一种高强度MPP管及其制备方法与流程

本发明涉及mpp管技术领域，尤其涉及一种高强度mpp管及其制备方法。

背景技术：

mpp管又称mpp电力电缆保护管，分为开挖型和非开挖型，mpp非开挖管又称作mpp顶管或托拉管，mpp管采用改性聚丙烯为主要原材料，具有抗高温、耐外压的特点，适用于10kv以下高压输电线电缆排管管材，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管在电力技术中起到了重要作用，而在实际的使用过程中，mpp管的抗压性能还有待提高，特别是在温度变化较大的环境中，mpp管受到外力冲击后容易发生破裂，影响了后续mpp管的正常使用，造成了经济成本的损失，同时也具有一定的安全隐患，不符合电力技术的使用需要。

因此，我们提出了一种高强度mpp管及其制备方法用于解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高强度mpp管及其制备方法。

一种高强度mpp管，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯30-42份、硅橡胶10-15份、聚四氟乙烯3-5份、柠檬酸镁3-5份、甲酸钙2-4份、六方氮化硼3-6份、玻璃纤维5-9份、氟化石墨4-8份、阻燃剂8-10份和保温剂5-7份。

优选的，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯36份、硅橡胶12份、聚四氟乙烯4份、柠檬酸镁4份、甲酸钙3份、六方氮化硼4份、玻璃纤维7份、氟化石墨6份、阻燃剂9份和保温剂6份。

优选的，所述阻燃剂为溴化物阻燃剂。

优选的，所述保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩10-18份、硅石灰5-10份、碳化稻壳6-12份和聚氨酯4-6份。

优选的，所述保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在25-40min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在75-80℃，烘干时间为45-50min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

优选的，所述过筛过程中，筛网的目数为120目-200目。

优选的，所述六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

优选的，一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、柠檬酸镁、甲酸钙、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为500-800rpm，混合的温度80-95℃，混合时间为30-40min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在35-45℃下搅拌40-60min，搅拌速度为100-200rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在220-240℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

优选的，所述s1中，所述加热设备的加热温度为50-80℃，加热时间为15-30min。

本发明的有益效果是：

1、本发明提出的高强度mpp管含有六方氮化硼与氟化石墨，六方氮化硼与氟化石墨均为鳞片状，相当于在mpp管内部形成一张张防护网，能够有效的提高地提高高强度mpp管的强度。

2、本发明提出的高强度mpp管含有柠檬酸镁与甲酸钙，柠檬酸镁与甲酸钙能够有效的提高mpp管的抗冻性，进而使得mpp管在温度变化范围较大的环境内具有较好的强度，且柠檬酸镁还能够提高mpp管的抗压性能和抗拉性能，甲酸钙能够提高mpp管的耐磨性能，两者相结合能够进一步的提高mpp管的强度。

3、本发明提出的高强度mpp管含有阻燃剂和保温剂，阻燃剂和保温剂能够进一步的提高mpp管的性能，阻燃剂能够提高mpp管的阻燃性能，保温剂能够提高mpp管的保温性能，减少外部环境对mpp管内部的电缆的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1中，一种高强度mpp管，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯30份、硅橡胶10份、聚四氟乙烯3份、柠檬酸镁3份、甲酸钙2份、六方氮化硼3份、玻璃纤维5份、氟化石墨4份、阻燃剂8份和保温剂5份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩10份、硅石灰5份、碳化稻壳6份和聚氨酯4份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在25min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在75℃，烘干时间为45min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为120目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、柠檬酸镁、甲酸钙、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为500rpm，混合的温度80℃，混合时间为30min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在35℃下搅拌40min，搅拌速度为100rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在220℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为50℃，加热时间为15min。

实施例2中，一种高强度mpp管，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯42份、硅橡胶15份、聚四氟乙烯5份、柠檬酸镁5份、甲酸钙4份、六方氮化硼6份、玻璃纤维9份、氟化石墨8份、阻燃剂10份和保温剂7份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩18份、硅石灰10份、碳化稻壳12份和聚氨酯6份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在40min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在80℃，烘干时间为50min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为200目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、柠檬酸镁、甲酸钙、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为800rpm，混合的温度95℃，混合时间为40min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在45℃下搅拌60min，搅拌速度为200rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在240℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为80℃，加热时间为30min。

实施例3中，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯36份、硅橡胶12份、聚四氟乙烯4份、柠檬酸镁4份、甲酸钙3份、六方氮化硼4份、玻璃纤维7份、氟化石墨6份、阻燃剂9份和保温剂6份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩12份、硅石灰7份、碳化稻壳9份和聚氨酯5份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在35min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在78℃，烘干时间为48min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为200目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、柠檬酸镁、甲酸钙、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为700rpm，混合的温度88℃，混合时间为35min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在40℃下搅拌50min，搅拌速度为150rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在230℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为65℃，加热时间为22min。

