CN115772293B - 一种mpp电力护套管的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MPP电力护套管的制备工艺，所述MPP电力护套管包括以下重量份的原料：聚丙烯60～110份、聚乙烯20～30份、高岭土10～16份、云母粉10～20份、硅烷偶联剂1～5份、润滑剂4～8份、稳定剂5～10份、氯化聚乙烯10～30份、增塑剂5～12份、二苯甲酮3～8份、聚丁二酸酯3～8份、玻璃钢5～10份。先对高岭土、云母粉进行了预处理改性，向高岭土中加入三氧化二铝粉末，进行预混煅烧，然后使用硅烷偶联剂将云母粉和高岭土、三氧化二铝粉末进行分散混合、二次煅烧，得到了具有耐磨性好和力学强度大的复合填料；使用预处理的复合填料与聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯混合，熔融挤出得到MPP电力护套管，得到的MPP电力护套管具有极高的耐磨性和抗冲击强度，提高了MPP穿线管的环刚度。
Description
技术领域
本发明属于电力管材制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种MPP电力护套管的制备工艺。
背景技术
MPP电力管又叫(MPP电力电缆保护管、MPP电缆保护管、MPP电力护套管)，分为开挖型和非开挖型，MPP非开挖型电力管又称作MPP顶管或拖拉管。
MPP电力管采用改性聚丙烯为主要原材料，是无须大量挖泥、挖土及破坏路面，在道路、铁路、建筑物、河床下等特殊地段敷设管道、电缆等施工工程。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，去除因传统施工所造成的尘土飞扬、交通阻塞等扰民因素，这一技术还可以在一些无法实施开挖作业的地区铺设管线，如古迹保护区、闹市区、农作物及农田保护区、高速公路、河流等。MPP电力护套管具有优良的电气绝缘性和较高的热变性温度，低温冲击性能优异，同时MPP电力护套管的抗拉、抗压性能也比HDPE管高。
MPP管材在非开挖型使用时，管材一般暴露在室外遭遇阳光直晒，阳光中的紫外光会造成MPP管材的性能衰退，出现氧化褪色，导致耐候性变差，产品寿命缩短；若MPP管耐磨性能不高，长期处于人流量较大的区域，管材表面磨损，导致磨损处会最开始发生氧化或老化，进而造成管道损坏。因此，为了获得耐磨性能更好的MPP电力护套管，需要对现有的MPP电力护套管的制备工艺进行改进。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种MPP电力护套管，包括以下重量份的原料：聚丙烯60～110份、聚乙烯20～30份、高岭土10～16份、云母粉10～20份、硅烷偶联剂1～5份、润滑剂4～8份、稳定剂5～10份、氯化聚乙烯10～30份、增塑剂5～12份、二苯甲酮3～8份、聚丁二酸酯3～8份、玻璃钢5～10份。
优选的是，其中，所述MPP电力护套管还包括三氧化二铝粉末5～12份、耐候剂0.2～1.8份、抗氧剂0.2～3份。
优选的是，其中，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH845或硅烷偶联剂KH560中的一种；
所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡；
所述稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钾或硬脂酸铝中的一种；
所述增塑剂为环氧大豆油。
优选的是，其中，所述耐候剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；
所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
优选的是，其中，所述三氧化二铝粉末的平均粒径为0.5～100μm。
一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将高岭土和三氧化二铝粉末混合后，在1200～1350℃下真空煅烧一定时间，得到煅烧的高岭土-三氧化二铝混合粉末；向高岭土-三氧化二铝混合粉末中加入80～100份去离子水，然后加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，向其中加入云母粉，加热至80～95℃，反应1～3h后保温40～60min，蒸发后在120～150℃下烘干得到干燥混合粉末；
步骤二、对得到的干燥混合粉末进行二次煅烧，向二次煅烧后的混合粉末中加入玻璃钢、润滑剂、耐候剂和抗氧剂，混合后静置2～3h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入聚丙烯、聚乙烯、稳定剂、氯化聚乙烯、增塑剂、二苯甲酮、聚丁二酸酯，搅拌混料后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，最后挤出冷却后得到MPP电力护套管。
优选的是，其中，所述步骤一中，真空煅烧的时间为1～3h，真空煅烧前的真空度小于0.2Pa。
优选的是，其中，二次煅烧温度为800～1300℃，二次煅烧的升温速度为10～25℃/min，煅烧时间为1～1.5h。
优选的是，其中，所述步骤三中，搅拌混料的搅拌转速为1200～1500r/min，搅拌时间为10～30min。
优选的是，其中，所述步骤四中，双螺杆挤出机的挤出温度为150～240℃。
本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的MPP电力护套管，以聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯、云母粉和高岭土为主要原料，在制备过程中，先对高岭土、云母粉进行了预处理改性，向高岭土中加入了三氧化二铝粉末，进行预混煅烧，然后使用硅烷偶联剂将云母粉和高岭土、三氧化二铝粉末进行分散混合、二次煅烧，得到了具有极高耐磨性和力学强度的复合填料；使用预处理的复合填料与聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯混合，熔融挤出得到MPP电力护套管，得到的MPP电力护套管具有极高的耐磨性和抗冲击强度，环刚度得到了极大的提高。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
本实施例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将10kg高岭土和5kg三氧化二铝粉末混合后，在1200℃下真空煅烧1h，真空度小于0.2Pa，真空煅烧时间为1h，得到煅烧的高岭土-三氧化二铝混合粉末；向高岭土-三氧化二铝混合粉末中加入80kg去离子水，然后加入硅烷偶联剂KH550，搅拌均匀后，向其中加入10kg云母粉，加热至80℃，反应1h后保温40min，蒸发后在120℃下烘干得到干燥混合粉末；
