低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電纜用復(fù)合導(dǎo)管及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力電纜用低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前城市建設(shè)過(guò)程中，配電網(wǎng)中電力電纜使用得越來(lái)越多，為了使室外地下電力電纜線路免受敷設(shè)環(huán)境所帶來(lái)的機(jī)械損傷、化學(xué)作用以及腐爛植物等危害，以減少電纜故障并延長(zhǎng)使用壽命，就需將電纜敷設(shè)于電纜排(導(dǎo))管中，即將電力電纜穿插在預(yù)先鋪設(shè)好的電力管中。現(xiàn)有電力電纜用的電力管(亦稱導(dǎo)管)，根據(jù)DL/T802《電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件》可分為:玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管、氯化聚氯乙烯及硬聚氯乙烯塑料電纜導(dǎo)管、氯化聚氯乙烯及硬聚氯乙烯塑料雙壁波紋電纜導(dǎo)管、纖維水泥電纜導(dǎo)管、承插式混凝土預(yù)制電纜導(dǎo)管、非開挖用改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管。這些電纜導(dǎo)管都具有各自的使用特點(diǎn)，但在使用過(guò)程中也存在各自的不足。其中在電力電纜排管鋪設(shè)施工過(guò)程最常用的為:玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管及非開挖用改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管。
[0003]玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管的耐腐蝕性能優(yōu)良，能抵抗酸、堿、鹽、腐蝕性土壤、地下水及眾多化學(xué)流體的侵蝕；機(jī)械性能好，管道的拉伸性能雖低于鋼管但高于球墨鑄鐵管和混凝土管；耐熱性能和電絕緣性能優(yōu)異；使用壽命長(zhǎng)，正常使用情況下可達(dá)50年；因采用的是承插式接頭，安裝也方便。但在施工過(guò)程中，由于內(nèi)管壁的摩擦阻力大，導(dǎo)致管內(nèi)表面經(jīng)受不了牽引鋼纜或電纜外護(hù)套層的穿纜摩擦，內(nèi)壁會(huì)掛出其中的玻璃纖維，在電纜上形成連續(xù)纏繞的纖維絲，最終會(huì)造成卡死電纜，無(wú)法再進(jìn)行穿纜施工。
[0004]改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管的耐腐蝕性能好，管材剛度及韌性也較好，耐熱性能優(yōu)良，重量輕，材料成本較低，但由于其聚丙烯線膨脹系數(shù)較大(0.06-0.lmm/m.K)，當(dāng)接頭采用承插式連接時(shí)，如果安裝的管路系統(tǒng)較長(zhǎng)又處于溫差變化較大的環(huán)境中，管路極易發(fā)生變形，導(dǎo)致接頭處出現(xiàn)裂縫，起不到保護(hù)電力電纜的作用；而采用熱熔連接，不僅會(huì)產(chǎn)生施工難度增大的問(wèn)題，且在熱熔連接處，因物料的內(nèi)外溢流，一方面會(huì)減小了內(nèi)部截面積，使內(nèi)部阻力加大，增加了穿纜的難度，另一方面會(huì)造成內(nèi)壁凹凸不平，刮傷電力電纜的外護(hù)套，導(dǎo)致電路漏電或短路。
[0005]另外，更為重要的是，不管是玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管，還是改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管，由于其內(nèi)層均為塑料層，而一般塑料管層的摩擦系數(shù)均為:0.4-0.45，根據(jù)電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50217)，水平管路的電纜牽引力計(jì)算公式Tj = Ttl+μ CWLi (其中Ttl:起始牽引力；μ:摩擦系數(shù)；C:電纜重量校正系數(shù)；W:電纜單位長(zhǎng)度重量；L1:第i段直線管長(zhǎng))來(lái)看，摩擦系數(shù)與電纜牽引力是成正比的，如果能夠降低塑料管層的摩擦系數(shù)勢(shì)必就可以降低電纜牽引力，電纜牽引力的下降既可降低穿纜難度，使施工更為容易快捷，也可在一定程度上克服熱熔連接塑料電纜導(dǎo)管穿管難的問(wèn)題。因而，能夠進(jìn)一步降低塑料電纜導(dǎo)管內(nèi)層的摩擦系數(shù)對(duì)于電力電纜導(dǎo)管性能提升無(wú)疑具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，首先提供一種低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管的制備方法。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制備的低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管。
