CN112300515A - 一种耐热聚氯乙烯电缆保护管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐热聚氯乙烯电缆保护管及其制备方法。该电缆保护管按照重量份数计的组成为：PVC树脂100份；苯乙烯‑马来酸酐嵌段共聚物20～30份；玻璃纤维25～30份；填料20～25份；复合稳定剂3～3.5份；氯化聚乙烯5～6份；润滑剂1.2～1.5份；色料0.3～0.8份。各组分采用多元复配技术，通过有机嵌段共聚物和无机刚性材料的组合，利用了共聚物基团强极性作用和无机刚性纤维的内支撑作用，协同发挥作用，改善PVC的内部微结构，提高其耐温性，使该聚氯乙烯电缆保护管既具有高维卡软化温度，又具有良好的耐热性能和弯曲强度。

Description

一种耐热聚氯乙烯电缆保护管及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐热聚氯乙烯电缆保护管及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯电缆保护管，是由聚氯乙烯树脂与各种功能助剂混炼或造粒后用挤出机挤出成型的塑料管材。由于PVC管抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低，因此在电力电缆等领域广泛应用。但市售的PVC管普遍存在着耐热性低的现象，限制了其使用范围。
中国专利CN 105924851 A通过甲基丙烯酸甲酯-乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯睛-甲基丙烯酸甲酯共聚物改性提高材料的耐热性能；中国专利CN 102863711 A采用耐热改性树脂CPVC和耐热抗冲改性剂(耐热型ACR、MBS、AS)共混改性，提高管材的耐热性；中国专利CN 107805357 A用自制的耐热改性剂和聚四氟乙烯树脂等共混改性，达到提高管材的耐热性的目的；中国专利CN 106009387 A除利用共聚物增强外，还在外层热压合有耐高温PE膜进一步提高材料的耐热性能。但上述专利所述的管材的维卡软化温度均小于90℃，且不能满足管材在受力压扁30％条件下，不出现破裂的抗弯曲性能要求。
发明内容
为了解决现有PVC管材普遍存在耐热性低，限制了其使用范围的问题。本发明提供了一种耐热聚氯乙烯电缆保护管的组合物，用该组合物成型的管材，耐温指标达到5N压力下的维卡软化温度≥95℃，且管材受力压扁达到30％时不破裂。
本发明提供的耐热聚氯乙烯电缆保护管按照重量份数的组成为，PVC树脂100份；苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物20～30份；玻璃纤维25～30份；填料20～25份；复合稳定剂3～3.5份；氯化聚乙烯5～6份；润滑剂1.2～1.5份；色料0.3～0.8份。
其中，PVC树脂为5型，平均聚合度为1135～1000；
苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物为：苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(SMA)(酸值350、数均分子量3000)或苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(SMA)(酸值480、数均分子量2000)的一种或两种；
玻璃纤维3mm～12mm；
填料为滑石粉、轻质碳酸钙的一种或两种，目数200～400；
复合稳定剂为钙-锌复合稳定剂，钙锌质量比为1:1～2；
润滑剂为石蜡、微晶蜡中的一种或两种；
色料为炭黑。
本发明还提供了耐热聚氯乙烯电缆保护管的制备方法，其具体方法步骤如下：
(1)混料:按原料的重量份数，将各原料放入高速混合机内混合得到混和料；
混合方式为：先低速混合2min(100～200r/min)，再高速混合5min(300～500r/min)；
(2)管材挤出成型：将步骤(1)得到的混和料通过挤出机挤出得到外径为100mm、壁厚为4mm的管材；挤出的工艺参数：挤出机的温度190℃(加料段)、195～200℃、口模210℃，螺杆转速7～30r/min。
(3)冷却、定型与切割:将步骤(2)挤出的管材定径、冷却定型后定长切割。
有益效果
本发明的各组分采用多元复配技术，通过有机嵌段共聚物和无机刚性材料的组合，利用了共聚物基团强极性作用和无机刚性纤维的内支撑作用，协同发挥作用，改善PVC的内部微结构，提高其耐温性，使该聚氯乙烯电缆保护管既具有高维卡软化温度，又具有良好的耐热性能和弯曲强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述，但不限于此。
实施例1
耐热聚氯乙烯电缆保护管的制备工艺步骤为：
(1)混料:按重量份数计，取PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)20份、GF 25份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，将所述各原料放入高速混合机内混合得到混料；
(2)管材挤出成型:将步骤(1)得到的混料通过挤出机得到外径为100mm、壁厚为4mm的管材。
(3)冷却、定型与切割:将步骤(2)挤出的管材冷却后定径、定长切割。
实施例2
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)25份、GF 25份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例3
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)30份、GF 25份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例4
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)30份、GF30份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例5
