CN110218399A - 一种阻燃pvc电缆管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃PVC电缆管及其制备方法。阻燃PVC电缆管包括以下组分：聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、阻燃母料、增塑剂、抗氧剂、氧化聚乙烯蜡、填料、偶联剂、耐腐蚀填料、抗冲击改性剂、颜料；耐腐蚀填料包括以下重量份的组分：5‑12份改性芳纶纤维、16‑20份陶粒、3‑8份石墨烯、15‑30份环氧树脂乳液、5‑10份膨润土、3‑6份陶瓷胶黏剂；抗冲击改性剂包括以下重量份的组分：11‑16份聚乳酸、7‑13份木质素纤维、4‑8份甜菜粕、3‑7份黄豆粕、8‑14份聚烯烃弹性体、5‑10份焦磷酸酯哌嗪、20‑30份聚苯乙烯树脂。本发明的阻燃PVC电缆管具有阻燃性能和耐腐蚀性能好，抗冲击性能强的优点。

Description

一种阻燃PVC电缆管及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬质PVC管材技术领域，更具体地说，它涉及一种阻燃PVC电缆管及其制备方法。
背景技术
在现代社会中电力电缆在我国的国民经济中发挥着重要的作用，而现在为了节约空间，避免意外的发生常常会把电力电缆埋设在地下，由于埋在地下的电力电缆拥有可靠的工作稳定性，不容易受到外力的干扰造成断路等现象，因此越来越受到人们的喜爱。
PVC原料来源广泛且价格低廉，是世界上用量最多的塑料之一，在中国乃至世界上均具有广泛的应用市场，它是中国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，同时也是工业上最早工业化生产的合成树脂之一。聚氯乙烯具有力学性能、电性能优良，耐酸碱能力极强，化学稳定性好，阻燃以及耐候等优点。
现有技术中，申请号为CN201210411359.9的中国发明专利申请文件中公开了一种高耐心低烟无卤阻燃硬聚氯乙烯管材及其制备工艺，由以下重量份的原料制成的：聚氯乙烯树脂100份、热稳定剂0.1-10.0份、增韧剂1-20份、金属氢氧化物阻燃剂10-80份、金属化合物阻燃协效剂1-20份、加工助剂0.5-3.0份、润滑剂1.1-5份、抗氧剂0.01-5份、着色剂0.03-5份、紫外线吸收剂0.1-5份。
现有的这种硬聚氯乙烯管材虽然阻燃性能好，但是当铺设在岩海城市的地下时，因为岩海城市的土壤中，盐分含量较大，易腐蚀聚氯乙烯管道的表面，且聚氯乙烯管道的耐冲击性能较差，脆性较大，因此，研发一种阻燃性能和耐腐蚀性较好，抗冲击强度高的PVC电缆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阻燃PVC电缆管，其具有阻燃性能和耐腐蚀性能好，抗冲击性能强的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种阻燃PVC电缆管的制备方法，其具有操作简单方便，易于操作的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种阻燃PVC电缆管，包括以下重量份的组分：80-100份聚氯乙烯树脂、30-50份酚醛树脂、10-25份阻燃母料、1-5份增塑剂、0.5-3份抗氧剂、0.5-2.5份氧化聚乙烯蜡、10-30份填料、1.8-3.6份偶联剂、20-30份耐腐蚀填料、10-15份抗冲击改性剂、3-6份颜料；
所述耐腐蚀填料包括以下重量份的组分：5-12份改性芳纶纤维、16-20份陶粒、3-8份石墨烯、15-30份环氧树脂乳液、5-10份膨润土、3-6份陶瓷胶黏剂；
所述抗冲击改性剂包括以下重量份的组分：11-16份聚乳酸、7-13份木质素纤维、4-8份甜菜粕、3-7份黄豆粕、8-14份聚烯烃弹性体、5-10份焦磷酸酯哌嗪、20-30份聚苯乙烯树脂。
