CN114716714A - 一种高强度pe电力导管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力电缆附件制备领域，具体公开了一种高强度PE电力导管及其制备方法；一种高强度PE电力导管，包括PE管、助粘层和环氧树脂层；助粘层由聚氨酯热熔胶和改性碳化硅纤维制成；环氧树脂层包含以下原料：环氧树脂、胺类固化剂、增韧剂、改性复合纤维、填充微粉、流平剂、抗紫外线添加剂；其制备方法为：聚氨酯热熔胶热熔后与改性碳化硅混合得助粘涂料；称取环氧树脂、胺类固化剂、增韧剂、改性复合纤维、填充微粉、流平剂、抗紫外线添加剂混合，得环氧树脂涂料；PE管表面喷涂助粘涂料，再喷涂环氧树脂涂料，固化后，助粘涂料固化为助粘层；环氧树脂涂料固化为环氧树脂层；具有提高电力导管机械强度，以延长电力导管使用寿命的优点。

Description

一种高强度PE电力导管及其制备方法

技术领域

本申请涉及电力电缆附件制备领域，更具体地说，它涉及一种高强度PE电力导管及其制备方法。

背景技术

随着电力事业的发展，与之配套的电力导管的使用也逐渐增加，电力管具有较好的电气绝缘性，不会产生电蚀。

电力导管在使用过程中，通常是将电线电缆设置在电力管内部，然后将电力管埋入地下或者砌入墙体中；所以对电力管的抗压性能以及抗冲击性能要求较高，而现有的电力导管多为塑料一体成型制备，结构单一，其机械强度主要由材料自身材质所决定。

因此，导致现有的PE电力导管存在机械强度较差的问题，在受到冲击、高压力的条件下，容易出现形变或者破裂，影响电力导管的使用寿命。

发明内容

为了提高PE电力导管的机械强度，使其在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，使电力导管具有较长的使用寿命，本申请提供一种高强度PE电力导管及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高强度PE电力导管，采用如下的技术方案：

一种高强度PE电力导管，包括PE管以及依次设置在PE管表面的助粘层和环氧树脂层；助粘层由重量比为100:2-8的聚氨酯热熔胶和改性碳化硅纤维制成；

所述环氧树脂层包含以下重量份的原料制成：环氧树脂55-70份、胺类固化剂50-65份、增韧剂4-10份、改性复合纤维2-8份、填充微粉2-10份、流平剂0.5-2份、抗紫外线添加剂0.05-0.2份。

通过采用上述技术方案，PE管、助粘层、环氧树脂层相配合，利用聚氨酯热熔胶的粘性提高环氧树脂层与PE管的粘结力，从而使得环氧树脂层较为稳定的粘结在PE管外表面，提高成品电力导管的机械强度。

聚氨酯热熔胶、改性碳化硅纤维、环氧树脂、胺类固化剂、改性复合纤维、填充微粉、增韧剂相配合，环氧树脂与聚氨酯热熔胶、胺类固化剂能够形成交联网络结构，使得改性碳化硅纤维、改性复合纤维插层在交联网络结构中，填充微粉填充在交联网络结构中，进一步提高交联网络结构的密度；利用改性碳化硅纤维、改性复合纤维、填充微粉较高的强度、韧性，配合增韧剂赋予交联网络较好的韧性，提高成品电力导管的机械强度，使其在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，从而使电力导管具有较长的使用寿命。

优选的，所述PE管采用如下方法制备而成

称取90-120份PE、0.6-1.5份稳定剂、2-8份纳米二氧化硅混合搅拌均匀，经挤出成型，制得成品。

通过采用上述技术方案，使制得的PE管具有较高的机械强度，从而提高电力导管的机械强度。

优选的，所述改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取碳化硅纤维置于三亚乙基四胺溶液中分散浸泡，碳化硅纤维和三亚乙基四胺溶液的重量比为1:2-4，然后经干燥、分散，制得改性碳化硅纤维。

