CN110172209A - 一种高散热耐腐蚀型阻燃mpp波纹管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管及其制备方法。高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管包括以下组分：聚丙烯、玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂、增塑剂、导热填料、耐腐蚀填料、滑石粉、水镁石粉、纳米云母粉、氯化聚乙烯、丁苯橡胶、氧化聚乙烯蜡、颜料；导热填料包括以下组分：氧化锆粉末、碳化硅、铁粉、钢丝绒、石墨烯、环氧树脂胶黏剂、聚乙烯醇溶液、聚苯醚；耐腐蚀填料包括以下组分：铸石粉、陶瓷微粉、碳酸氢钙、乙烯基树脂乳液、硅微粉。本发明的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管具有散热性和阻燃性好，耐腐蚀性能优异的优点。

Description

一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力保护管技术领域，更具体地说，它涉及一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管及其制备方法。

背景技术

MPP管是采用改性聚丙烯为主要原材料的非开挖电力管，其铺设无须大量挖泥、挖土及破坏路面，主要在道路、铁路、建筑物、河床下等特殊地段敷设使用。与传统的“挖槽埋管法”相比，非开挖电力管工程更适应当前的环保要求，能够避免因传统施工所造成的尘土飞扬、交通阻塞等扰民因素。

现有技术中，申请号为CN201210512390.1的中国发明专利中公开了一种改性聚丙烯波纹管及其制造方法，由改性聚丙烯材料制成：按重量计，所述改性聚丙烯材料的组成为基料100份、聚四氟乙烯0.1-1份、硬脂酸钙0.1-1份、抗氧剂0.2-1份、颜料0.01-0.1份；所述基料由65-80％的聚丙烯、5-10％的三元乙丙橡胶、15-25％的微胶囊红磷母粒组成。其制造方法包括下述步骤：制备改性聚丙烯材料；制造改性聚丙烯波纹管。

现有的这种改性聚丙烯波纹管具有优良的阻燃性能、较高的热变形温度以及较佳的低温抗冲击性能，但因当该改性聚丙烯波纹管用于保护高压电缆线时，因电缆线在负荷状态下处于发热状态，管材内经常保持较高的温度，使得电缆绝缘层使用寿命较短，易发生老化龟裂、短路等现象，且管道长期埋于地下，雨水、污水等容易侵蚀管道外壁，使管道外壁腐蚀破裂，大大减少了使用寿命，因此研制一种在具有优异阻燃性能的基础上，具有较好的散热性和耐腐蚀性的MPP波纹管是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其具有散热性和阻燃性好，耐腐蚀性能优异的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法，其具有制备过程简单，易于操作，可快速完成大量波纹管的制作的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，包括以下重量份的组分：40-60份聚丙烯、10-20份玻璃纤维、1-2份偶联剂、1-3份抗氧剂、2-5份增塑剂、5-10份导热填料、5-10份耐腐蚀填料、10-25份滑石粉、3-15份水镁石粉、5-10份纳米云母粉、3-6份氯化聚乙烯、1-3份丁苯橡胶、5-8份氧化聚乙烯蜡、5-10份颜料；

所述导热填料包括以下重量份的组分：5-10份氧化锆粉末、5-10份碳化硅、5-8份铁粉、10-18份钢丝绒、5-10份石墨烯、3-6份环氧树脂胶黏剂、20-25份聚乙烯醇溶液、30-40份聚苯醚；所述耐腐蚀填料包括以下重量份的组分：10-15份铸石粉、10-20份陶瓷微粉、10-20份碳酸氢钙、15-20份乙烯基树脂乳液、8-12份硅微粉。

