一種抗沖擊mpp電力保護管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗沖擊MPP電力保護管材，其原料按重量份數(shù)包括：聚丙烯90-110份、三元乙丙橡膠5-15份、滑石粉10-25份、水鎂石粉3-10份、改性微硅粉5-12份、著色劑0.8-2份、納米云母5-15份、抗氧劑0.5-2份、聚四氟乙烯0.5-2份、改性貝殼粉體10-25份、改性鋰皂石5-15份、新型有機蒙脫土5-25份、氰尿酸三聚氰胺5-18份、改性晶須10-25份、長玻璃纖維15-30份、可膨脹石墨3-8份、膨脹型阻燃劑5-20份。本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材具有優(yōu)良的耐沖擊性、阻燃性、耐老化性、耐寒性和耐熱性。
【專利說明】-種抗沖擊MPP電力保護管

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力保護管【技術領域】，尤其涉及一種抗沖擊MPP電力保護管。

【背景技術】
[0002] 聚丙烯（PP)作為一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性樹脂，具有原料來源豐富、力學性能 好、密度小、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在塑料和纖維行業(yè)中應用十分廣泛，但由于PP分子鏈柔 性大，熔體擠出彈性大，聚丙烯存在沖擊強度尤其是低溫沖擊強度低的缺點，而且通常難以 做到流動性與力學性能兼顧，這在一定程度上限制了 PP的應用。為了改善聚丙烯的性能， 擴大其應用范圍，國內(nèi)外對改性PP做了很多研究。
[0003] 電力保護管是電力領域中的重要元件，改性的聚丙烯制備的電力保護管在抗沖擊 性、阻燃性、電絕緣性、抗酸堿腐蝕、滑動性、熱穩(wěn)定性等方面還存在不足，因此通過填充改 性或者共混改性提高聚丙烯電力保護管的綜合性能，得到抗沖擊性強、電氣絕緣性好、機械 強度高、摩擦系數(shù)小、阻燃、抑煙、耐熱、耐寒、使用壽命長、施工方便、性能價格比優(yōu)越的電 力保護管是目前研究的熱點問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決【背景技術】中存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種抗沖擊MPP電力保護 管，該MPP電力保護管具有優(yōu)良的抗沖擊性，同時提高了其阻燃性、耐沖擊性、耐老化性、耐 寒性、耐熱性和電絕緣性。
[0005] 本發(fā)明提出了一種抗沖擊MPP電力保護管材，聚丙烯90-110份、三元乙丙橡膠 5-15份、滑石粉10-25份、水鎂石粉3-10份、改性微硅粉5-12份、著色劑0. 8-2份、納米 云母5-15份、抗氧劑0. 5-2份、聚四氟乙烯0. 5-2份、改性貝殼粉體10-25份、改性鋰皂石 5-15份、新型有機蒙脫土 5-25份、氰尿酸三聚氰胺5-18份、改性晶須10-25份、長玻璃纖維 15-30份、可膨脹石墨3-8份、膨脹型阻燃劑5-20份；
[0006] 所述改性鋰皂石按照以下工藝進行制備：將80-100份的鋰皂石分散于400-500ml 蒸餾水中，得到鋰皂石分散液；將4-10份改性劑溶于50-100ml蒸餾水中得到改性劑溶液； 調(diào)節(jié)鋰皂石分散液pH至7-8,加熱至68-80°C后加入改性劑溶液保溫攪拌4-8h后過濾、洗 滌、干燥得到所述改性鋰皂石；
[0007] 所述新型有機蒙脫土按照以下工藝進行制備：在三口燒瓶中加入100-200ml蒸餾 水后加入10-20份的鈉基蒙脫土，加熱至70-90°C后滴加含有10-20份CTAB的水溶液，保 溫攪拌2-3h后，經(jīng)干燥、研磨、過篩得到改性有機蒙脫土 A ;將20-25份的改性有機蒙脫土 A 與0. 5-1份的環(huán)氧樹脂加入研缽中，研磨l-3h后在140-160°C下干燥l_3h，過篩后得到改 性有機蒙脫土 B ;將20-30份的改性有機蒙脫土 B與1-2份的異佛爾酮二異氰酸酯放入研 缽中，研磨2-3h，在60-70°C干燥3-5h，過篩后得到改性有機蒙脫土 C ;將20-30份的改性有 機蒙脫土 C與2-3份的十八胺放入研缽中共混，研磨l-3h，在60-75°C干燥3-5h，過篩后得 到所述新型有機蒙脫土。