通过采用上述技术方案，碳化硅纤维经三亚乙基四胺溶液改性处理，使得碳化硅纤维表面负载氨基；聚氨酯热熔胶、改性碳化硅纤维、环氧树脂、胺类固化剂相配合，助粘层与环氧树脂层接触，使得聚氨酯热熔胶、改性碳化硅纤维与环氧树脂相接触，利用聚氨酯热熔胶热熔后的粘性使得碳化硅纤维与聚氨酯热熔胶较为牢固的粘结，而聚氨酯热熔胶中的氨基能够与环氧树脂实现交联，同时碳化硅纤维表面的氨基能够进一步与环氧树脂层的实现交联，助粘层通过直接粘结配合间接交联，提高助粘层与环氧树脂层的粘结牢固，利用碳化硅纤维较高的强度、韧性配合环氧树脂层较高的强度、韧性，从而提高成品电力导管的机械强度，使其在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，从而使电力导管具有较长的使用寿命。

优选的，所述改性复合纤维采用如下方法制备而成：

称取密胺纤维、氧化锆纤维置于乙二酸溶液中分散，密胺纤维、氧化锆纤维和乙二酸溶液质量比为1:1-3:4-8，然后经干燥、分散，制得改性复合纤维。

通过采用上述技术方案，密胺纤维又称三聚氰胺纤维，密胺纤维、乙二酸溶液相配合，通过氨基、羧基的吸引连接，使密胺纤维表面较为均匀且牢固的负载羧基，氧化锆纤维经乙二酸溶液浸泡处理，使得氧化锆纤维表面同样负载羧基。

改性复合纤维、改性碳化硅纤维、环氧树脂、胺类固化剂、聚氨酯热熔胶相配合，利用改性复合纤维表面羧基配合改性碳化硅纤维表面氨基，聚氨酯热熔胶的氨基，提高改性复合纤维与助粘层的粘结牢度，同时在环氧树脂、胺类固化剂、聚氨酯热熔胶形成的交联网络结构作用下，通过提高助粘层与环氧树脂层的交联程度，提高助粘层与环氧树脂层的粘结牢度，从而进一步提高成品电力导管的机械强度。

改性复合纤维、改性碳化硅纤维相配合，利用密胺纤维的高强度、高模量配合氧化锆纤维较好的柔性，以及碳化硅纤维较高的强度和较好的弹性模量，使得助粘层、环氧树脂层具有较好的吸震、抗震作用，从而提高成品电力导管的吸震、抗震效果，当电力导管收到冲击、震动时，电力导管不易产生破裂或层剥离问题，从而延长电力导管的使用寿命。

优选的，所述填充微粉由重量比为1:1-3的疏水二氧化硅和负载火山岩组成。

通过采用上述技术方案，负载火山岩、疏水二氧化硅相配合，利用火山岩、二氧化硅较高的填充强度，提高环氧树脂层的机械强度，从而提高成品电力导管的机械强度。

优选的，所述负载火山岩采用如下方法制备而成：

称取多孔火山岩颗粒置于抑菌液中浸泡搅拌，然后取出多孔火山岩颗粒，喷涂壳聚糖膜液，多孔火山岩颗粒与壳聚糖膜液的质量比为1:0.1-0.4，干燥后，制得负载火山岩。

通过采用上述技术方案，多孔火山岩颗粒、抑菌液、壳聚糖膜液相配合，利用火山岩的多孔，便于抑菌液负载在多孔火山岩颗粒内部，然后在壳聚糖膜液的包覆作用下，使得抑菌液在多孔火山岩颗粒内部不被释放。

当电力导管埋入地下后，首先利用壳聚糖膜液对微生物进行初步抑制，然后随着壳聚糖膜的破坏，抑菌液逐渐对土壤中微生物进行进一步抑制；同时配合疏水二氧化硅较好的疏水性，尽量避免土壤中水分、微生物在电力导管表面附着，从而尽量避免土壤中微生物腐蚀电力导管，影响电力导管的使用寿命。

负载火山岩、环氧树脂、改性复合纤维、胺类固化剂相配合，利用负载火山岩表面壳聚糖膜的氨基、羧基，配合环氧树脂、胺类固化剂，改性复合纤维表面的羧基，进一步提高环氧树脂层的交联密度，同时配合火山岩较高的强度、改性复合纤维较高的强度，进一步提高环氧树脂层的机械强度，从而提高电力导管的机械强度。

负载火山岩、改性复合纤维、增韧剂、环氧树脂、胺类固化剂相配合，利用火山岩的多孔，配合改性复合纤维较高的强度和较好的柔性，同时配合增韧剂赋予环氧树脂层的韧性，使得环氧树脂层具有较好的吸震、抗震效果，当电力导管受到冲击力、震动时，不易发生永久形变或者破裂，从而延长电力导管的使用寿命。

