯乙烯90kg、轻质钙12kg、硅橡胶15kg、石蜡1kg、塑化剂DEHP 3kg、稀土稳定剂0.8kg、抗氧化剂1681kg、三聚氰胺和多聚磷酸酯混合阻燃剂5kg；
所述PVC电力护套管的外表面喷涂有一层耐腐蚀涂料层，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂30kg、聚四氟乙烯15kg、石英粉18kg、粘结剂5kg、相容剂3kg、碳纤维9kg、丙酮10kg。
所述PVC电力护套管的制备方法为，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成细度为90目的粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料在搅拌温度为100℃的条件下以50r/min的搅拌速度搅拌40min，混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。
实施例四所述PVC电力护套管和对照组市场上售卖的PVC电力护套管的耐酸性性能研究，如表4所示：
表4
性能项目 实施例四 对照组
耐酸性(20℃×48h，98％浓硫酸处理)
拉伸强度变化率 －9.5％ －27.5％
扯断伸长率变化率 －9.1％ －21.1％
从表4可知：本发明所述PVC电力护套管经浓硫酸处理后，其拉伸强度及折断伸长率相对于市场上售卖的PVC电力护套管来说变化不是很明显，即所述PVC电力护套管具有优良的耐酸性能。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其细节上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PVC电力护套管，其特征在于，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂20-30份、聚氯乙烯80-90份、轻质钙10-12份、硅橡胶10-15份、石蜡0.5-1份、塑化剂2-3份、稳定剂0.5-0.8份、抗氧化剂0.5-1份、阻燃剂1-5份。
2.根据权利要求1所述PVC电力护套管，其特征在于，包括下述重量份的原料：乙烯基树脂25份、聚氯乙烯85份、轻质钙10份、硅橡胶12份、石蜡0.8份、塑化剂2份、稳定剂0.6份、抗氧化剂0.5份、阻燃剂3份。
3.根据权利要求1所述PVC电力护套管，其特征在于，所述塑化剂为DEHP、DEP或DBP的一种；所述稳定剂为稀土稳定剂或铅盐稳定剂；所述抗氧化剂为抗氧化剂168、抗氧化剂TNP或抗氧化剂TPP的一种；所述阻燃剂为三聚氰胺和多聚磷酸酯混合组成的阻燃剂。
4.根据权利要求1所述PVC电力护套管，其特征在于，所述PVC护套管的外表面涂覆有一层耐腐蚀涂料层。
5.根据权利要求4所述PVC电力护套管，其特征在于，所述耐腐蚀涂料层由下述重量份的原料制成：环氧树脂20-30份、聚四氟乙烯10-15份、石英粉10-18份、粘结剂3-5份、相容剂1-3份、碳纤维5-9份、丙酮3-10份。
6.权利要求1-5之一所述PVC电力护套管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料中的块状原料粉碎成粉末，备用；
(2)将步骤(1)所得粉末和其余各原料高温混合搅拌均匀，得混合料；
(3)将混合料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；
(4)将所得颗粒料加入挤出成型机中进行成型，得管道备用；
(5)将耐腐蚀涂料层的各原料混合搅拌均匀，得涂料备用；
(6)将涂料均匀地喷涂在管道的外表面，得所述PVC电力护套管。
7.根据权利要求7所述PVC电力护套管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉末的细度为80-90目。
8.根据权利要求7所述PVC电力护套管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的温度为90-100℃，搅拌速度为40-50r/min，搅拌时间为30-40min。
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