通过采用上述技术方案，由于采用滑石粉、水镁石粉和纳米云母粉作为阻燃剂，可使MPP波纹管具有较好的阻燃性能，且燃烧时，无大量有毒气体产生，较为环保，玻璃纤维可改善MPP波纹管的力学性能，使MPP波纹管的拉伸强度、弯曲强度等较强，加工性能较好；丁苯橡胶的耐冲击性能好，可改善MPP波纹管的耐冲击性能；耐热填料中氧化锆粉末、碳化硅、石墨烯、铁粉和钢丝绒均具有较好的热导率，填充于MPP波纹管中，可提高MPP波纹管的导热系数，从而提高其散热性能，防止由于MPP波纹管传热速度较慢导致MPP波纹管内的热量聚集，使波纹管内的电缆绝缘层受到损坏，同时氧化锆的熔点为2715℃，具有高硬度、高强度、高韧性、高耐磨性和耐化学腐蚀性等优良的物化性能，碳化硅具有耐高温腐蚀、高导热率、热膨胀系数小，热稳定性好、高温机械强度高等优点，二者相互协同，可提高MPP波纹管的导热系数和高温抗氧化性能，使波纹管耐腐蚀性和耐老化性能较强，钢丝绒具有优异的耐磨性，其中的钢丝热传导系数大，可增加MPP波纹管的散热性能，防止管内热量聚集难以散失。

采用铸石粉、陶瓷微粉和硅微粉等原料制成耐腐蚀填料，铸石粉的主要成分为二氧化硅和氧化铝，并含有少量其他氧化物和氧化铁、氧化钙、二氧化钛等，具有优异的耐酸碱性和耐磨性，耐腐蚀性能是耐酸水泥的10倍以上，陶瓷微粉的分散性好、化学稳定性好、耐热温度高、绝缘性好，铸石粉和陶瓷微粉协同使用，可提高MPP波纹管的耐腐蚀性、耐久性、防火性能和耐高温性能，硅微粉的电绝缘性好，且不易与其他物质反应，与大部分酸、碱不发生化学反应，具有较强的耐腐蚀能力，且与各类树脂有良好的浸润性，吸附性好，易混合，无结团现象，乙烯基树脂是高度耐腐蚀树脂，填充于MPP波纹管内，可提高MPP波纹管的耐腐蚀性，同时乙烯基树脂中较多的仲羟基，可改善对玻璃纤维的润湿性和粘接性，提高波纹管的力学强度。

进一步地，所述氧化锆粉末由以下方法制成：将氧化锆和氧化铝、硅钙粉放入在球磨机中，湿磨至粒径≤5μm，干燥，压制成型，在1700-1900℃下煅烧2-3h，粉碎，使混合物中60-70％的颗粒粒径≤2μm，氧化锆、氧化铝和硅钙粉的质量比为1:(0.8-1):(0.5-0.8)。

通过采用上述技术方案，由于氧化铝的熔点高、硬度高，是电和热的良导体，硅钙粉是元素硅、钙和铁组成的复合合金，将氧化铝、硅钙粉与氧化锆混合，可发生协同作用，提高MPP波纹管的导热性和耐腐蚀性。

进一步地，所述导热填料由以下方法制成：(1)将氧化锆粉末、碳化硅和铁粉混合，并于60℃干燥后球磨10-20min，用质量分数为8-10％聚乙烯醇溶液浸泡20-30min，烘干后加入环氧树脂胶黏剂，继续研磨10-20min；

(2)将钢丝绒裁剪成2-3cm的小段，再研磨至颗粒粒径≤10μm，将聚苯醚加热至210-220℃，加入研磨后的钢丝绒，混合搅拌均匀后，加入石墨烯和步骤(1)所得物，在频率为25-30KHz的条件下超声振荡30-50min，制得导热填料。

通过采用上述技术方案，将氧化锆粉末、碳化硅和铁粉混合后，用聚乙烯醇浸泡后，可便于环氧树脂胶黏剂的粘附，环氧树脂胶黏剂将氧化锆、碳化硅和铁粉粘合起来，再将钢丝绒裁剪、研磨，用聚苯醚将钢丝绒、石墨烯和氧化锆、碳化硅和铁粉包裹起来，聚苯醚具有良好的耐磨性和阻燃性，机械强度高，用于包裹氧化锆等颗粒的环氧树脂胶黏剂和聚苯醚可增加氧化锆等颗粒的机械强度，使波纹管不仅散热性好，机械强度也较强。