优选的，所述抑菌液由质量比为1:1-3的艾草提取液和荜茇提取液制得。

通过采用上述技术方案，艾草提取液、荜茇提取液相配合，能够有效杀灭、抑制土壤中的金黄色葡萄球菌、白色念球菌、枯草芽孢杆菌以及其他具有腐蚀性的菌体，从而尽量避免电力导管被土壤中微生物所腐蚀，使埋入地下的电力导管具有较长的使用寿命。

优选的，所述疏水二氧化硅采用硅烷偶联剂KH-570对二氧化硅微粉改性制得。

通过采用上述技术方案，二氧化硅微粉、硅烷偶联剂KH-570相配合，不仅提高疏水改性二氧化硅在环氧树脂层中的相容性，而且能够提高环氧树脂层的疏水性，使得环氧树脂层表面不易粘附水分，水分是微生物繁殖的必要物质，通过尽量避免环氧树脂层表面附着水分，配合多孔火山岩颗粒的抑菌、抗菌作用，尽量避免电力导管被土壤中微生物所腐蚀，从而延长电力导管在土壤中的使用寿命。

优选的，所述流平剂由重量比为1:1-2.5的石蜡油和有机硅流平剂组成。

通过采用上述技术方案，石蜡油、有机硅流平剂相配合，使得环氧树脂层表面较为平滑，不易附着微生物，并且配合改性复合纤维、填充微粉和改性碳化硅纤维，使得成品电力导管具有较好的耐刮性。

第二方面，本申请提供一种高强度PE电力导管的制备方法，采用如下的技术方案：一种高强度PE电力导管的制备方法，包括以下步骤：

S1、聚氨酯热熔胶热熔后与改性碳化硅混合均匀，制得助粘涂料；称取环氧树脂、胺类固化剂、增韧剂、改性复合纤维、填充微粉、流平剂、抗紫外线添加剂混合搅拌均匀，制得环氧树脂涂料；

S2、在PE管表面喷涂助粘涂料，然后再喷涂环氧树脂涂料，固化后，助粘涂料固化为助粘层，厚度5-15μm；环氧树脂涂料固化为环氧树脂层，厚度为20-80μm。

通过采用上述技术方案，在PE管表面喷涂助粘涂料，然后喷涂环氧树脂涂料，在助粘涂料较高的温度下，促进环氧树脂涂料内部原料与助粘涂料内部原料发生交联，进一步促进助粘层与环氧树脂层交联网络的形成，使环氧树脂层较为稳定且牢固的粘附在PE管表面，并且配合较高的交联密度以及改性复合纤维、改性碳化硅纤维、填充微粉较高的强度，进一步提高成品电力导管的机械强度，当电力导管在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，从而延长电力导管的使用寿命。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、聚氨酯热熔胶、改性碳化硅纤维、环氧树脂、胺类固化剂、改性复合纤维、填充微粉、增韧剂相配合，环氧树脂与聚氨酯热熔胶、胺类固化剂能够形成交联网络结构，使得改性碳化硅纤维、改性复合纤维插层在交联网络结构中，填充微粉填充在交联网络结构中，进一步提高交联网络的结构密度，利用改性碳化硅纤维、改性复合纤维、填充微粉较高的强度、韧性，配合增韧剂赋予交联网络较好的韧性，提高成品电力导管的机械强度，使其在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，从而使电力导管具有较长的使用寿命。

2、改性复合纤维、改性碳化硅纤维相配合，利用密胺纤维的高强度、高模量配合氧化锆纤维较好的柔性，以及碳化硅纤维较高的强度和较好的弹性模量，使得助粘层、环氧树脂层具有较好的吸震、抗震作用，从而提高成品电力导管的吸震、抗震效果，当电力导管收到冲击、震动时，电力导管不易产生破裂或层剥离问题，从而延长电力导管的使用寿命。

3、负载火山岩、环氧树脂、改性复合纤维、胺类固化剂相配合，利用负载火山岩表面壳聚糖膜的氨基、羧基，配合环氧树脂、胺类固化剂，改性复合纤维表面的羧基，进一步提高环氧树脂层的交联密度，同时配合火山岩较高的强度、改性复合纤维较高的强度，进一步提高环氧树脂层的机械强度，从而提高电力导管的机械强度。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