[0008] 所述改性晶須為改性堿式硫酸鎂晶須，并采用以下工藝制備：在三口燒瓶中攪拌 狀態(tài)下加入10-15份堿式硫酸鎂晶須和150-250ml去離子水，然后加入0. 5-0. 8份乳化劑 和0. 5-1份引發(fā)劑，加熱至70-90°C，在1-1. 5h內(nèi)加入15-20份表面活性劑后抽濾、洗滌、烘 干得到改性晶須；
[0009] 根據(jù)上述原料配比，抗沖擊MPP電力保護管材按照以下制備工藝進行制備：將各 原料同時加入高速混合機混合5-10min后出料，得到混合料；設置雙輥開煉機前輥溫度為 30-50°C，后輥溫度為40-55°C，輥距為0. 4-0. 7mm，加入得到的混合料，升溫至145-160°C混 煉10-20min后冷卻得到混煉膠；設置平板硫化機的溫度為160-170°C，壓力為8-15MPa，加 入得到的混煉膠保溫保壓5-15min，冷卻至40-60°C后經(jīng)塑料擠出機得到所述電力保護管 材。
[0010] 優(yōu)選地，聚丙烯98-105份、二兀乙丙橡|父8_12份、滑石粉12-22份、水緩石粉5_7 份、改性微硅粉8-10份、著色劑1. 4-1. 9份、納米云母7-13份、抗氧劑0. 9-1. 4份、聚四氟 乙烯1. 1-1. 7份、改性貝殼粉體16-22份、改性鋰皂石8-13份、新型有機蒙脫土 10-22份、 氰尿酸三聚氰胺7-13份、改性晶須14-19份、長玻璃纖維20-26份、可膨脹石墨5-6. 5份、 膨脹型阻燃劑15-17份。
[0011] 優(yōu)選地，所述改性微硅粉改性劑為KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、 KH-580、KH-602、KH-792、Si-42、Si-69 中的一種或多種的組合。
[0012] 優(yōu)選地，所述納米云母的粒徑為72_85nm。
[0013] 優(yōu)選地，所述改性貝殼粉體的改性劑為糠醛、庚二酸、戊二酸、丙二酸中的一種或 者多種的組合。
[0014] 優(yōu)選地，在改性鋰皂石的制備過程中，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八 烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或者多 種的組合。
[0015] 優(yōu)選地，在改性晶須的制備工藝中，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈣、十二烷基苯 磺酸鈉、二烷基苯磺酸鈉、烷基芳基磺酸鈉、二丁基萘黃酸鈉中的一種或多種的組合。
[0016] 優(yōu)選地，在改性晶須的制備工藝中，所述引發(fā)劑為過過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化 苯甲酰、過氧化環(huán)乙酮、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異庚腈中的一種或多 種的組合。
[0017] 優(yōu)選地，在改性晶須的制備工藝中，所述表面活性劑為甲基丙烯酸酯。
[0018] 優(yōu)選地，根據(jù)上述原料配比，抗沖擊MPP電力保護管材按照以下制備工藝進行制 備：將各原料同時加入高速混合機混合7min后出料，得到混合料；設置雙輥開煉機前輥溫 度為33°C，后輥溫度為47°C，輥距為0. 5mm，加入得到的混合料，升溫至152°C混煉14min后 冷卻得到混煉膠；設置平板硫化機的溫度為165°C，壓力為llMPa，加入得到的混煉膠保溫 保壓lOmin，冷卻至52°C后經(jīng)塑料擠出機得到所述電力保護管。
[0019] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了多種無機填充劑，滑石粉可以提高 管材的剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，同時降低成本；水鎂石粉達到了填充、阻燃和消煙的三重 效果；微硅粉用偶聯(lián)劑改性后，與聚丙烯的接觸面積增大，且可進入聚丙烯裂縫與空隙的內(nèi) 部，與聚丙烯鏈形成"絲狀連接"結(jié)構，使得產(chǎn)生的裂縫被終止而轉(zhuǎn)化為紋銀狀態(tài)，管材需要 更大的應力或者消耗更多的外界能量才可斷裂，提高了材料的拉伸強度、沖擊韌性和彎曲 強度。