通过采用上述技术方案，由于采用酚醛树脂和聚氯乙烯树脂共同制备PVC管材，酚醛树脂具有良好的耐酸性能和耐热性能，机械强度高、绝缘性好，与聚氯乙烯树脂共混后，可形成高度网状聚合物，从而提高聚氯乙烯树脂的耐热性能和耐腐蚀性能，添加耐腐蚀填料和抗冲击改性剂，以提高，PVC管材的耐腐蚀性和抗冲击性，耐腐蚀填料中的芳纶纤维经过改性处理后，分散性能提高，拉伸强度、断裂伸长率有所提高，从而提高PVC管材的韧性和耐冲击性能，降低PVC管材的脆性，陶粒的强度高、软化系数高，具有质轻、耐腐蚀和抗冻等优点，石墨烯的导热系数高、强度高、确定性好，膨润土具有吸附作用，耐磨和耐腐蚀性能强，陶粒、石墨烯和膨润土相互配合，能够改善PVC管材的耐磨耐腐蚀、抗盐水侵蚀、抗冲击性能，且提高PVC管材的导热性能和防水性能，防止PVC管材内部因电缆发热造成热量集中，导致电缆绝缘层损坏，同时又能防止水分渗透到PVC管材内部；抗冲击改性剂中的聚乳酸机械性能良好，具有良好的抗拉强度和延展度，且聚乳酸在焚化燃烧时，不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体，较为环保，木质素纤维具有耐酸碱性能，无毒、无污染，韧性好，分散性高，化学稳定性好，聚烯烃弹性体的弯曲大、低温抗冲击性能高，多种原料进行共同协同作用，可起到提高PVC管材耐冲击性、耐腐蚀性和拉伸强度的作用。
进一步地，所述改性芳纶纤维由以下方法制成：(1)向0.6-0.7份三羟甲基氨基甲烷和0.7-0.8份盐酸的混合物中加入蒸馏水，使pH为8.5；
(2)将3-5份芳纶纤维浸入5-10份浓度为20mg/mL的乙醇溶液中20-30min，用步骤(1)制得的蒸馏水洗涤后干燥，将干燥的芳纶纤维置于5-8份浓度为0.5mg/mL的多巴胺碱性水溶液中浸泡3-5min，取出在热气流中反应2-3min。
通过采用上述技术方案，由于将芳纶纤维中的酰胺键供电能力很强，当处于酸溶液中，酸溶液对芳纶纤维表面进行刻蚀，加入多巴胺碱性溶液，多巴胺碱性溶液能够粘附在芳纶纤维表面，有利于提高改性芳纶纤维与环氧树脂乳液的相容性，有利于芳纶纤维发挥强度，提高芳纶纤维的拉伸强度和断裂伸长率。
进一步地，所述耐腐蚀填料由以下方法制成：将陶粒、石墨烯和膨润土混合均匀，加入陶瓷胶黏剂，混合均匀后加入改性芳纶纤维和环氧树脂乳液，混合均匀，干燥，研磨成粒径为10-20μm的粉末，制得耐腐蚀填料。
通过采用上述技术方案，将陶粒、石墨烯和膨润土混合后加入陶瓷胶黏剂，陶瓷胶黏剂具有很强的粘结强度和耐高温性能，可使陶粒、石墨烯和膨润土进行混合粘结，再加入改性芳纶纤维和环氧树脂乳液，经多巴胺碱性溶液处理后的芳纶纤维与环氧树脂乳液的相容性提高，可充分混合在环氧树脂乳液中，再加入陶粒、石墨烯和膨润土，烘干去除水分，研磨制成的粉末中各原料混合均匀，性能较好。
进一步地，所述阻燃母料包括以下重量份的组分：5-10份玻璃纤维、10-20份氧化锆纤维、8-12份陶瓷纤维、20-30份空心玻璃微珠、7-13份聚氧化乙烯、12-16份石英砂、3-8份氢氧化镁、4-9份氢氧化铝、3-8份二氧化硅。
通过采用上述技术方案，氧化锆纤维的熔点高，强度大，高温抗氧性好，陶瓷纤维具有优良的热稳定性和化学稳定性，将氧化锆纤维与陶瓷纤维与空心玻璃微珠、石英砂、氢氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅等原料混合，可制得阻燃性能好、发烟量少，且烟气无毒的阻燃母料。
进一步地，所述阻燃母料由以下方法制成：将玻璃纤维、氧化锆纤维和陶瓷纤维混合，并研磨成粉末，与聚氧化乙烯、空心玻璃微珠、石英砂、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅混合均匀，加热至87-140℃，进行挤出、造粒。