改性碳化硅纤维的制备例

以下原料及设备均为普通市售。

制备例1：改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg碳化硅纤维置于3kg三亚乙基四胺溶液中，在20kHz条件下超声分散5min，碳化硅纤维长度1μm，三亚乙基四胺为质量分数20％的三亚乙基四胺水溶液，然后经干燥、分散至互不粘结，制得改性碳化硅纤维。

制备例2：改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg碳化硅纤维置于2kg三亚乙基四胺溶液中，在20kHz条件下超声分散5min，碳化硅纤维长度1μm，三亚乙基四胺为质量分数20％的三亚乙基四胺水溶液，然后经干燥、分散至互不粘结，制得改性碳化硅纤维。

制备例3：改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg碳化硅纤维置于4kg三亚乙基四胺溶液中，在20kHz条件下超声分散5min，碳化硅纤维长度1μm，三亚乙基四胺为质量分数20％的三亚乙基四胺水溶液，然后经干燥、分散至互不粘结，制得改性碳化硅纤维。

助粘涂料的制备例

以下原料及设备均为普通市售。

制备例4：助粘涂料采用如下方法制备而成：

称取100kg聚氨酯热熔胶，加热熔融后，添加5kg制备例1制备的改性碳化硅纤维，改性碳化硅纤维的添加速度为2g/s，添加过程中，聚氨酯热熔胶不断在200r/min的转速下搅拌，混合均匀后，制得助粘涂料。

制备例5：助粘涂料采用如下方法制备而成：

称取100kg聚氨酯热熔胶，加热熔融后，添加2kg制备例2制备的改性碳化硅纤维，改性碳化硅纤维的添加速度为2g/s，添加过程中，聚氨酯热熔胶不断在200r/min的转速下搅拌，混合均匀后，制得助粘涂料。

制备例6：助粘涂料采用如下方法制备而成：

称取100kg聚氨酯热熔胶，加热熔融后，添加8kg制备例3制备的改性碳化硅纤维，改性碳化硅纤维的添加速度为2g/s，添加过程中，聚氨酯热熔胶不断在200r/min的转速下搅拌，混合均匀后，制得助粘涂料。

改性复合纤维的制备例

以下原料及设备均为普通市售。

制备例7：改性复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg密胺纤维、2kg氧化锆纤维置于6kg质量分数25％的乙二酸溶液中分散，在250r/min的转速下搅拌5min，密胺纤维长度1μm，氧化锆纤维长度1μm，然后经干燥，制得改性复合纤维。

制备例8：改性复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg密胺纤维、1kg氧化锆纤维置于4kg质量分数25％的乙二酸溶液中分散，在250r/min的转速下搅拌5min，密胺纤维长度1μm，氧化锆纤维长度1μm，然后经干燥，制得改性复合纤维。

制备例9：改性复合纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg密胺纤维、3kg氧化锆纤维置于8kg质量分数25％的乙二酸溶液中分散，在250r/min的转速下搅拌5min，密胺纤维长度1μm，氧化锆纤维长度1μm，然后经干燥，制得改性复合纤维。

负载火山岩的制备例

以下原料中的艾草提取物购买于山阳联峰生物科技有限责任公司生产的艾叶提取物；荜茇提取物购买于郑州康源化工产品有限公司；其他原料及设备均为普通市售。

制备例10：负载火山岩采用如下方法制备而成：

称取1kg壳聚糖添加到99kg质量分数2％的稀醋酸溶液中搅拌溶解，然后添加2kg戊二醛继续搅拌均匀，制得壳聚糖膜液；

称取1kg艾草提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得艾草提取液；称取1kg荜茇提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得荜茇提取液；称取1kg艾草提取液、2kg荜茇提取液混合均匀，制得抑菌液；

称取1kg多孔火山岩颗粒置于20kg抑菌液中，多孔火山岩颗粒均为开孔，多孔火山岩颗粒的粒径为3μm，在20kHz条件下超声分散10min，然后取出多孔火山岩颗粒，均匀喷涂0.2kg壳聚糖膜液，干燥后，制得负载火山岩。

制备例11：本制备例与制备例10的不同之处在于：

称取1kg艾草提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得艾草提取液；称取1kg荜茇提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得荜茇提取液；称取1kg艾草提取液、1kg荜茇提取液混合均匀，制得抑菌液；