[0020] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了納米云母作為成核劑，在不改變聚 丙烯的結(jié)晶晶型的同時減小了微晶尺寸和晶面間距，并且使相鄰球晶間的明顯界面消失， 單位面積內(nèi)球晶數(shù)量增多，為聚丙烯提供了大量的異相晶核，促進了聚丙烯的結(jié)晶速度，提 高了聚丙烯的結(jié)晶程度，提高管材的力學強度的同時增加了管材的致密度。
[0021] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了改性貝殼粉體，改性劑破壞了貝殼 粉體中有機與無機的結(jié)合，致使貝殼粉體結(jié)構發(fā)生剝離而破碎為較小的顆粒，增加了貝殼 粉體的疏水性，使其在聚丙烯中具有良好的分散性，使得到的管材在拉伸過程中由于作為 分散相的改性貝殼粉體和聚丙烯在彈性模量和泊松比上存在差別，在分散相的赤道面上產(chǎn) 生較高的靜壓強，當壓強大到一定數(shù)值時作為分散相的貝殼粉體剛性顆粒屈服而產(chǎn)生冷 拉，發(fā)生塑性轉(zhuǎn)變，從而吸收大量的沖擊能量，使管材的斷裂伸長率得以提高，同時由于改 性的貝殼粉體與聚丙烯更好的相容性提高了管材的抗拉強度和沖擊強度。
[0022] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了三元乙丙橡膠和改性鋰皂石，加入 三元乙丙橡膠之后，三元乙丙橡膠插入到了聚丙烯的大球晶內(nèi)，分割減小球晶尺寸，改善了 聚丙烯的抗沖擊強度，又由于改性鋰皂石的作用，改善了聚丙烯的結(jié)晶性能，提高了管材的 拉伸強度；另外，由于分布在基體中的鋰皂石片層之間的相互滑移，體系的流動性得到提 商。
[0023] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了新型有機蒙脫土，一方面，鈉基蒙 脫土經(jīng)過插層改性后，與鈉基蒙脫土之間有著很強的界面作用，使新型有機蒙脫土具有很 強的吸附聚丙烯分子鏈的作用而成為聚丙烯結(jié)晶所需要的晶核，起到異相成核的作用；一 方面，新型有機蒙脫土均勻地分散在聚丙烯中且與聚丙烯大分子鏈之間存在較強的界面作 用，需要很高的能量才能使聚丙烯分子發(fā)生運動，提高其拉伸強度；另一方面，鈉基蒙脫土 的層間距很大，當受到?jīng)_擊時可以在層與層之間有良好的應力傳遞，在傳遞的過程中由于 應力集中導致復合材料產(chǎn)生銀紋，提高材料缺口沖擊，同時新型有機蒙脫土引入了長鏈的 柔性分子鏈十八胺，使材料在拉伸過程中易出現(xiàn)屈服而不發(fā)生斷裂，提供材料的斷裂伸長 率。
[0024] 本發(fā)明所述抗沖擊MPP電力保護管材中添加了氰尿酸三聚氰胺作為阻燃劑，提高 了管材的阻燃性；添加了改性晶須，改性晶須在維持阻燃性的同時提高了管材的拉伸強度 和彎曲強度，這是因為：晶須能傳遞、分散應力，當應力從聚丙烯基體傳向鎂鹽晶須時，在 兩界產(chǎn)生了剪切應力，能夠有效的增加聚丙烯基體界面產(chǎn)生的剪切屈服應力，增大材料的 拉伸強度和彎曲強度，另外晶須與聚丙烯良好的相容性也增加了材料的拉伸強度和彎曲強 度；添加了協(xié)效劑可膨脹石墨配合可膨脹型阻燃劑，提高了管材的阻燃性能，可膨脹石墨是 一種十分疏松的多孔物質(zhì)，受熱時，其比表面積急劇增大，能吸附更多的氣體和液體分子； 并且可膨脹石墨嵌入到可膨脹型阻燃劑中后形成了互相貫穿的凝聚相嵌合炭層結(jié)構，此結(jié) 構不僅可以起到良好的隔熱作用，還可以在燃燒中阻礙氣相和固相之間的物質(zhì)傳遞，對提 高隔熱性、有效保護基體材料、延緩和阻止其燃燒發(fā)揮了重要作用。

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細說明，應當了解，實施例只用于說明本發(fā) 明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎上所做的修改、等同替換等均在本發(fā) 明的保護范圍內(nèi)。
