一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料的制作方法

[0001]
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料。


背景技术：

[0002]
随着电力电缆埋地敷设工程的迅速发展，对电缆套管提出的更高要求，电缆套管适用于电讯、电力工程、交通、城市建设等领域。一般有两种类型的套管：钢保护管、塑料管。塑料管一般用聚氯乙烯塑料或u—pvc制作，有普通和阻燃型，价格比金属管便宜，施工方便，不会生锈。电线穿线护套管大部分采用塑料管。
[0003]
为了保护电缆，电缆敷设时在易受外力损伤的部位要加装保护管。通常使用的保护管有钢管和硬质塑料管。保护管的内径不应小于电缆外径的1.5倍，管壁厚度不小于2mm。硬质塑料管不能用在温度过高和过低的场所。通过基础（包括地面或楼板）的保护管，内径在32mm及以下时，用钢管保护。电力电缆一般在下列场所加装保护管： 电缆引入、引出建筑物、隧道、沟道部位；电缆穿过楼板、墙壁、道路的穿越段；引至电杆或沿墙敷设的电缆离地面2m高的一段和易受机械损伤的其他部位。当埋地敷设时，必须采用防腐措施，但是埋人混凝土内的保护管无须防腐。 氯化聚氯乙烯塑料电缆套管具有良好的阻燃性，保温性能佳，热膨胀小。抗震性好。具有优异的耐老化性和抗紫外线性能。自熄，耐火性好等特点。但例如阻燃聚烯烃聚丙烯、聚乙烯等塑料水管在长期使用过程中，水管内壁会凝聚一层粘稠的杂质。在几个小时停止使用水以后，这种内壁的杂质会使水管中的水变质、发臭、滋生细菌。极大的影响了在水份较大的应用条件的使用，如埋地等，而现有的氯化聚氯乙烯管道冲击强度差，韧性差，熔体延展性差，易导致熔体破碎，制品表面粗糙、无光泽。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料。
[0005]
本发明通过以下技术方案实现：一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，由下列重量份数的原料制成：氯化聚氯乙烯96~109份、氯化聚乙烯14~17份、abs颗粒13~19份、叶蜡石粉0.7~2.1份、氟碳树脂3~5份、聚异丁烯3~6份、聚偏二氟乙烯15~21份、ebs0.2~1份、调节剂0.15~0.4份、稳定剂0.5~3份、聚磷酸铵1.5~3.5份、硅酸铝钾4.5~6.5份、三聚氰胺溴酸盐0.5~0.7份、聚硅氧烷树脂3.3~4.7份、滑石粉1.3~2.1份、氟磷铁1.5~2.1份、氯化聚丙烯3.5~4.1份。
[0006]
进一步的，所述氯化聚氯乙烯为含氯量68~72wt％的氯化聚氯乙烯，所述氟碳树脂为peve树脂，所述氟碳树脂为peve树脂，为pvf和feve的一种或多种。
[0007]
进一步的，所述聚偏二氟乙烯的平均分子量为13~15万，流动速率为20~28g/l0min（230℃，2.16kg）。
[0008]
进一步的，所述调节剂为2-羟基联苯、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、环烷酸
镁、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠混合组成，所占比例为1~2∶2~4∶3~5∶1~2。
[0009]
进一步的，所述稳定剂为苯甲酸钙、1,2-苯基吲哚、二苯基硫脲、季戊四醇混合组成，所占比例为1~3∶2~5∶3~5∶1~3。
[0010]
进一步的，所述氯化聚乙烯为含氯量在25~45%的氯化聚乙烯。
[0011]
进一步的，所述氯化聚丙烯为氯含量58~62％的氯化聚丙烯。
[0012]
进一步的，所述abs颗粒的苯乙烯含量为30~32%，熔融指数230℃，2.16kg为25~27g
·
10min。
[0013]
一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）取abs颗粒、聚异丁烯、氯化聚乙烯、氟磷铁放入反应釜中,加入聚偏二氟乙烯、ebs,超声震荡5min,搅拌至混合均匀,再加入氯化聚氯乙烯、稳定剂、滑石粉，混合均匀后，置于密闭高速混合机中,机械搅拌10~20min，冷却至室温后，即得橡塑混合物；（3）后在常温常压下高速混合机中，橡塑混合物依次加入硅酸铝钾、三聚氰胺溴酸盐、叶蜡石粉、聚磷酸铵、聚硅氧烷树脂、调节剂，低速混合均匀10~20min；（4）再加入氟碳树脂、氯化聚丙烯，匀速搅拌20~30min于80~100℃下超声混合均匀，然后降温至室温，投入密炼机中升温至180~210℃，经密炼、挤出，即得改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料。
[0014]