称取1kg多孔火山岩颗粒置于20kg抑菌液中，多孔火山岩颗粒的粒径为3μm，在20kHz条件下超声分散10min，然后取出多孔火山岩颗粒，均匀喷涂0.1kg壳聚糖膜液，干燥后，制得负载火山岩。

制备例12：本制备例与制备例10的不同之处在于：

称取1kg艾草提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得艾草提取液；称取1kg荜茇提取物、49kg无水乙醇搅拌溶解，制得荜茇提取液；称取1kg艾草提取液、3kg荜茇提取液混合均匀，制得抑菌液；

称取1kg多孔火山岩颗粒置于20kg抑菌液中，多孔火山岩颗粒的粒径为3μm，在20kHz条件下超声分散10min，然后取出多孔火山岩颗粒，均匀喷涂0.4kg壳聚糖膜液，干燥后，制得负载火山岩。

疏水二氧化硅的制备例以下原料及设备均为普通市售。

制备例13：疏水二氧化硅采用如下方法制备而成：

称取1kg二氧化硅微粉置于3.5kg硅烷偶联剂KH-570中搅拌，然后经喷雾干燥，制得疏水二氧化硅，二氧化硅微粉粒径为40nm。

环氧树脂涂料的制备例以下原料中抗紫外线添加剂购买于慈溪市好达峰新材料科技有限责任公司，型号UV-531；其他原料及设备均为普通市售。

制备例14：环氧树脂涂料采用如下方法制备而成：

称取环氧树脂65kg、增韧剂6.5kg、改性复合纤维5kg、填充微粉6kg混合搅拌均匀，然后添加胺类固化剂60kg、流平剂1kg、抗紫外线添加剂0.15kg继续混合均匀，制得成品环氧树脂涂料；环氧树脂型号E-44；增韧剂为端羧基液体丁腈橡胶；改性复合纤维为制备例7制备的改性复合纤维、填充微粉由2kg制备例13制备的疏水二氧化硅和4kg制备例10制备的负载火山岩组成；胺类固化剂为三乙酰四胺；流平剂由0.4kg石蜡油和0.6kg有机硅流平剂组成。

制备例15：环氧树脂涂料采用如下方法制备而成：

称取环氧树脂55kg、增韧剂4kg、改性复合纤维2kg、填充微粉2kg混合搅拌均匀，然后添加胺类固化剂50kg、流平剂0.5kg、抗紫外线添加剂0.05kg继续混合均匀，制得成品环氧树脂涂料；增韧剂为聚酰亚胺；改性复合纤维为制备例8制备的改性复合纤维、填充微粉由1kg制备例13制备的疏水二氧化硅和1kg制备例11制备的负载火山岩组成；胺类固化剂为乙二胺；流平剂由0.25kg石蜡油和0.25kg有机硅流平剂组成。

制备例16：环氧树脂涂料采用如下方法制备而成：

称取环氧树脂70kg、增韧剂10kg、改性复合纤维8kg、填充微粉10kg混合搅拌均匀，然后添加胺类固化剂65kg、流平剂2kg、抗紫外线添加剂0.2kg继续混合均匀，制得成品环氧树脂涂料；改性复合纤维为制备例9制备的改性复合纤维、填充微粉由2.5kg制备例13制备的疏水二氧化硅和7.5kg制备例12制备的负载火山岩组成；流平剂由0.4kg石蜡油和0.6kg有机硅流平剂组成。

PE管的制备例

以下原料及设备均为普通市售。

制备例17：PE管采用如下方法制备而成：

称取100kgPE、1kg稳定剂、5kg纳米二氧化锆混合搅拌均匀，PE为PE80，稳定剂为钙锌复合稳定剂，纳米二氧化锆粒径为40nm，然后经双螺杆挤出机，挤出成型，最后经冷却、切割，制得成品PE管。

实施例18：PE管采用如下方法制备而成：

称取90kgPE、0.6kg稳定剂、2kg纳米二氧化锆混合搅拌均匀，PE为PE80，稳定剂为硬脂酸锌，纳米二氧化锆粒径为40nm，然后经双螺杆挤出机，挤出成型，最后经冷却、切割，制得成品PE管。