通过采用上述技术方案，首先将玻璃纤维、氧化锆纤维和陶瓷纤维混合后研磨成粉末，便于与其他原料混合，避免三种纤维在与其他原料混合时，相互缠绕，造成混合不均匀。
进一步地，所述抗冲击改性剂由以下方法制成：(1)将甜菜粕和黄豆粕混合均匀后，干燥，将木质素纤维研磨成粒径为5-10μm的粉末；(2)将聚乳酸与步骤(1)所得甜菜粕、黄豆粕和纤维素纤维粉混合，加入聚烯烃弹性体、焦磷酸酯哌嗪和聚苯乙烯树脂，混合均匀，加热至205-215℃进行熔融挤出、造粒。
通过采用上述技术方案，将甜菜粕、黄豆粕、木质纤维素粉加入聚乳酸后，混合均匀，与聚烯烃弹性体、焦磷酸酯哌嗪和聚苯乙烯树脂混合，提高PVC管材的低温脆化，聚苯乙烯树脂的韧性和耐高温性能好，聚烯烃弹性体的低温耐冲击性能好，熔融挤出后，制得的抗冲击改性剂可提高PVC管材的耐冲击性能。
进一步地，所述填料为硅石灰、碳酸钙、滑石粉、钛白粉、云母粉中的一种或几种的组合物。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂1024中的一种或几种的组合物；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；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：一种所述的阻燃PVC电缆管的制备方法，包括以下步骤：
将聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、颜料、耐腐蚀填料和阻燃母料投入混料机中，在120-135℃下搅拌20-30min，加入氧化聚乙烯蜡、抗冲击改性剂、偶联剂和增塑剂，混合均匀后，在140℃的条件下喷洒抗氧剂，搅拌10-20min，加入填料，混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出管材，冷却、定型、定长切割、包装。
进一步地，工艺参数选择如下：料筒温度为150-200℃，机头温度为170-220℃，主机转速为10-60r/min，冷却成型温度为50-60℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用酚醛树脂与聚氯乙烯树脂作为PVC管材的主要材料，由于酚醛树脂具有机械强度高、绝缘性良好、耐热和耐腐蚀性高的优点，与聚氯乙烯混合后，能够形成网状聚合物，使制得的PVC管材韧性好，强度高，耐腐蚀填料中的改性芳纶纤维的韧性好，耐腐蚀性能强，陶粒、石墨烯和膨润土分散性好，强度高，耐腐蚀性好，可显著提高PVC管材的耐腐蚀性和强度；抗冲击改性剂中的聚烯烃弹性体具有优异的低温抗冲击性，与聚乳酸、黄豆粕和甜菜粕等原料相互混合挤出，可提高PVC管材的低温耐冲击性能。
第二、本发明中优选采用盐酸刻蚀芳纶纤维，使用多巴胺碱性溶液包覆芳纶纤维，可提高芳纶纤维与环氧树脂乳液的相容性，同时石墨烯与环氧树脂乳液混合后，环氧树脂乳液的耐腐蚀性提高，再在环氧树脂中加入陶粒和膨润土后，石墨烯、陶粒和膨润土相互配合，可明显提高环氧树脂的耐腐蚀性，环氧树脂乳液与改性芳纶纤维相互配合，从而提高PVC管材的耐腐蚀性能。
第三、本发明中使用氧化锆纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维和空心玻璃微珠等原料制成阻燃母料，多种耐高温、阻燃纤维相互配合，能够提高PVC管材的阻燃性能，同时氢氧化铝和氢氧化镁等阻燃剂燃烧时无有毒气体产生，较为环保，且能够降低发烟量。
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。
改性芳纶纤维的制备例1-3
制备例1-3中芳纶纤维选自东莞市凯特轮新材料有限公司出售的货号为T-78000的芳纶纤维。
制备例1：(1)向0.6g三羟甲基氨基甲烷和0.7g盐酸的混合物中加入蒸馏水，使pH为8.5；