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)30份、GF28份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例6
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)30份、GF25份、CPE6份、滑石粉20份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例7
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:2)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值480、数均分子量2000)30份、GF 25份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、微晶蜡1.5，制备方法同实施例1。
实施例8
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)30份、GF 25份、CPE6份、轻质碳酸钙25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
对照例1
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂3.5份、石蜡1.5份、SMA 55份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
对照例2
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂3.5份、石蜡1.5份、GF 55份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
对照例3
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂3.5份、石蜡1.5份、ABS 30份、GF 25份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
对照例4
耐热聚氯乙烯电缆保护管的原料组成为PVC(5型)树脂100份、稳定剂(钙锌质量比为1:1)3.5份、石蜡1.5份、SMA(酸值350、数均分子量3000)35份、GF 20份、CPE6份、滑石粉25份、炭黑0.3份、石蜡1.5，制备方法同实施例1。
为说明本发明制得的管材具有优异性能，对本发明各实施例和对比例制得的管材进行了性能表征，其性能见表1。
维卡软化温度测试方法：GB/T 8802-2001热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定；GB/T 1633-2000热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定。
表1
Figure BDA0002732887090000051
Figure BDA0002732887090000061
维卡软化温度越高，表明材料受热时的尺寸稳定性越好，热变形越小。由表1可知，本发明各实施例制得的PVC管材的维卡软化温度均超过了95℃，达到电缆套管的标准要求。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐热聚氯乙烯电缆保护管，其特征在于，所述耐热聚氯乙烯电缆保护管按照重量份数的组成为，PVC树脂100份；嵌段共聚物20～30份；玻璃纤维25～30份；填料20～25份；复合稳定剂3～3.5份；氯化聚乙烯5～6份；润滑剂1.2～1.5份；色料0.3～0.8份。
2.根据权利要求1所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管，其特征在于，所述嵌段共聚物为酸值350、数均分子量3000的苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(SMA)，或酸值480、数均分子量2000的苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管，其特征在于，所述PVC树脂为5型，平均聚合度为1135～1000；玻璃纤维3mm～12mm。
4.根据权利要求1所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管，其特征在于，所述填料为滑石粉、轻质碳酸钙的一种或两种，目数200～400；复合稳定剂为钙-锌复合稳定剂，钙锌质量比为1:1～2。
5.根据权利要求1所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、微晶蜡中的一种或两种；色料为炭黑。
6.根据权利要求1所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤如下：
(1)混料:按原料的重量份数，将各原料放入高速混合机内，通过低速混合、高速混合后混合得到混合料；
(2)管材挤出成型:将步骤(1)得到的混合料通过挤出机挤出得到外径为100mm、壁厚为4mm的管材；
(3)冷却、定型与切割:将步骤(2)挤出的管材冷却后定径、定长切割。
7.根据权利要求6所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合工艺为：100～200r/min混合2min，300～500r/min混合5min。
8.根据权利要求6所述的耐热聚氯乙烯电缆保护管的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述挤出的工艺参数为：挤出机加料段的温度190℃、195～200℃、口模210℃，螺杆转速7～30r/min。
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