进一步地，所述耐腐蚀填料由以下方法制成：将铸石粉、陶瓷微粉、硅微粉混合均匀，加入碳酸氢钙，混合均匀后，加热至40-50℃后，搅拌20-30min，干燥，研磨制成颗粒粒径≤2μm的粉末，向粉末中加入乙烯基树脂乳液，混合均匀，制得耐腐蚀填料。

通过采用上述技术方案，先向混合后的铸石粉、陶瓷微粉和硅微粉中加入碳酸氢钙，在加热，碳酸氢钙受热生成碳酸钙和二氧化碳，使混合粉末中形成气孔，再加入乙烯基树脂乳液，与混合石粉混合使，乙烯基树脂乳液可进入气孔中，充分填充于混合石粉中，与混合石粉充分接触，从而增强耐腐蚀填料的耐腐蚀性能，同时由碳酸氢钙生成的碳酸钙耐高温性能和耐腐蚀性好，可提高MPP波纹管的耐腐蚀性、阻燃性和耐高温性能。

进一步地，所述抗氧剂包括质量比为1:1.5-2.5的主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂1098和抗氧剂1024中的一种或几种的组合物，辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂242、抗氧剂THP-EPQ中的一种或几种的组合物。

进一步地，所述增塑剂为为邻苯二甲酸二丁酯、环氧大豆油和邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种的组合物。

进一步地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或几种的组合物。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法，包括以下步骤：

将聚丙烯、玻璃纤维、颜料、导热填料和耐腐蚀填料投入高速混料机中，在110-120℃下搅拌20-30min后，加入氯化聚乙烯、氧化聚乙烯蜡和丁苯橡胶，在恒温130℃的条件下喷洒抗氧剂，搅拌10-20min，加入偶联剂和增塑剂，升温至135-140℃，搅拌20-30min，加入滑石粉、水镁石粉和纳米云母粉，搅拌30-40min，挤出成型，制得高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管。

通过采用上述技术方案，将聚丙烯首先与导热填料和耐腐蚀填料先混合，可提高波纹管的耐腐蚀性和散热性，操作方便，生成效率高，质量稳定，使制得的MPP波纹管具有较佳的阻燃性、耐热性、抗氧化老化性能和耐冲击性，生产方法简单，易于操作。

进一步地，所述挤出设备一区温度为275-290℃，二区温度为285-298℃，三区温度为300-310℃，四区温度为305-315℃，五区温度为290-305℃。

进一步地，所述挤出机螺杆转速为10-50r/min，牵引速度为0.5-8m/min。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用向MPP波纹管中添加导热填料和耐腐蚀填料，由于导热填料中添加有氧化锆粉末、铁粉、碳化硅和钢丝绒，氧化锆粉末和碳化硅均具有较高的导热系数、强度和耐热温度，二者相互协同，可显著提高MPP波纹管的导热性能，使波纹管内热量容易散失，铁粉和钢丝绒的导热系数大，耐磨性能和耐高温性能好，在提高MPP波纹管散热性能的同时可提高漆阻燃性和耐磨性；耐腐蚀填料中因添加具有优异耐腐蚀性能的铸石粉和陶瓷微粉，二者相互协同，可增强MPP波纹管的耐腐蚀性能、阻燃性能和耐冲击性能。

第二、本发明中优选氧化铝、硅钙粉和氧化锆混合制成氧化锆粉末，由于氧化铝熔点高、硬度高，是电和热的良导体，硅钙粉是元素硅、钙和铁组成的复合合金，三者相互配合，制成的氧化锆粉末导热性能好、耐热温度高，阻燃和绝缘性强。