(2)将3g芳纶纤维浸入5mL浓度为20mg/mL的乙醇溶液中20min，用步骤(1)制得的蒸馏水洗涤后干燥，将干燥的芳纶纤维置于5mL浓度为0.5mg/mL的多巴胺碱性水溶液中浸泡3min，取出在60℃的热气流中反应2min。
制备例2：(1)向0.65g三羟甲基氨基甲烷和0.75g盐酸的混合物中加入蒸馏水，使pH为8.5；
(2)将4g芳纶纤维浸入8mL浓度为20mg/mL的乙醇溶液中25min，用步骤(1)制得的蒸馏水洗涤后干燥，将干燥的芳纶纤维置于6mL浓度为0.5mg/mL的多巴胺碱性水溶液中浸泡4min，取出在70℃热气流中反应2.5min。
制备例3：(1)向0.7g三羟甲基氨基甲烷和0.8g盐酸的混合物中加入蒸馏水，使pH为8.5；
(2)将5g芳纶纤维浸入10mL浓度为25mg/mL的乙醇溶液中30min，用步骤(1)制得的蒸馏水洗涤后干燥，将干燥的芳纶纤维置于8mL浓度为0.5mg/mL的多巴胺碱性水溶液中浸泡5min，取出在80℃热气流中反应3min。
抗冲击改性剂的制备例4-6
制备例4-6中甜菜粕选自广州德远生物科技有限公司出售的货号为6908的甜菜粕，黄豆粕选自济南孟氏伟业化工有限公司出售的货号为MGG97521的黄豆粕，聚乳酸选自苏州江仓发塑化有限公司出售的牌号为3001D的聚乳酸，木质素纤维选自济南汇鑫新材料有限公司出售的型号为XR-BM200的木质素纤维，聚烯烃弹性体选自上海牧岑贸易有限公司出售的货号为8003的聚烯烃弹性体，聚苯乙烯树脂选自东莞市金羽塑胶原料有限公司出售的牌号为GP535N的聚苯乙烯树脂，焦磷酸酯哌嗪选自东莞盛德化工有限公司出售的型号为SDA2001的焦磷酸酯哌嗪。
制备例4：(1)将4kg甜菜粕和3kg黄豆粕混合均匀后，干燥，将7kg木质素纤维研磨成粒径为5μm的粉末；
(2)将11kg聚乳酸与步骤(1)所得甜菜粕、黄豆粕和纤维素纤维粉混合，加入8kg聚烯烃弹性体、5kg焦磷酸酯哌嗪和20kg聚苯乙烯树脂，混合均匀，加热至205℃进行熔融挤出、造粒。
制备例5：(1)将6kg甜菜粕和5kg黄豆粕混合均匀后，干燥，将10kg木质素纤维研磨成粒径为8μm的粉末；
(2)将13kg聚乳酸与步骤(1)所得甜菜粕、黄豆粕和纤维素纤维粉混合，加入11kg聚烯烃弹性体、8kg焦磷酸酯哌嗪和28kg聚苯乙烯树脂，混合均匀，加热至210℃进行熔融挤出、造粒。
制备例6：(1)将8kg甜菜粕和7kg黄豆粕混合均匀后，干燥，将13kg木质素纤维研磨成粒径为5μm的粉末；
(2)将16kg聚乳酸与步骤(1)所得甜菜粕、黄豆粕和纤维素纤维粉混合，加入14kg聚烯烃弹性体、10kg焦磷酸酯哌嗪和30kg聚苯乙烯树脂，混合均匀，加热至215℃进行熔融挤出、造粒。
阻燃母料的制备例7-9
制备例7-9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，空心玻璃微珠选自广州市燊纳贸易有限公司出售的型号为K-85的空心玻璃微珠，石英砂选自河北本格矿产品有限公司出售的货号为014的石英砂，陶瓷纤维仙子灵寿县硕隆矿产品加工厂出售的货号为SL-85的陶瓷纤维，聚氧化乙烯选自河南图道格实业有限公司出售的货号为058的聚氧化乙烯。
制备例7：将5kg玻璃纤维、10kg氧化锆纤维和8kg陶瓷纤维混合，并研磨成粉末，与7kg聚氧化乙烯、20kg空心玻璃微珠、12kg石英砂、4kg氢氧化铝、3kg氢氧化镁和3kg二氧化硅混合均匀，加热至87℃，进行挤出、造粒。
制备例8：将8kg玻璃纤维、15kg氧化锆纤维和10kg陶瓷纤维混合，并研磨成粉末，与10kg聚氧化乙烯、25kg空心玻璃微珠、14kg石英砂、6kg氢氧化铝、5kg氢氧化镁和5kg二氧化硅混合均匀，加热至110℃，进行挤出、造粒。
制备例9：将8kg玻璃纤维、15kg氧化锆纤维和10kg陶瓷纤维混合，并研磨成粉末，与10kg聚氧化乙烯、25kg空心玻璃微珠、14kg石英砂、6kg氢氧化铝、5kg氢氧化镁和5kg二氧化硅混合均匀，加热至120℃，进行挤出、造粒。