对比例1中，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯36份、硅橡胶12份、聚四氟乙烯4份、甲酸钙3份、六方氮化硼4份、玻璃纤维7份、氟化石墨6份、阻燃剂9份和保温剂6份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩12份、硅石灰7份、碳化稻壳9份和聚氨酯5份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在35min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在78℃，烘干时间为48min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为200目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、甲酸钙、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为700rpm，混合的温度88℃，混合时间为35min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在40℃下搅拌50min，搅拌速度为150rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在230℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为65℃，加热时间为22min。

对比例2中，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯36份、硅橡胶12份、聚四氟乙烯4份、柠檬酸镁4份、六方氮化硼4份、玻璃纤维7份、氟化石墨6份、阻燃剂9份和保温剂6份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩12份、硅石灰7份、碳化稻壳9份和聚氨酯5份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在35min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在78℃，烘干时间为48min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为200目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、柠檬酸镁、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为700rpm，混合的温度88℃，混合时间为35min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在40℃下搅拌50min，搅拌速度为150rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在230℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为65℃，加热时间为22min。

对比例3中，由如下重量份原料组成：改性聚丙烯36份、硅橡胶12份、聚四氟乙烯4份、六方氮化硼4份、玻璃纤维7份、氟化石墨6份、阻燃剂9份和保温剂6份。

进一步的，阻燃剂为溴化物阻燃剂。

进一步的，保温剂由如下重量份原料制备而成：珍珠岩12份、硅石灰7份、碳化稻壳9份和聚氨酯5份。

进一步的，保温剂由如下步骤制成：将珍珠岩、硅石灰、碳化稻壳与聚氨酯混合进行搅拌，搅拌时间控制在35min，制得混合粉末，然后将混合粉末取出并放入到烘干设备当中进行烘干，烘干设备的烘干温度控制在78℃，烘干时间为48min，将烘干处理之后的混合粉末自然冷却，利用研磨设备进行研磨，研磨完毕后进行过筛处理，过筛完毕后进行收集，制得保温剂。

进一步的，过筛过程中，筛网的目数为200目。

进一步的，六方氮化硼的粒度为3-30μm，所述玻璃纤维的直径为15-30微米，所述氟化石墨的氟碳比为0.8-1.1，氟化石墨的粒度为4-6μm。

一种高强度mpp管的制备方法，包括以下步骤：

s1、预热：首先将改性聚丙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯、六方氮化硼、玻璃纤维、氟化石墨、阻燃剂和保温剂加入到加热设备中，利用加热设备进行预热；

s2、混合：将步骤s1中预热好的物料加入混合机中混合搅拌均匀，混合的搅拌速度为700rpm，混合的温度88℃，混合时间为35min；

s3：冷却：将步骤s2中混合均匀后的物料，转移到冷却搅拌机中，在40℃下搅拌50min，搅拌速度为150rpm；

s4：挤出：最后将步骤s3中冷却后的物料，注入双螺杆挤出机中，在230℃下塑化和切粒即得到所述的mpp耐高温阻燃mpp电缆保护管。

进一步的，s1中，所述加热设备的加热温度为65℃，加热时间为22min。

对上述实施例1到实施例3、对比例1到对比例3制备的mpp管，将mpp管反复加热冷却，其中加热温度为55℃，冷却温度为-20℃，每次加热和冷却的时间均为2h，反复加热冷却30-60次，而后对抗冲力进行检测，结果如下表1：

表1

根据上述表1，可明显得知，在实施例1至3中，所制备mpp管在反复加热冷却后，其仍然保持较好的抗冲击能力，mpp管的整体情况良好可靠，强度较高；

而在其他条件均相同的实施例3与对比例1中，对比例1中制备的mpp管未在其组分中添加柠檬酸镁，所制备的mpp管在长时间的反复加热冷却后，其强度有所下降，且反复加热冷却60次的抗冲力明显小于反复加热冷却30次的抗冲力；

实施例3与对比例2中，对比例2中制备的mpp管未在其组分中添加甲酸钙，所制备的mpp管在长时间的反复加热冷却后，其强度有所下降，与对比例1类似，且反复加热冷却60次的抗冲力明显小于反复加热冷却30次的抗冲力；

实施例3与对比例3中，对比例3中制备的mpp管未在其组分中添加柠檬酸镁和甲酸钙，所制备的mpp管在长时间的反复加热冷却后，其强度下降明显，明显低于对比例1和对比例2，且反复加热冷却60次的抗冲力大幅度小于反复加热冷却30次的抗冲力。

综上，本发明通过柠檬酸镁与甲酸钙能够有效的提高mpp管的抗冻性，进而使得mpp管在温度变化范围较大的环境内具有较好的强度，且柠檬酸镁还能够提高mpp管的抗压性能和抗拉性能，甲酸钙能够提高mpp管的耐磨性能，两者相结合能够进一步的提高mpp管的强度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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