第三、本发明制备耐腐蚀填料时，通过向铸石粉、陶瓷微粉和硅微粉中加入碳酸氢钙后再加入乙烯基树脂乳液，可先在铸石粉、陶瓷微粉和硅微粉中的混合粉末中生成微小的气孔，再使乙烯基树脂乳液与混合粉末混合，乙烯基树脂乳液能够进入气孔中，与混合粉末充分接触，从而提高混合粉末的耐腐蚀性、耐水性和力学性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

导热填料的制备例1-3

制备例1-3中环氧树脂胶黏剂选自广州市中旷化工有限公司出售的货号为331的环氧树脂胶黏剂、聚苯醚选自广东创永佳新材料有限公司出售的型号为PP0-540Z的聚苯醚、钢丝绒选自东莞市大岭山美惠研磨材料厂出售的型号为1#的钢丝绒、铁粉选自灵寿县环伦矿产品加工厂出售的货号为962的铁粉、氧化锆粉末选自郑州市金水区腾达化工商行出售的型号为XS-91的氧化锆粉末、碳化硅选自清河县耀协金属材料有限公司出售的货号为YX099的碳化硅、氧化铝选自洛阳建材建筑设计研究院有限公司出售的型号为LC-AL2O3的纳米氧化铝、硅钙粉选自安阳恒翔冶金耐材有限公司出售的货号为0020的硅钙粉。

制备例1：(1)将5kg氧化锆粉末、5kg碳化硅和5kg铁粉混合，并于60℃干燥后球磨10min，用20kg质量分数为8％的聚乙烯醇溶液，浸泡20min,烘干后加入3kg环氧树脂胶黏剂，继续研磨10min；

(2)将10kg钢丝绒裁剪成2cm的小段，再研磨至颗粒粒径≤10μm，将30kg聚苯醚加热至210℃，加入研磨后的钢丝绒，混合搅拌均匀后，加入5kg石墨烯和步骤(1)所得物，在频率为25KHz的条件下超声振荡30min，制得导热填料，其中氧化锆粉末由以下方法制成：将氧化锆和氧化铝、硅钙粉放入球磨机中，湿磨至粒径≤5μm，干燥，压制成型，在1700℃下煅烧2h，粉碎，使混合物中60％的颗粒粒径≤2μm，氧化锆、氧化铝和硅钙粉的质量比为1:0.8:0.5。

制备例2：(1)将8kg氧化锆粉末、8kg碳化硅和6kg铁粉混合，并于60℃干燥后球磨15min，用23kg质量分数为9％的聚乙烯醇溶液浸泡25min，烘干后加入5kg环氧树脂胶黏剂，继续研磨15min；

(2)将14kg钢丝绒裁剪成2.5cm的小段，再研磨至颗粒粒径≤10μm，将35kg聚苯醚加热至215℃，加入研磨后的钢丝绒，混合搅拌均匀后，加入8kg石墨烯和步骤(1)所得物，在频率为28KHz的条件下超声振荡40min，制得导热填料，其中氧化锆粉末由以下方法制成：将氧化锆和氧化铝、硅钙粉放入球磨机中，湿磨至粒径≤5μm，干燥，压制成型，在1800℃下煅烧2.5h，粉碎，使混合物中65％的颗粒粒径≤2μm，氧化锆、氧化铝和硅钙粉的质量比为1:0.9:0.7。

制备例3：(1)将10kg氧化锆粉末、10kg碳化硅和8kg铁粉混合，并于60℃干燥后球磨20min，用25kg质量分数为10％的聚乙烯醇溶液浸泡30min，烘干后加入6kg环氧树脂胶黏剂，继续研磨20min；