实施例
实施例1-3中酚醛树脂选自深圳市鑫恒合橡胶有限公司出售的货号为7522的酚醛树脂，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，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，膨润土选自石家庄长永发矿产品有限公司出售的货号为188的膨润土，陶粒选自江西省萍乡市三和陶瓷有限公司出售的货号为SH-TL的陶粒，陶瓷胶黏剂选自上海微谱化工技术服务有限公司出售货号为W-168的陶瓷胶黏剂。
实施例1：一种阻燃PVC电缆管，其原料配比如表1所示，该阻燃PVC电缆管的制备方法如下：
将80kg聚氯乙烯树脂、30kg酚醛树脂、3kg颜料、20kg耐腐蚀填料和10kg阻燃母料投入混料机中，在120℃下搅拌20min，加入0.5kg氧化聚乙烯蜡、10kg抗冲击改性剂、1.8kg偶联剂和1kg增塑剂，混合均匀后，在140℃的条件下喷洒0.5kg抗氧剂，搅拌10min，加入10kg填料，混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出管材，冷却、定型、定长切割、包装；料筒温度为150℃，机头温度为170℃，主机转速为10r/min，冷却成型温度为50℃；
其中颜料为有机橙色颜料，阻燃母料由制备例7制成，抗冲击改性剂由制备例4制成，偶联剂为钛酸酯偶联剂，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，抗氧剂为抗氧剂1076，填料为硅石灰，耐腐蚀填料由以下方法制成：将16kg陶粒、3kg石墨烯和5kg膨润土混合均匀，加入3kg陶瓷胶黏剂，混合均匀后加入5kg改性芳纶纤维和15kg环氧树脂乳液，混合均匀，干燥，研磨成粒径为10μm的粉末，制得耐腐蚀填料，改性芳纶纤维由制备例1制成。
表1实施例1-3中阻燃PVC电缆管的原料配比
实施例2：一种阻燃PVC电缆管，其原料配比如表1所示，该阻燃PVC电缆管的制备方法如下：
将90kg聚氯乙烯树脂、40kg酚醛树脂、4.5kg颜料、25kg耐腐蚀填料和18kg阻燃母料投入混料机中，在130℃下搅拌24min，加入1.5kg氧化聚乙烯蜡、13kg抗冲击改性剂、2.4kg偶联剂和3kg增塑剂，混合均匀后，在140℃的条件下喷洒1.5kg抗氧剂，搅拌15min，加入20kg填料，混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出管材，冷却、定型、定长切割、包装；料筒温度为180℃，机头温度为200℃，主机转速为35r/min，冷却成型温度为55℃；
其中颜料为红色颜料，阻燃母料由制备例8制成，抗冲击改性剂由制备例5制成，偶联剂为硅烷偶联剂，增塑剂为环氧大豆油，抗氧剂为抗氧剂1010，填料为质量比为1:1的碳酸钙和滑石粉，耐腐蚀填料由以下方法制成：将18kg陶粒、5kg石墨烯和8kg膨润土混合均匀，加入4kg陶瓷胶黏剂，混合均匀后加入8kg改性芳纶纤维和25kg环氧树脂乳液，混合均匀，干燥，研磨成粒径为15μm的粉末，制得耐腐蚀填料，改性芳纶纤维由制备例2制成。
实施例3：一种阻燃PVC电缆管，其原料配比如表1所示，该阻燃PVC电缆管的制备方法如下：
将100kg聚氯乙烯树脂、50kg酚醛树脂、6kg颜料、30kg耐腐蚀填料和25kg阻燃母料投入混料机中，在135℃下搅拌30min，加入2.5kg氧化聚乙烯蜡、15kg抗冲击改性剂、3.6kg偶联剂和5kg增塑剂，混合均匀后，在140℃的条件下喷洒3kg抗氧剂，搅拌20min，加入30kg填料，混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出管材，冷却、定型、定长切割、包装；料筒温度为200℃，机头温度为220℃，主机转速为60r/min，冷却成型温度为60℃；