[0026] 本發(fā)明所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其原料按重量份數(shù)包括：聚丙烯的重量 分數(shù)可以為91、92、104、105、105. 8、107、109份，三元乙丙橡膠的重量分數(shù)可以為6、7、9、 10. 3、14份，滑石粉的重量分數(shù)可以為11、14、15. 2、17. 5、20. 3、21、24份，水鎂石粉的重量 分數(shù)可以為4、5、7. 3、8份，改性微硅粉的重量分數(shù)可以為6、7. 3、9. 3份，著色劑的重量分數(shù) 可以為0. 9、1. 0、1. 2、1. 5、1. 6、1. 7、1. 8份，納米云母的重量分數(shù)可以為6、8. 7、10. 3、12、14 份，抗氧劑的重量分數(shù)可以為0. 7、1. 1、1. 3、1. 7、1. 9份，聚四氟乙烯的重量分數(shù)可以為為 0. 7、0. 9、1. 3、1. 6、1. 9,改性貝殼粉體的重量分數(shù)可以為12、14、15、17、21、23、24. 5份，改 性鋰皂石的重量分數(shù)可以為6、7、9. 8、12、13. 9份，新型有機蒙脫土的重量分數(shù)可以為6、8、 10、11. 4、13、15、16、19、21、24份，氰尿酸三聚氰胺的重量分數(shù)可以為9、10、12、13. 3、16. 7 份，改性晶須的重量分數(shù)可以為11、15、17、19.3、20、23份，長玻璃纖維的重量分數(shù)可以為 17、19、23.2、24、27、28份，可膨脹石墨的重量分數(shù)可以為4、4.5份，膨脹型阻燃劑的重量分 數(shù)可以為 6、7、8、10、11、16. 3、18、19 份。
[0027] 下面通過具體實施例對本發(fā)明中抗沖擊MPP電力保護管材的技術方案進行詳細 說明。
[0028] 表1各實施例中抗沖擊MPP電力保護管材各組分的重量份數(shù)
[0029]

【權利要求】
1. 一種抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括：聚丙烯90-110 份、三元乙丙橡膠5-15份、滑石粉10-25份、水鎂石粉3-10份、改性微硅粉5-12份、著色劑 0. 8-2份、納米云母5-15份、抗氧劑0. 5-2份、聚四氟乙烯0. 5-2份、改性貝殼粉體10-25 份、改性鋰皂石5-15份、新型有機蒙脫土 5-25份、氰尿酸三聚氰胺5-18份、改性晶須10-25 份、長玻璃纖維15-30份、可膨脹石墨3-8份、膨脹型阻燃劑5-20份； 所述改性鋰皂石按照以下工藝進行制備：將80-100份的鋰皂石分散于400-500ml蒸餾 水中，得到鋰皂石分散液；將4-10份改性劑溶于50-100ml蒸餾水中得到改性劑溶液；調(diào)節(jié) 鋰皂石分散液pH至7-8,加熱至68-80°C后加入改性劑溶液保溫攪拌4-8h后過濾、洗滌、干 燥得到所述改性鋰皂石； 所述新型有機蒙脫土按照以下工藝進行制備：在三口燒瓶中加入100_200ml蒸餾水后 加入10-20份的鈉基蒙脫土，加熱至70-90°C后滴加含有10-20份CTAB的水溶液，保溫攪 拌2-3h后，經(jīng)干燥、研磨、過篩得到改性有機蒙脫土 A ;將20-25份的改性有機蒙脫土 A與 〇. 5-1份的環(huán)氧樹脂加入研缽中，研磨l-3h后在140-160°C下干燥l_3h，過篩后得到改性有 機蒙脫土 B ;將20-30份的改性有機蒙脫土 B與1-2份的異佛爾酮二異氰酸酯放入研缽中， 研磨2-3h，在60-70°C干燥3-5h，過篩后得到改性有機蒙脫土 C ;將20-30份的改性有機蒙 脫土 C與2-3份的十八胺放入研缽中共混，研磨l-3h，在60-75°C干燥3-5h，過篩后得到所 述新型有機蒙脫土。 所述改性晶須為改性堿式硫酸鎂晶須，并采用以下工藝制備：在三口燒瓶中攪拌狀態(tài) 下加入10-15份堿式硫酸鎂晶須和150-250ml去離子水，然后加入0. 5-0. 8份乳化劑和 〇. 5-1份引發(fā)劑，加熱至70-90°C，在1-1. 5h內(nèi)加入15-20份表面活性劑后抽濾、洗滌、烘干 得到改性晶須； 根據(jù)上述原料配比，抗沖擊MPP電力保護管材按照以下制備工藝進行制備：將各原 料同時加入高速混合機混合5-10min后出料，得到混合料；設置雙輥開煉機前輥溫度為 30-50°C，后輥溫度為40-55°C，輥距為0. 4-0. 7mm，加入得到的混合料，升溫至145-160°C混 煉10-20min后冷卻得到混煉膠；設置平板硫化機的溫度為160-170°C，壓力為8-15MPa，加 入得到的混煉膠保溫保壓5-15min，冷卻至40-60°C后經(jīng)塑料擠出機得到所述電力保護管 材。