(2)将18kg钢丝绒裁剪成3cm的小段，再研磨至颗粒粒径≤10μm，将40kg聚苯醚加热至220℃，加入研磨后的钢丝绒，混合搅拌均匀后，加入10kg石墨烯和步骤(1)所得物，在频率为30KHz的条件下超声振荡50min，制得导热填料，其中氧化锆粉末由以下方法制成：将氧化锆和氧化铝、硅钙粉放入球磨机中，湿磨至粒径≤5μm，干燥，压制成型，在1900℃下煅烧3h，粉碎，使混合物中70％的颗粒粒径≤2μm，氧化锆、氧化铝和硅钙粉的质量比为1:1:0.8。

耐腐蚀填料的制备例4-6

制备例4-6中铸石粉选自灵寿县顺泽矿产品加工厂出售的货号为582的铸石粉、陶瓷微粉选自灵寿县华伟矿产品加工厂出售的货号为08的陶瓷微粉、硅微粉选自常州市乐环商贸有限公司出售的货号为25的硅微粉、乙烯基树脂选自无锡欣叶豪化工有限公司型号为XYH4000、碳酸氢钙选自济南欧都新材料科技有限公司出售的货号为A5566的碳酸氢钙。

制备例4：将10kg铸石粉、10kg陶瓷微粉、8kg硅微粉混合均匀，加入10kg碳酸氢钙，混合均匀后，加热至40℃后，搅拌20min，干燥，研磨制成颗粒粒径≤2μm的粉末，向粉末中加入15kg乙烯基树脂乳液，混合均匀，制得耐腐蚀填料，乙烯基树脂乳液由质量比为1:3的乙烯基树脂和水混合而成。

制备例5：将13kg铸石粉、15kg陶瓷微粉、10kg硅微粉混合均匀，加入15kg碳酸氢钙，混合均匀后，加热至45℃后，搅拌25min，干燥，研磨制成颗粒粒径≤2μm的粉末，向粉末中加入18kg乙烯基树脂乳液，混合均匀，制得耐腐蚀填料，乙烯基树脂乳液由质量比为1:4的乙烯基树脂和水混合而成。

制备例6：将15kg铸石粉、20kg陶瓷微粉、12kg硅微粉混合均匀，加入20kg碳酸氢钙，混合均匀后，加热至50℃后，搅拌30min，干燥，研磨制成颗粒粒径≤2μm的粉末，向粉末中加入20kg乙烯基树脂乳液，混合均匀，制得耐腐蚀填料，乙烯基树脂乳液由质量比为1:5的乙烯基树脂和水混合而成。

实施例

实施例1-3中玻璃纤维选自河北京航矿产品有限公司出售的货号为2018的玻璃纤维、钛酸酯偶联剂选自广州市中杰化工科技有限公司出售的型号为KR-12的钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂选自南京向前化工有限公司出售的KH-550型硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂选自东莞市康锦新材料科技有限公司出售的DL411型铝酸酯偶联剂、丁苯橡胶选自上海缘橡实业有限公司出售的型号为1502的丁苯橡胶、氧化聚乙烯蜡选自上海德予得贸易有限公司出售的牌号为AC-316A的氧化聚乙烯蜡、有机橙色颜料选自苏州力颜化工有限公司出售的货号为0001866的有机橙色颜料、红色颜料选自广州腾而焰商贸有限公司出售的货号为3132的红色颜料、黑色颜料选自深圳市广虹塑胶颜料有限公司出售的货号为675的黑色颜料。

实施例1：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其原料配比如表1所示，该高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法如下：

将40kg聚丙烯、10kg玻璃纤维、5kg颜料、5kg导热填料和5kg耐腐蚀填料投入高速混料机中，在110℃下搅拌20min后，加入3kg氯化聚乙烯、5kg氧化聚乙烯蜡和1kg丁苯橡胶，在恒温130℃的条件下喷洒1kg抗氧剂，搅拌10min，加入1kg偶联剂和2kg增塑剂，升温至135℃，搅拌20min，加入10kg滑石粉、3kg水镁石粉和5kg纳米云母粉，搅拌30min，挤出成型，制得高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，挤出设备一区温度为275℃，二区温度为285℃，三区温度为300℃，四区温度为305℃，五区温度为290℃，挤出机螺杆转速为10r/min，牵引速度为0.5m/min，导热填料由制备例1制成，耐腐蚀填料由制备例4制成，抗氧剂包括质量比为1:1.5的主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为抗氧剂1076，辅助抗氧剂为抗氧剂168，偶联剂为钛酸酯偶联剂，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，颜料采用有机橙色颜料。