本发明的有益效果：氯化聚乙烯因氯的取代破坏了结晶性而使它变软、玻璃化温度降低，氯化聚乙烯的引入，共混物中引入氯原子，可以改进材料的阻燃性，增强材料的抗冲击性。选用聚偏二氟乙烯、氯化聚丙烯、氟碳树脂，可改善材料组分间截面的相容性，提高阻燃性又不使制品性能下降。另外，氟碳树脂、氯化聚乙烯与氯化聚氯乙烯共混还可改善管道的印刷性、韧性材料中的氟碳树脂与异氰酸酯反应生成一定数量氨酯键,增强组分间的结合力；同时材料中含有粒径小易分散的氟磷铁,三聚氰胺溴酸盐的氮基团反应,产生性能稳定且具有阻燃作用的钝化膜与磷化膜,进一步提搞材料与基面的结合力,增强材料阻燃性能。材料中的氟树脂因c-f键能高,紫外线对其没有任何影响,显示该材料具有超耐侯性，提高了材料的使用寿命。氟原子具有最高的电负性和较小的原子半径,c-f键的键能大碳链上的氟原子排斥力大,碳链呈现螺旋状结构且被氟原子包围,具有屏蔽效应。同时氟磷铁、聚磷酸铵、三聚氰胺溴酸盐在管道中的磷化与钝化协同促进阻燃作用,也产生良好的阻燃效果。从而决定了该材料有极好的化学稳定性，扩大了在化工领域应用范围，材料中添加高聚合度磷酸铵,为水不溶性长链状物质。因pn键产生的协同效应,产品的阻燃性、热稳定性、化学稳定性突出,它阻燃效果显著，而氯化聚丙烯和氯化聚乙烯的引入在不提高成本的前提下，提高了材料的抗冲击性能，abs和异丁烯的引入不仅因二者的协同促进作用，提高了材料的抗冲击性能，还改善了材料的表面性能，使表面光滑，耐刮擦，调节剂和叶蜡石粉等不仅赋予材料更好的加工性能和焊接性能，还进一步提高材料的强度和耐热性，滑石粉、叶蜡石粉等填料来源广泛，进一步降低成本。
[0015]
相比现有技术，本发明具有的优点：本发明公开改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料的使用温度范围广；具有良好的强度和韧性；具有良好的耐化学腐蚀性能；阻燃性能为自熄性；低热传导性能；卫生性能符合国家卫生标准要求；管壁平洁光滑：输送流体时具有较小的摩擦阻力和附着力；重量轻；安装
方便：可采用粘接、螺纹、焊接等方式连接； 优异的耐老化和抗紫外线性能，正常使用寿命较长。
具体实施方式
[0016]
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
[0017]
实施例1一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，由下列重量份数的原料制成：氯化聚氯乙烯109份、氯化聚乙烯17份、abs颗粒19份、叶蜡石粉2.1份、氟碳树脂5份、聚异丁烯6份、聚偏二氟乙烯21份、ebs1份、调节剂0.4份、稳定剂3份、聚磷酸铵3.5份、硅酸铝钾6.5份、三聚氰胺溴酸盐0.7份、聚硅氧烷树脂4.7份、滑石粉2.1份、氟磷铁2.1份、氯化聚丙烯4.1份。
[0018]
进一步的，所述氯化聚氯乙烯为含氯量68wt％的氯化聚氯乙烯，所述氟碳树脂为peve树脂，所述氟碳树脂为peve树脂，为pvf。
[0019]
进一步的，所述聚偏二氟乙烯的平均分子量为13~15万，流动速率为28g/l0min，230℃，2.16kg。
[0020]
进一步的，所述调节剂为2-羟基联苯、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、环烷酸镁、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠混合组成，所占比例为1∶2∶3∶1。
[0021]
进一步的，所述稳定剂为苯甲酸钙、1,2-苯基吲哚、二苯基硫脲、季戊四醇混合组成，所占比例为1∶5∶5∶3。
[0022]
进一步的，所述氯化聚乙烯为含氯量在45%的氯化聚乙烯。
[0023]
进一步的，所述氯化聚丙烯为氯含量62％的氯化聚丙烯。
[0024]
进一步的，所述abs颗粒的苯乙烯含量为32%，熔融指数230℃，2.16kg为25~27g
·
10min。
[0025]
一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）取abs颗粒、聚异丁烯、氯化聚乙烯、氟磷铁放入反应釜中,加入聚偏二氟乙烯、ebs,超声震荡5min,搅拌至混合均匀,再加入氯化聚氯乙烯、稳定剂、滑石粉，混合均匀后，置于密闭高速混合机中,机械搅拌20min，冷却至室温后，即得橡塑混合物；（3）后在常温常压下高速混合机中，橡塑混合物依次加入硅酸铝钾、三聚氰胺溴酸盐、叶蜡石粉、聚磷酸铵、聚硅氧烷树脂、调节剂，低速混合均匀20min；（4）再加入氟碳树脂、氯化聚丙烯，匀速搅拌30min于100℃下超声混合均匀，然后降温至室温，投入密炼机中升温至200℃，经密炼、挤出，即得改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料。
[0026]
实施例2一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，由下列重量份数的原料制成：氯化聚氯乙烯96份、氯化聚乙烯14份、abs颗粒13份、叶蜡石粉0.7份、氟碳树脂3份、聚异丁烯3份、聚偏二氟乙烯15份、ebs1份、调节剂0.4份、稳定剂3份、聚磷酸铵3.5份、硅酸铝钾6.5份、三聚氰胺溴酸盐0.7份、聚硅氧烷树脂4.7份、滑石粉2.1份、氟磷铁1.5~2.1份、氯化聚丙烯3.5份。
[0027]
进一步的，所述氯化聚氯乙烯为含氯量72wt％的氯化聚氯乙烯，所述氟碳树脂为peve树脂，所述氟碳树脂为peve树脂，为pvf和feve。
[0028]
进一步的，所述聚偏二氟乙烯的平均分子量为13~15万，流动速率为20g/l0min，
230℃，2.16kg。
[0029]
进一步的，所述调节剂为2-羟基联苯、n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、环烷酸镁、乙二胺四亚甲基叉膦酸钠混合组成，所占比例为2∶4∶5∶1。
[0030]
进一步的，所述稳定剂为苯甲酸钙、1,2-苯基吲哚、二苯基硫脲、季戊四醇混合组成，所占比例为1∶2∶3∶3。