2. 根據(jù)權利要求1所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包 括：聚丙烯98-105份、三元乙丙橡膠8-12份、滑石粉12-22份、水鎂石粉5-7份、改性微硅 粉8-10份、著色劑1. 4-1. 9份、納米云母7-13份、抗氧劑0. 9-1. 4份、聚四氟乙烯1. 1-1. 7 份、改性貝殼粉體16-22份、改性鋰皂石8-13份、新型有機蒙脫土 10-22份、氰尿酸三聚氰 胺7-13份、改性晶須14-19份、長玻璃纖維20-26份、可膨脹石墨5-6. 5份、膨脹型阻燃劑 15-17 份。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，所述改性微硅粉 改性劑為 KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、KH-580、KH-602、KH-792、Si-42、Si-69 中的一種或多種的組合。
4. 根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，所述納米 云母的粒徑為72_85nm。
5. 根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，所述改性 貝殼粉體的改性劑為糠醛、庚二酸、戊二酸、丙二酸中的一種或者多種的組合。
6. 根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，在改性鋰 皂石的制備過程中，所述改性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷 基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或者多種的組合。
7. 根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，在改性晶 須的制備工藝中，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉、二烷基苯磺酸鈉、 烷基芳基磺酸鈉、二丁基萘黃酸鈉中的一種或多種的組合。
8. 根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，在改性晶 須的制備工藝中，所述引發(fā)劑為過過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化苯甲酰、過氧化環(huán)乙酮、偶氮 二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異庚腈中的一種或多種的組合。
9. 根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，在改性晶 須的制備工藝中，所述表面活性劑為甲基丙烯酸酯。
10. 根據(jù)權利要求1-9所述的抗沖擊MPP電力保護管材，其特征在于，根據(jù)上述原料配 t匕，抗沖擊MPP電力保護管材按照以下制備工藝進行制備：將各原料同時加入高速混合機 混合7min后出料，得到混合料；設置雙輥開煉機前輥溫度為33°C，后輥溫度為47°C，輥距為 0. 5_，加入得到的混合料，升溫至152°C混煉14min后冷卻得到混煉膠；設置平板硫化機的 溫度為165°C，壓力為1 IMPa，加入得到的混煉膠保溫保壓lOmin，冷卻至52°C后經(jīng)塑料擠出 機得到所述電力保護管。
【文檔編號】C08K7/14GK104086886SQ201410325932
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權日:2014年7月9日
【發(fā)明者】金立勝 申請人:安徽寧國市高新管業(yè)有限公司