表1实施例1-3中高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的原料配比

实施例2：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其原料配比如表1所示，该高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法如下：

将50kg聚丙烯、15kg玻璃纤维、8kg颜料、8kg导热填料和8kg耐腐蚀填料投入高速混料机中，在115℃下搅拌25min后，加入4kg氯化聚乙烯、7kg氧化聚乙烯蜡和2kg丁苯橡胶，在恒温130℃的条件下喷洒2kg抗氧剂，搅拌15min，加入1.5kg偶联剂和3.5kg增塑剂，升温至138℃，搅拌25min，加入17kg滑石粉、9kg水镁石粉和8kg纳米云母粉，搅拌35min，挤出成型，制得高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，挤出设备一区温度为280℃，二区温度为290℃，三区温度为305℃，四区温度为310℃，五区温度为300℃，挤出机螺杆转速为30r/min，牵引速度为4.5m/min，导热填料由制备例2制成，耐腐蚀填料由制备例5制成，抗氧剂包括质量比为1:2的主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为抗氧剂242，偶联剂为硅烷偶联剂，增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯，颜料采用红色颜料。

实施例3：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其原料配比如表1所示，该高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法如下：

将60kg聚丙烯、20kg玻璃纤维、10kg颜料、10kg导热填料和10kg耐腐蚀填料投入高速混料机中，在120℃下搅拌30min后，加入6kg氯化聚乙烯、8kg氧化聚乙烯蜡和3kg丁苯橡胶，在恒温130℃的条件下喷洒3kg抗氧剂，搅拌20min，加入2kg偶联剂和5kg增塑剂，升温至140℃，搅拌30min，加入25kg滑石粉、15kg水镁石粉和10kg纳米云母粉，搅拌40min，挤出成型，制得高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，挤出设备一区温度为290℃，二区温度为298℃，三区温度为310℃，四区温度为315℃，五区温度为305℃，挤出机螺杆转速为50r/min，牵引速度为8m/min，导热填料由制备例3制成，耐腐蚀填料由制备例6制成，抗氧剂包括质量比为1:2.5的主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为质量比为1:1的抗氧剂1098和抗氧剂1024，辅助抗氧剂为抗氧剂THP-EPQ，偶联剂为铝酸酯偶联剂，增塑剂为环氧大豆油，颜料采用黑色颜料。

对比例

对比例1：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，原料中未添加导热填料。

对比例2：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，导热填料中未添加氧化锆粉末和碳化硅。

对比例3：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，导热填料中未添加钢丝绒。

对比例4：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，原料中未添加耐腐蚀填料。

对比例5：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，耐腐蚀填料中未添加铸石粉和陶瓷微粉。

对比例6：一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，与实施例1的区别在于，耐腐蚀填料中未添加乙烯基树脂乳液。

对比例7：以申请号为CN201711367888.2的中国发明专利申请文件中实施例1制得的MPP管作为对照，一种高阻燃高耐热的MPP管材，该MPP管材包括如下重量份的原料：聚丙烯树脂68份、抗氧剂0.1份、相容剂2份、阻燃剂8份、协效剂1份、丙烯酸酯纤维6份、耐热填料4份、改性微硅粉1.5份耐热填料，所述耐热填料是由碳酸钙、木质纤维素和硅化镁以重量比为3：3：2组成的混合物。抗氧剂是由主抗氧剂和辅抗氧剂以重量比为1：1.5组成的混合物，所述主抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅抗氧剂为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯。