其中颜料为黑色颜料，阻燃母料由制备例9制成，抗冲击改性剂由制备例6制成，偶联剂为铝酸酯偶联剂，增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯，抗氧剂为质量比为1:1的抗氧剂618和抗氧剂1024，填料为质量比为1:1的钛白粉和云母粉，耐腐蚀填料由以下方法制成：将20kg陶粒、8kg石墨烯和10kg膨润土混合均匀，加入6kg陶瓷胶黏剂，混合均匀后加入12kg改性芳纶纤维和30kg环氧树脂乳液，混合均匀，干燥，研磨成粒径为20μm的粉末，制得耐腐蚀填料，改性芳纶纤维由制备例3制成。
对比例
对比例1：一种阻燃PVC电缆管，与实施例1的区别在于，阻燃PVC电缆管的原料中未添加耐腐蚀填料。
对比例2：一种阻燃PVC电缆管，与实施例1的区别在于，阻燃PVC电缆管原料中的耐腐蚀填料内未添加改性芳纶纤维。
对比例3：一种阻燃PVC电缆管，与实施例1的区别在于，阻燃PVC电缆管原料中的耐腐蚀填料内未添加膨润土、石墨烯和陶粒。
对比例4：一种阻燃PVC电缆管，与实施例1的区别在于，阻燃PVC电缆管的原料中未添加抗冲击改性剂。
对比例5：一种阻燃PVC电缆管，与实施例1的区别在于，阻燃PVC电缆管的原料中未添加阻燃母料。
对比例6：现有技术中，以申请号为CN201210411359.9的中国发明专利文件中实施例1作为对照，一种高耐候性低烟无卤阻燃硬聚氯乙烯管材，由以下重量份的原料制成的：聚氯乙烯树脂100千克、有机锡热稳定剂0.5千克、CPE增韧剂2千克、MBS树脂增韧剂1千克，氢氧化铝阻燃剂40千克、金属化合物阻燃协效剂氧化锌5千克、加工助剂ACR 1.5千克、润滑剂2.6千克、抗氧剂0.3千克、着色剂2千克、紫外线吸收剂0.1千克。
制备工艺，步骤如下：a)按配方量称取各原料，将聚氯乙烯树脂、热稳定剂、增韧剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属化合物阻燃协效剂、加工助剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂、紫外线吸收剂，在90～130℃的条件下混合均匀，并在该温度范围内保持10分钟以上；b)将上述混合物放入冷混机中冷却至25～45℃，放入干燥料仓储存；c)将干燥料仓中的混合料用双螺杆挤出管材，工艺参数选择如下：料筒温度：150～200℃，合流芯温度：160～180℃，机头温度：170～220；主机转速：10～60转/分，喂料转速：10～90转/分；d)挤出的管材经真空定型、冷却成型；e)定长切割、包装。
性能检测试验
一、按照实施例1-3和对比例1-6中的方法制备PVC管材，并按照以下检测标准检测PVC管材的各项性能，检测结果如表2所示：
1、烟密度：按照GB/T8323.1-2008《塑料烟生成第1部分：烟密度试验方法导则》进行检测；
2、燃烧等级：按照GB/T2408-2008《燃烧性能的测定水平法和垂直法》进行检测；
3、纵向回收率：GB/T6671-2001《热塑性塑料管材纵向回收料的测定》进行检测；
4、断裂伸长率：按照GB/T8323.2-2008《热塑性塑料管材拉伸性能测定第1部分：试验方法总则》进行检测；
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PVC阻燃管性能测试
由表2中数据可以看出，按照实施例1-3中方法制备的PVC阻燃管材烟密度小，阻燃等级高，纵向回收率小，拉伸强度和环刚度大，耐冲击性能好。
对比例1因PVC管材的原料中未添加耐腐蚀填料，PVC管材的纵向回收率、断裂伸长率和拉伸强度减少，且耐冲击性能降低，说明耐腐蚀填料能够提高PVC管材的耐冲击性能和拉伸强度。