实施例19：PE管采用如下方法制备而成：

称取120kgPE、1.5kg稳定剂、8kg纳米二氧化锆混合搅拌均匀，PE为PE80，稳定剂为钙锌复合稳定剂，纳米二氧化锆粒径为40nm，然后经双螺杆挤出机，挤出成型，最后经冷却、切割，制得成品PE管。

实施例

以下原料及设备均为普通市售。

实施例1：一种高强度PE电力导管：

包括PE管以及依次设置在PE管外表面的助粘层和环氧树脂层；PE管为制备例17制备的PE管；

制备方法如下：

在PE管表面喷涂制备例4制备的助粘涂料，然后再喷涂制备例14制备的环氧树脂涂料，固化后，助粘涂料固化为助粘层，厚度10μm；环氧树脂涂料固化为环氧树脂层，厚度为50μm。

实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：

助粘涂料选用制备例5制备的助粘涂料；环氧树脂涂料选用制备例15制备的环氧树脂涂料；PE管为制备例18制备的PE管；

助粘层厚度5μm，环氧树脂层厚度20μm。

实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：

助粘涂料选用制备例6制备的助粘涂料；环氧树脂涂料选用制备例16制备的环氧树脂涂料，PE管为制备例19制备的PE管；

助粘层厚度15μm，环氧树脂层厚度80μm。

实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：

改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取1kg碳化硅纤维水洗后干燥，制得改性碳化硅纤维。

实施例5：本实施例与实施例1的不同之处在于：

改性复合纤维原料中以同等质量的密胺纤维替换氧化锆纤维。

实施例6：本实施例与实施例1的不同之处在于：

改性复合纤维制备过程中：

称取1kg密胺纤维、2kg氧化锆纤维混合搅拌均匀，密胺纤维长度1μm，氧化锆纤维长度1μm，制得改性复合纤维。

实施例7：本实施例与实施例1的不同之处在于：

改性复合纤维原料中以同等质量的乙二胺溶液替换乙二酸溶液；乙二胺溶液为质量分数25％的乙二胺水溶液。

实施例8：本实施例与实施例1的不同之处在于：

填充微粉原料中以同等质量的疏水二氧化硅替换负载火山岩。

实施例9：本实施例与实施例1的不同之处在于：

负载火山岩制备过程中：

称取1kg多孔火山岩颗粒置于20kg抑菌液中，多孔火山岩颗粒的粒径为3μm，在20kHz条件下超声分散10min，然后取出多孔火山岩颗粒，干燥后，制得负载火山岩。

实施例10：本实施例与实施例1的不同之处在于：

负载火山岩制备过程中：

称取1kg多孔火山岩颗粒，干燥后，制得负载火山岩。

实施例11：本实施例与实施例1的不同之处在于：

负载火山岩的抑菌液原料中以同等质量的艾草提取液替换荜茇提取液。

实施例12：本实施例与实施例1的不同之处在于：

填充微粉原料中以同等质量的二氧化硅替换疏水二氧化硅，二氧化硅粒径为40nm。

实施例13：本实施例与实施例1的不同之处在于：

流平剂原料中以同等质量的石蜡油替换有机硅流平剂。

实施例14：本实施例与实施例1的不同之处在于：

PE管制备过程中，原料中未添加纳米二氧化锆。

对比例

对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：

助粘层原料未添加改性碳化硅纤维。

对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：

助粘层原料中以同等质量的环氧树脂替换聚氨酯热熔胶。

对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：

PE管外表面未粘结助粘层。

对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于：

环氧树脂层中以同等质量的填充微粉替换改性复合纤维。

对比例5：本对比例与实施例1的不同之处在于：

环氧树脂层中以同等质量的纳米二氧化硅替换改性复合纤维和填充微粉。

性能检测试验

1、冲击强度检测

分别采用实施例1-14以及对比例1-5的制备方法制备成品电力导管，参考GB/T1842-2008塑料悬臂梁冲击强度的测定方法检测悬臂梁缺口冲击强度，记录数据。

2、拉伸强度检测

分别采用实施例1-14以及对比例1-5的制备方法制备成品电力导管，参考GB/T10401-2018塑料拉伸性能的测定，检测其拉伸强度，记录数据。

3、抑菌性能检测

分别采用实施例1-3、8-13以及对比例5的制备方法制备成品电力导管，将电力导管埋入土壤中，在原有土壤微生物的基础上，额外添加枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌、放射性根瘤菌、金黄色葡萄球菌等，枯草芽孢杆菌添加量约为2.5*10⁹；假单胞杆菌添加量约为4.8*10⁹；放射性根瘤菌添加量为7.6*10⁸；金黄色葡萄球菌添加量为5.2*10⁹；在温度35摄氏度、相对湿度85％的条件下，储存一年，然后取出电力导管，观察表面是否存在裂纹，记录单位面积裂纹数。