性能检测试验

按照实施例1-3和对比例1-7中的方法制备MPP波纹管，并按照以下标准检测MPP波纹管的各项性能，检测结果如表2所示：

1、阻燃性能：按照GB/T2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》进行检测；

2、耐腐蚀性：将MPP管放在质量浓度为30％的氢氧化钠溶液中，MPP管完全浸入氢氧化钠水溶液中，浸泡24h，观察MPP波纹管的表面情况；

3、导热系数：按照GB/T3399-1982《塑料导热系数试验方法，护热平板法》

4、维卡耐热：按照GB/T1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》进行测试；5、拉伸强度：按照GB/T8804.2-2003《热塑性塑料管材拉伸性能测定第2部分》进行检测；6、环刚度：按照GB/T9647-2015《热塑性塑料管材环刚度测定》进行检测；

7、落锤冲击试验：按照GB/T14152-2001规定进行试验，在由实施例或对比例制得的管材上取10根长度为(20±2)mm的试样，置于温度为(22±2)℃空气或水浴中状态调节6h。

表2各实施例和各对比例制得的MPP管性能测试结果

由表2中数据可以看出，按照实施例1-3中方法制备的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管具有较高的导热系数、维卡耐热温度和环刚度，在氢氧化钠溶液中浸泡24h后无龟裂和剥落，落锤冲击无破裂，说明由本发明实施例1-3制备的高散热耐腐蚀阻燃MPP波纹管不仅阻燃性能好，耐腐蚀性能，散热性能和耐冲击强度均较为优异。

对比例1因MPP波纹管中未添加导热填料，由表2中数据可以看出，按照实施例1制备的波纹管浸泡氢氧化钠溶液后无龟裂和剥落，耐腐蚀性能好，但是导热系数和维卡耐热温度降低，落锤试验出现破裂，说明添加导热填料能够使MPP波纹管的导热系数，从而使波纹管的散热性能较好，同时提高波纹管的耐热温度和耐冲击性能。

对比例2因MPP波纹管内的导热填料中未添加氧化锆粉末和碳化硅，由检测数据可以看出，对比例2制得的波纹管耐腐蚀性能较好，但是散热性能、耐冲击性能和耐热性能有所降低，说明添加氧化锆粉末和碳化硅，二者能够协同作用，提高MPP波纹管的导热系数和耐热温度，使MPP波纹管具有较好的散热性、耐高温性和耐冲击性。

对比例3因MPP波纹管内的导热填料中未添加钢丝绒，对比例3制得的MPP波纹管与实施例1相比，导热系数降低，仅为0.48(W/m.K)，维卡耐热温度和环刚度减小，说明添加钢丝绒能够提高MPP波纹管的导热系数和维卡耐热温度，并增大环刚度，使MPP波纹管具有良好的散热性、较高的耐热温度和较强的耐冲击性。

对比例4因MPP波纹管中未添加耐腐蚀填料，有表2中数据可以看出，由对比例4制备的MPP波纹管与实施例1相比，导热系数、维卡耐热温度、环刚度均有所降低，且浸泡氢氧化钠溶液后出现龟裂和剥落现象，说明添加耐腐蚀填料能够提高MPP波纹管的耐热性、散热性和耐腐蚀性。

对比例5因MPP波纹管内的耐腐蚀填料中未添加铸石粉和陶瓷微粉，由检测数据可以看出，导热系数减少，环刚度和维卡温度降低，浸泡氢氧化钠溶液后出现龟裂和剥落，说明添加铸石粉和陶瓷微粉，能够提高MPP波纹管的散热性和耐腐蚀性。

对比例6因MPP波纹管中未添加乙烯基树脂乳液，由检测数据可以看出，MPP波纹管的导热系数与实施例1相差不大，但是浸泡氢氧化钠后，出现龟裂和剥落，说明添加乙烯基树脂乳液能够提高MPP波纹管的耐腐蚀性能。