对比例2因耐腐蚀填料中未添加改性芳纶纤维，对比例3因耐腐蚀填料中未添加膨润土、石墨烯和陶粒，由检测数据可以看出，与实施例1相比，对比例2和对比例3制得的PVC管材的各项性能均降低，与对比例1相比，各性能有所提升，说明添加改性芳纶纤维、膨润土、石墨烯和陶粒能够提高PVC管材的拉伸强度、环刚度、耐冲击性能。
对比例4中未添加耐冲击改性剂，由检测数据可以看出，按照对比例4制备的PVC管材耐冲击试验中有8个试样破裂，且阻燃等级为V1级，拉伸强度和断裂伸长率均降低，说明耐冲击改性剂能够提高PVC管材的耐冲击性能、环刚度和拉伸强度等性能。
对比例5因未添加阻燃母料，对比例5制备的PVC管材烟密度明显增大，燃烧等级为V2级，其余性能与实施例1相差不大，说明添加阻燃母料，能够降低发烟量，提高PVC管材的阻燃性能。
对比例6为现有技术制备的PVC管材，与实施例1-3制得的PVC管材相比，耐冲击性能试验时，有2个试样破裂，且环刚度较小，烟密度增大，说明本发明制备的PVC管材与现有技术制备的PVC管材相比，具有耐冲击性能好、环刚度大，发烟量小的优点。
二、按照实施例1-3和对比例1-6中的方法制备PVC管材，每个实施例或对比例取30根长度为(20±2)mm的试样，将由同一实施例或对比例制得的30根PVC平均分成3组，并将1组PVC管材置于温度60℃、浓度为20％的盐酸溶液中48h，1组PVC管材置于温度为60℃、浓度为30％的氢氧化钠溶液中48h，另1组PVC管材置于温度为60℃、浓度为40％的氯化钠溶液中48h，浸泡后取出按照GB/T8323.2-2008《热塑性塑料管材拉伸性能测定第1部分：试验方法总则》检测管材的断裂伸长率，并与表2中的数据对比，计算断裂伸长率变化率；按照GB/T8804.2-2003《热塑性塑料管材拉伸性能测定第2部分》检测拉伸强度，并与表2中的数据对比，计算拉伸强度变化率，每一组PVC管材的断裂伸长率变化率和拉伸强度变化率取平均值，检测结果如表3所示。
表3各实施例和各对比例制得的PVC管材的耐腐蚀性能检测
由表3中数据可以看出，由实施例1-3中方法制备的PVC管材在盐酸溶液、氢氧化钠溶液和盐溶液中浸泡48h后，拉伸强度和断裂伸长率损失较小，说明本发明制备的PVC管材的耐腐蚀性能较好。
对比例1因未添加耐腐蚀填料，由表3中数据可以看出无论是在盐酸溶液、氢氧化钠溶液还是盐溶液中浸泡，PVC管材的拉伸强度和断裂伸长率均明显降低，说明添加耐腐蚀填料，能够提高PVC管材的耐腐蚀性能。
对比例2因耐腐蚀填料中未添加改性芳纶纤维，对比例3因耐腐蚀填料中未添加膨润土、石墨烯和陶粒，由表3中的数据可知，对比例2和对比例3制得的PVC管材在浸泡后，断裂伸长率和拉伸强度降低明显，耐腐蚀性能较差，说明添加改性芳纶纤维、膨润土、石墨烯和陶粒，能够明显提高PVC管材的耐腐蚀性能。
对比例4因未添加抗冲击改性剂，对比例5因未添加阻燃母料，由检测数据可知，PVC管材的断裂伸长率变化率和拉伸强度变化率与实施例1相差不大，说明添加耐冲击改性剂和阻燃母料对PVC管材的耐腐蚀性能影响不大。
对比例6为现有技术制备的PVC管材，在浸泡盐酸溶液、氢氧化钠溶液和盐溶液后，PVC管材的断裂伸长率和拉伸强度均明显减少，说明本发明制备的PVC管材耐腐蚀性能优异。
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)

1.一种阻燃PVC电缆管，其特征在于，包括以下重量份的组分：80-100份聚氯乙烯树脂、30-50份酚醛树脂、10-25份阻燃母料、1-5份增塑剂、0.5-3份抗氧剂、0.5-2.5份氧化聚乙烯蜡、10-30份填料、1.8-3.6份偶联剂、20-30份耐腐蚀填料、10-15份抗冲击改性剂、3-6份颜料；
所述耐腐蚀填料包括以下重量份的组分：5-12份改性芳纶纤维、16-20份陶粒、3-8份石墨烯、15-30份环氧树脂乳液、5-10份膨润土、3-6份陶瓷胶黏剂；