[0031]
进一步的，所述氯化聚乙烯为含氯量在45%的氯化聚乙烯。
[0032]
进一步的，所述氯化聚丙烯为氯含量62％的氯化聚丙烯。
[0033]
进一步的，所述abs颗粒的苯乙烯含量为32%，熔融指数230℃，2.16kg为25~27g
·
10min。
[0034]
一种改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料，其制备方法包括以下步骤：（1）配置原料，按照权利要求1中所述的重量百分比配置原料；（2）取abs颗粒、聚异丁烯、氯化聚乙烯、氟磷铁放入反应釜中,加入聚偏二氟乙烯、ebs,超声震荡5min,搅拌至混合均匀,再加入氯化聚氯乙烯、稳定剂、滑石粉，混合均匀后，置于密闭高速混合机中,机械搅拌10min，冷却至室温后，即得橡塑混合物；（3）后在常温常压下高速混合机中，橡塑混合物依次加入硅酸铝钾、三聚氰胺溴酸盐、叶蜡石粉、聚磷酸铵、聚硅氧烷树脂、调节剂，低速混合均匀10min；（4）再加入氟碳树脂、氯化聚丙烯，匀速搅拌20min于80℃下超声混合均匀，然后降温至室温，投入密炼机中升温至180~210℃，经密炼、挤出，即得改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料。
[0035]
对比例1本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去abs颗粒成分，除此外的方法步骤均相同。
[0036]
对比例2本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚异丁烯成分，除此外的方法步骤均相同。
[0037]
对比例3本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚磷酸铵成分，除此外的方法步骤均相同。
[0038]
对比例4本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚偏二氟乙烯成分，除此外的方法步骤均相同。
[0039]
对比例5本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去调节剂成分，除此外的方法步骤均相同。
[0040]
对比例6本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去氟碳树脂成分，除此外的方法步骤均相同。
[0041]
对比例7本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去氯化聚乙烯成分，除此外的方法步骤均相同。
[0042]
对比例8本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去氯化聚丙烯成分，除此外的方法步骤均相同。
[0043]
表1各实施例和对比例改性氯化聚氯乙烯绝缘电缆套管材料的性能测试结果
项目实施例1实施例2对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5对比例6对比例7对比例8拉伸屈服强度mpa54.254.654.153.853.753.252.953.553.254.4热导率w/m
·
k0.3810.3740.3720.3760.3750.3720.3750.3760.3720.373200℃热稳定时间/min405402379375374368367387364384氧指数36353635363535353535维卡软化温度/℃1151121079998101103104105102落锤冲击试验通过率%1001009090909090909090纵向回缩率%3.23.13.73.93.64.13.73.93.53.6体积电阻率15.9
×
10
12
14.3
×
10
12
14.5
×
10
12
13.4
×
10
12
13.1
×
10
12
14.1
×
10
12
13.9
×
10
12
13.4
×
10
12
14.1
×
10
12
14.2
×
10
12
环段热压缩力kn壁厚8.0mm1.381.391.261.271.291.271.261.271.281.29阻燃性v-0v-0v-0v-0v-0v-0v-0v-0v-0v-0
注：gb/t1634.2-2004塑料负荷变形温度的的测定第2部分；qb/t2479-2005电力电缆用管压缩试验dl/t802.1-2007电力导管用导管技术条件；gb/t1040.3-2006料拉伸性能的测定第3部分溥膜和薄片的试验条件；gb/t1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法；gb/t2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验；gb/t2917.1-2002以氯乙烯均聚和共聚物为主的共混物及制品在高温时放出氯化氢和任何其它酸性产物的测定刚果红法；gb/t2951.12-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第12部分通用试验方法热老化试验方法；gb/t5470-2008塑料冲击法脆化温度的测定。

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