对比例7为现有技术制备的MPP管材，由检测数据可以看出，现有技术制备的MPP管材的导热系数和耐腐蚀性能均不如实施例1-3制备的MPP管材，因此说明本发明制备的MPP波纹管，具有较好的散热性和耐腐蚀性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，包括以下重量份的组分：40-60份聚丙烯、10-20份玻璃纤维、1-2份偶联剂、1-3份抗氧剂、2-5份增塑剂、5-10份导热填料、5-10份耐腐蚀填料、10-25份滑石粉、3-15份水镁石粉、5-10份纳米云母粉、3-6份氯化聚乙烯、1-3份丁苯橡胶、5-8份氧化聚乙烯蜡、5-10份颜料；

所述导热填料包括以下重量份的组分：5-10份氧化锆粉末、5-10份碳化硅、5-8份铁粉、10-18份钢丝绒、5-10份石墨烯、3-6份环氧树脂胶黏剂、20-25份聚乙烯醇溶液、30-40份聚苯醚；

所述耐腐蚀填料包括以下重量份的组分：10-15份铸石粉、10-20份陶瓷微粉、10-20份碳酸氢钙、15-20份乙烯基树脂乳液、8-12份硅微粉。

2.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述氧化锆粉末由以下方法制成：将氧化锆和氧化铝、硅钙粉放入在球磨机中，湿磨至粒径≤5μm，干燥，压制成型，在1700-1900℃下煅烧2-3h，粉碎，使混合物中60-70%的颗粒粒径≤2μm，氧化锆、氧化铝和硅钙粉的质量比为1:(0.8-1):(0.5-0.8)。

3.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述导热填料由以下方法制成：

（1）将氧化锆粉末、碳化硅和铁粉混合，并于60℃干燥后球磨10-20min，用质量分数为8-10%聚乙烯醇溶液浸泡20-30min，烘干后加入环氧树脂胶黏剂，继续研磨10-20min；

（2）将钢丝绒裁剪成2-3cm的小段，再研磨至颗粒粒径≤10μm，将聚苯醚加热至210-220℃，加入研磨后的钢丝绒，混合搅拌均匀后，加入石墨烯和步骤（1）所得物，在频率为25-30KHz的条件下超声振荡30-50min，制得导热填料。

4.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述耐腐蚀填料由以下方法制成：

将铸石粉、陶瓷微粉、硅微粉混合均匀，加入碳酸氢钙，混合均匀后，加热至40-50℃后，搅拌20-30min，干燥，研磨制成颗粒粒径≤2μm的粉末，向粉末中加入乙烯基树脂乳液，混合均匀，制得耐腐蚀填料。

5.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述抗氧剂包括质量比为1:1.5-2.5的主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂1098和抗氧剂1024中的一种或几种的组合物，辅助抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂242、抗氧剂THP-EPQ中的一种或几种的组合物。

6.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述增塑剂为为邻苯二甲酸二丁酯、环氧大豆油和邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种的组合物。

7.根据权利要求1所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或几种的组合物。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚丙烯、玻璃纤维、颜料、导热填料和耐腐蚀填料投入高速混料机中，在110-120℃下搅拌20-30min后，加入氯化聚乙烯、氧化聚乙烯蜡和丁苯橡胶，在恒温130℃的条件下喷洒抗氧剂，搅拌10-20min，加入偶联剂和增塑剂，升温至135-140℃，搅拌20-30min，加入滑石粉、水镁石粉和纳米云母粉，搅拌30-40min，挤出成型，制得高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管。

9.根据权利要求8所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法，其特征在于，所述挤出设备一区温度为275-290℃，二区温度为285-298℃，三区温度为300-310℃，四区温度为305-315℃，五区温度为290-305℃。

10.根据权利要求8所述的高散热耐腐蚀型阻燃MPP波纹管的制备方法，其特征在于，所述挤出机螺杆转速为10-50r/min，牵引速度为0.5-8m/min。