表1性能检测表

结合实施例1-3并结合表1可以看出，本申请制备的成品电力导管具有较高的机械强度，并且具有较好的抗菌性能，使成品电力导管在受到冲击、高压力条件下，不易出现形变或者破裂，从而使电力导管具有较长的使用寿命。

结合实施例1和实施例4-14并结合表1可以看出，实施例4改性碳化硅纤维制备过程中，未经三亚乙基四胺溶液改性处理，相比于实施例1，实施例4制备的电力导管缺口冲击强度、拉伸强度均小于实施例1；说明氨基改性的碳化硅纤维，能够促进改性碳化硅纤维与环氧树脂实现交联，提高助粘层与环氧树脂层的粘结牢度，并且提高交联致密度，使电力导管具有较高的机械强度。

实施例5改性复合纤维原料中以同等质量的密胺纤维替换氧化锆纤维，相比于实施例1，实施例5制备的电力导管缺口冲击强度和拉伸强度小于实施例1；说明密胺纤维、氧化锆纤维相配合，利用密胺纤维较高的强度配合氧化锆纤维较好的柔性，同时配合密胺纤维与环氧树脂之间较好的粘结性能，提高改性复合纤维在环氧树脂层内的交联密度，提高电力导管的机械强度。

实施例6改性复合纤维制备过程中，未经乙二酸溶液处理，实施例7改性复合纤维原料中以同等质量的乙二胺溶液替换乙二酸溶液，相比于实施例1，实施例6、7制备的电力导管缺口冲击强度、拉伸强度低于实施例1；说明纤维经羧基改性，能够提高改性复合纤维在环氧树脂层内部的交联密度，通过提高环氧树脂层的机械强度，进而提高电力导管的机械强度。

实施例8填充微粉原料中以同等质量的疏水二氧化硅替换负载火山岩，实施例9负载火山岩制备过程中，未经壳聚糖膜液处理，实施例10负载火山岩制备过程中，未经抑菌液和壳聚糖膜液处理，相比于实施例1，实施例8、9、10制备的电力导管抑菌性能差于实施例1；说明疏水二氧化硅、负载火山岩相配合，对土壤中的菌体具有较好的抑制作用，从而延长电力导管在土壤中的使用寿命。

实施例11负载火山岩制备过程中，抑菌液原料中以同等质量的艾草提取液替换荜茇提取液，相比于实施例1，实施例11制备的电力导管抑菌性能差于实施例1；说明艾草提取液、荜茇提取液相配合，具有长效抑菌效果，从而尽量避免电力导管在土壤中受到微生物的腐蚀，延长电力导管的使用寿命。

实施例12填充微粉原料中二氧化硅未经疏水改性处理，相比于实施例1，实施例12制备的电力导管抑菌性能差于实施例1；说明疏水改性的二氧化硅，能够使环氧树脂层具有较好的抑菌效果，从而尽量避免电力导管在土壤中被微生物腐蚀。

实施例13流平剂原料中以同等质量的石蜡油替换有机硅流平剂，相比于实施例1，实施例13制备的电力导管缺口冲击强度和拉伸强度均小于实施例1，并且抑菌性能差于实施例1；说明石蜡油、有机硅流平剂相配合，不仅能够提高环氧树脂内部结构交联度，而且表面光滑的电力导管，能够尽量避免土壤中的微生物在电力导管表面附着，从而使成品电力导管具有较高的机械强度和较好的耐微生物腐蚀性。

实施例14PE管制备过程中，原料中未添加纳米二氧化锆，相比于实施例1，实施例14制备的成品电力导管缺口冲击强度和拉伸强度均小于实施例1；说明纳米二氧化锆能够提高PE管的机械强度，从而使成品电力导管具有较高的机械强度。