步骤二、对得到的干燥混合粉末进行二次煅烧，二次煅烧温度为800℃，升温速率为10℃/min，煅烧时间为1h，向二次煅烧后的混合粉末中加入5kg玻璃钢、4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂、0.2kg的2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑作为耐候剂、0.2kg四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为抗氧剂，混合后静置2h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入60kg聚丙烯、20kg聚乙烯、5kg硬脂酸镁、10kg氯化聚乙烯、5kg环氧大豆油、3kg二苯甲酮、3kg聚丁二酸酯，以1200r/min的转速搅拌混料10min后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
实施例2
本实施例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将12kg高岭土和8kg三氧化二铝粉末混合后，在1250℃下真空煅烧2h，真空度小于0.2Pa，真空煅烧时间为1h，得到煅烧的高岭土-三氧化二铝混合粉末；向高岭土-三氧化二铝混合粉末中加入80kg去离子水，然后加入硅烷偶联剂KH845，搅拌均匀后，向其中加入10kg云母粉，加热至80℃，反应1h后保温50min，蒸发后在130℃下烘干得到干燥混合粉末；
步骤二、对得到的干燥混合粉末进行二次煅烧，二次煅烧温度为850℃，升温速率为15℃/min，煅烧时间为1.5h，向二次煅烧后的混合粉末中加入6kg玻璃钢、4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂、0.5kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为耐候剂、0.8kg四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为抗氧剂，混合后静置2h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入65kg聚丙烯、25kg聚乙烯、6kg硬脂酸铝、15kg氯化聚乙烯、6kg环氧大豆油、4kg二苯甲酮、5kg聚丁二酸酯，以1300r/min的转速搅拌混料20min后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
实施例3
本实施例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将16kg高岭土和12kg三氧化二铝粉末混合后，在1350℃下真空煅烧3h，真空度小于0.2Pa，真空煅烧时间为3h，得到煅烧的高岭土-三氧化二铝混合粉末；向高岭土-三氧化二铝混合粉末中加入100kg去离子水，然后加入硅烷偶联剂KH560，搅拌均匀后，向其中加入20kg云母粉，加热至95℃，反应2h后保温60min，蒸发后在150℃下烘干得到干燥混合粉末；
步骤二、对得到的干燥混合粉末进行二次煅烧，二次煅烧温度为1300℃，升温速率为25℃/min，煅烧时间为1.5h，向二次煅烧后的混合粉末中加入10kg玻璃钢、8kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂、1.8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为耐候剂、3kg四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为抗氧剂，混合后静置3h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入110kg聚丙烯、30kg聚乙烯、10kg硬脂酸钾、30kg氯化聚乙烯、12kg环氧大豆油、8kg二苯甲酮、8kg聚丁二酸酯，以1500r/min的转速搅拌混料30min后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为240℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
对比例1
本对比例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将10kg高岭土、5kg三氧化二铝粉末和10kg云母粉混合后，得到混合粉末；向混合粉末中加入5kg玻璃钢，并加入4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂，随后加入60kg聚丙烯、20kg聚乙烯、5kg硬脂酸镁、10kg氯化聚乙烯、5kg环氧大豆油、3kg二苯甲酮、3kg聚丁二酸酯，以1200r/min的转速搅拌混料10min后得到共混物；
步骤二、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
对比例2
本对比例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将12kg高岭土、8kg三氧化二铝粉末和10kg云母粉混合，得到混合粉末；向混合粉末中加入6kg玻璃钢，并加入4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂、0.5kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为耐候剂、0.8kg四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为抗氧剂，混合后静置2h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入65kg聚丙烯、25kg聚乙烯、6kg硬脂酸铝、15kg氯化聚乙烯、6kg环氧大豆油、4kg二苯甲酮、5kg聚丁二酸酯，以1300r/min的转速搅拌混料20min后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
对比例3