所述抗冲击改性剂包括以下重量份的组分：11-16份聚乳酸、7-13份木质素纤维、4-8份甜菜粕、3-7份黄豆粕、8-14份聚烯烃弹性体、5-10份焦磷酸酯哌嗪、20-30份聚苯乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述改性芳纶纤维由以下方法制成：（1）向0.6-0.7份三羟甲基氨基甲烷和0.7-0.8份盐酸的混合物中加入蒸馏水，使pH为8.5；
（2）将3-5份芳纶纤维浸入5-10份浓度为20mg/mL的乙醇溶液中20-30min，用步骤（1）制得的蒸馏水洗涤后干燥，将干燥的芳纶纤维置于5-8份浓度为0.5mg/mL的多巴胺碱性水溶液中浸泡3-5min，取出在热气流中反应2-3min。
3.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述耐腐蚀填料由以下方法制成：将陶粒、石墨烯和膨润土混合均匀，加入陶瓷胶黏剂，混合均匀后加入改性芳纶纤维和环氧树脂乳液，混合均匀，干燥，研磨成粒径为10-20μm的粉末，制得耐腐蚀填料。
4.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述阻燃母料包括以下重量份的组分：5-10份玻璃纤维、10-20份氧化锆纤维、8-12份陶瓷纤维、20-30份空心玻璃微珠、7-13份聚氧化乙烯、12-16份石英砂、3-8份氢氧化镁、4-9份氢氧化铝、3-8份二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述阻燃母料由以下方法制成：将玻璃纤维、氧化锆纤维和陶瓷纤维混合，并研磨成粉末，与聚氧化乙烯、空心玻璃微珠、石英砂、氢氧化铝、氢氧化镁和二氧化硅混合均匀，加热至87-140℃，进行挤出、造粒。
6.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述抗冲击改性剂由以下方法制成：（1）将甜菜粕和黄豆粕混合均匀后，干燥，将木质素纤维研磨成粒径为5-10μm的粉末；（2）将聚乳酸与步骤（1）所得甜菜粕、黄豆粕和纤维素纤维粉混合，加入聚烯烃弹性体、焦磷酸酯哌嗪和聚苯乙烯树脂，混合均匀，加热至205-215℃进行熔融挤出、造粒。
7.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述填料为硅石灰、碳酸钙、滑石粉、钛白粉、云母粉中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的阻燃PVC电缆管，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂1024中的一种或几种的组合物；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；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。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的阻燃PVC电缆管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、颜料、耐腐蚀填料和阻燃母料投入混料机中，在120-135℃下搅拌20-30min，加入氧化聚乙烯蜡、抗冲击改性剂、偶联剂和增塑剂，混合均匀后，在140℃的条件下喷洒抗氧剂，搅拌10-20min，加入填料，混合均匀后，用双螺杆挤出机挤出管材，冷却、定型、定长切割、包装。
10.根据权利要求7所述的阻燃PVC电缆管的制备方法，其特征在于，工艺参数选择如下：料筒温度为150-200℃，机头温度为170-220℃，主机转速为10-60r/min，冷却成型温度为50-60℃。
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