结合实施例1和对比例1-5并结合表1可以看出，对比例1助粘层原料未添加改性碳化硅纤维，相比于实施例1，对比例1制备的电力导管缺口冲击强度和拉伸强度小于实施例1；说明改性碳化硅纤维、环氧树脂层相配合，通过改性碳化硅纤维与环氧树脂层的粘结、交联，进一步提高助粘层与环氧树脂层的粘结牢固，从而提高成品电力导管的机械强度。

对比例2助粘层原料中以同等质量的环氧树脂替换聚氨酯热熔胶，相比于实施例1，对比例2制备的电力导管缺口冲击强度和拉伸强度均小于实施例1；说明环氧树脂与PE管的粘结性不佳，而聚氨酯热熔胶在PE管和环氧树脂层之间起到辅助粘结的作用，从而进一步提高电力导管的机械强度，当电力导管受到外界冲击时，不易产生破裂。

对比例3PE管内外表面未粘结助粘层，相比于实施例1，对比例3制备的电力导管缺口冲击强度和拉伸强度均小于实施例1；说明助粘层、环氧树脂层相配合，能够提高成品电力导管的机械强度。

对比例4环氧树脂层中以同等质量的填充微粉替换改性复合纤维，对比例5环氧树脂层中以同等质量的纳米二氧化硅替换改性复合纤维和填充微粉，相比于实施例1，对比例4、5制备的成品电力导管缺口冲击强度和拉伸强度均小于实施例1，对比例5制备的电力导管的抑菌性能差于实施例1；说明填充微粉、改性复合纤维相配合，能够通过交联连接配合填充连接的手段，以纤维的柔性、刚性配合填充微粉的填充效果，进一步提高成品电力导管的机械强度、耐刮性能，并且具有较好的抗震效果。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高强度PE电力导管，其特征在于，包括PE管以及依次设置在PE管表面的助粘层和环氧树脂层；

助粘层由重量比为100:2-8的聚氨酯热熔胶和改性碳化硅纤维制成；

所述环氧树脂层包含以下重量份的原料制成：环氧树脂55-70份、胺类固化剂50-65份、增韧剂4-10份、改性复合纤维2-8份、填充微粉2-10份、流平剂0.5-2份、抗紫外线添加剂0.05-0.2份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于：所述PE管采用如下方法制备而成

称取90-120份PE、0.6-1.5份稳定剂、2-8份纳米二氧化硅混合搅拌均匀，经挤出成型，制得成品。

3.根据权利要求1所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述改性碳化硅纤维采用如下方法制备而成：

称取碳化硅纤维置于三亚乙基四胺溶液中分散浸泡，碳化硅纤维和三亚乙基四胺溶液的重量比为1:2-4，然后经干燥、分散，制得改性碳化硅纤维。

4.根据权利要求1所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述改性复合纤维采用如下方法制备而成：

称取密胺纤维、氧化锆纤维置于乙二酸溶液中分散，密胺纤维、氧化锆纤维和乙二酸溶液质量比为1:1-3:4-8，然后经干燥、分散，制得改性复合纤维。

5.根据权利要求1所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述填充微粉由重量比为1:1-3的疏水二氧化硅和负载火山岩组成。

6.根据权利要求5所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述负载火山岩采用如下方法制备而成：

称取多孔火山岩颗粒置于抑菌液中浸泡搅拌，然后取出多孔火山岩颗粒，喷涂壳聚糖膜液，多孔火山岩颗粒与壳聚糖膜液的质量比为1:0.1-0.4，干燥后，制得负载火山岩。

7.根据权利要求6所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述抑菌液由质量比为1:1-3的艾草提取液和荜茇提取液制得。

8.根据权利要求5所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述疏水二氧化硅采用硅烷偶联剂KH-570对二氧化硅微粉改性制得。

9.根据权利要求1所述的一种高强度PE电力导管，其特征在于，所述流平剂由重量比为1:1-2.5的石蜡油和有机硅流平剂组成。

10.权利要求1-9任一项所述的一种高强度PE电力导管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、聚氨酯热熔胶热熔后与改性碳化硅混合均匀，制得助粘涂料；称取环氧树脂、胺类固化剂、增韧剂、改性复合纤维、填充微粉、流平剂、抗紫外线添加剂混合搅拌均匀，制得环氧树脂涂料；

S2、在PE管表面喷涂助粘涂料，然后再喷涂环氧树脂涂料，固化后，助粘涂料固化为助粘层，厚度5-15μm；环氧树脂涂料固化为环氧树脂层，厚度为20-80μm。