本对比例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将10kg高岭土和10kg云母粉混合后，得到混合粉末；向混合粉末中加入5kg玻璃钢，并加入4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂，随后加入60kg聚丙烯、20kg聚乙烯、5kg硬脂酸镁、10kg氯化聚乙烯、5kg环氧大豆油、3kg二苯甲酮、3kg聚丁二酸酯，以1200r/min的转速搅拌混料10min后得到共混物；
步骤二、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为150℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
对比例4
本对比例提供了一种MPP电力护套管的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将12kg高岭土和10kg云母粉混合，得到混合粉末；向混合粉末中加入6kg玻璃钢，并加入4kg氧化聚乙烯蜡作为润滑剂、0.5kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为耐候剂、0.8kg四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯作为抗氧剂，混合后静置2h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入65kg聚丙烯、25kg聚乙烯、6kg硬脂酸铝、15kg氯化聚乙烯、6kg环氧大豆油、4kg二苯甲酮、5kg聚丁二酸酯，以1300r/min的转速搅拌混料20min后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，最后挤出冷却后得到直径120mm的MPP电力护套管。
对实施例1-实施例3、对比例1-对比例4制得的MPP电力护套管进行密度、耐磨性、环刚度和冲击强度测试，得到下表；其中密度测试根据GB/T1033.1中的浸渍法进行测定；耐磨性根据QB/T 5101-2017塑料管材耐磨损性试验方法进行测定，用MPP电力护套管的质量磨损量(mg)衡量管材的耐磨性，环刚度(3％)根据DL/T 802.1的规定进行测定，冲击强度以落锤冲击试验进行测定，取试样长度300mm±10，置于温度-5℃环境下保持8h以上，锤头直径20mm，落锤质量10kg，落锤高度为2m，落锤实验要从冷冻箱中取出30s内完成，观察落锤后MPP电力护套管是否有裂痕和破裂。
| 密度(g/cm3) | 耐磨性(mg) | 环刚度(MPa) | 冲击强度 | |
| 实施例1 | 0.961 | 32 | 29 | 不破裂 |
| 实施例2 | 0.946 | 31 | 28 | 不破裂 |
| 实施例3 | 0.953 | 34 | 28 | 不破裂 |
| 对比例1 | 0.902 | 48 | 20 | 轻微裂痕 |
| 对比例2 | 0.898 | 46 | 22 | 轻微裂痕 |
| 对比例3 | 0.873 | 56 | 17 | 轻微裂痕 |
| 对比例4 | 0.876 | 57 | 16 | 轻微裂痕 |
从上表可以看出，实施例1-实施例3使用本发明提供的MPP电力护套管的制备工艺，制备出的MPP电力护套管的密度、耐磨性、环刚度和抗冲击强度均优于对比例1-对比例4。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。
Claims (6)
1.一种MPP电力护套管，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯60~110份、聚乙烯20~30份、高岭土10~16份、云母粉10~20份、硅烷偶联剂1~5份、润滑剂4~8份、稳定剂5~10份、氯化聚乙烯10~30份、增塑剂5~12份、二苯甲酮3~8份、聚丁二酸酯3~8份、玻璃钢5~10份；
所述MPP电力护套管还包括三氧化二铝粉末5~12份、耐候剂0.2~1.8份、抗氧剂0.2~3份；
MPP电力护套管的制备工艺包括以下步骤：
步骤一、将高岭土和三氧化二铝粉末混合后，在1200~1350℃下真空煅烧一定时间，得到煅烧的高岭土-三氧化二铝混合粉末；向高岭土-三氧化二铝混合粉末中加入80~100份去离子水，然后加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后，向其中加入云母粉，加热至80~95℃，反应1~3h后保温40~60min，蒸发后在120~150℃下烘干得到干燥混合粉末；
步骤二、对得到的干燥混合粉末进行二次煅烧，向二次煅烧后的混合粉末中加入玻璃钢、润滑剂、耐候剂和抗氧剂，混合后静置2~3h，得到混合粗粉；
步骤三、向混合粗粉中加入聚丙烯、聚乙烯、稳定剂、氯化聚乙烯、增塑剂、二苯甲酮、聚丁二酸酯，搅拌混料后得到共混物；
步骤四、将得到的共混物投入到双螺杆挤出机中，进行熔融、塑化、挤出，最后挤出冷却后得到MPP电力护套管；
所述步骤二中，二次煅烧温度为800~1300℃，二次煅烧的升温速度为10~25℃/min，煅烧时间为1~1.5h。
2.如权利要求1所述的MPP电力护套管，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH845或硅烷偶联剂KH560中的一种；
所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡；
所述稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钾或硬脂酸铝中的一种；
所述增塑剂为环氧大豆油。
3.如权利要求1所述的MPP电力护套管，其特征在于，所述耐候剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；
所述抗氧剂为四 [β- (3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
4.如权利要求1所述的MPP电力护套管，其特征在于，所述三氧化二铝粉末的平均粒径为0.5~100μm。
5.如权利要求1所述的MPP电力护套管，其特征在于，所述步骤一中，真空煅烧的时间为1~3h，真空煅烧前的真空度小于0.2Pa。
6.如权利要求1所述的MPP电力护套管，其特征在于，所述步骤四中，双螺杆挤出机的挤出温度为150~240℃。
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| 吴培熙等编著.《聚合物共混改性（第三版）》.中国轻工业出版社,2017,第184页. * |
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