[0008]本發(fā)明提供的低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管的制備方法，該方法的工藝步驟和條件如下:
[0009]I)先將重均分子量為800000?1200000的硅酮與改性聚丙烯按重量比1:1混合均勻，然后再將其放入雙螺桿擠出機(jī)中于170?200°C熔融擠出造粒得改性母料；
[0010]2)先將改性母料與改性聚丙烯按最終電力管內(nèi)層中所含硅酮為2_5wt%比例混合均勻，再分別將該混合料與改性聚丙烯干燥后通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)于165?205°C熔融復(fù)合擠出、定徑、牽引、冷卻、切割得二層復(fù)合管材；
[0011]3)將所得二層復(fù)合管材按機(jī)械纏繞方式在其外壁上復(fù)合玻璃纖維增強(qiáng)層即可。
[0012]以上方法中所述的改性聚丙烯為普通擠出級(jí)聚丙烯基礎(chǔ)上進(jìn)行增韌改性的聚丙烯，其斷裂伸長(zhǎng)率> 400%。
[0013]本發(fā)明提供的由上述方法制備的低摩擦改性聚丙烯/玻璃鋼復(fù)合電力管，該復(fù)合電力管為三層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外依次分別為含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層、改性聚丙烯層和玻璃纖維增強(qiáng)層，且其含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層的表面摩擦系數(shù)為0.08?0.23。
[0014]以上復(fù)合電力管中內(nèi)層含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層的硅酮含量為
2.5-4.0wt % ο
[0015]以上復(fù)合電力管兩端為承插式接頭。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
[0017]1、由于本發(fā)明提供的復(fù)合電力管內(nèi)層中含有的高分子量硅酮(即聚二甲基硅氧烷)是以硅氧鍵為主鏈，其分子鏈能柔順地自由旋轉(zhuǎn)，可在內(nèi)壁形成固體潤(rùn)滑劑層，因而可大大降低管壁的摩擦系數(shù)，使得其在電力電纜的安裝過(guò)程中拖拽更為輕松方便，同時(shí)因不損傷電纜外護(hù)套層，可減小電纜外護(hù)套故障概率。
[0018]2、由于本發(fā)明提供的復(fù)合電力管不僅內(nèi)層為低摩擦層結(jié)構(gòu)，且最外層還為玻璃纖維增強(qiáng)層，因而可采用承插式接頭，既避免了現(xiàn)有改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管熱熔連接所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，又避免了現(xiàn)有玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管內(nèi)管壁的摩擦阻力大所帶來(lái)的一系列問(wèn)題。
[0019]3、由于本發(fā)明提供的復(fù)合電力管具有三層結(jié)構(gòu)，不僅兼具了玻璃纖維增強(qiáng)塑料電纜導(dǎo)管和改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管的優(yōu)勢(shì)，且還賦予了其內(nèi)層表面的低摩擦系數(shù)，因而為電力電纜用塑料復(fù)合導(dǎo)管領(lǐng)域提供了一種綜合性能更為優(yōu)異的產(chǎn)品。
[0020]4、由于本發(fā)明提供的制備方法采用了先制備母料，再與基體材料共混，因而有效的解決了超高分子量(80-120萬(wàn))高含量(2-5wt% )娃酮的分子間作用力較強(qiáng)，黏度較大，不容易通過(guò)物理方法與基體材料分散均勻的問(wèn)題，為后期再與改性聚丙烯二次混合后順利復(fù)合擠出成型奠定了良好的基礎(chǔ)。
[0021 ] 5、本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單成熟，便于實(shí)施推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0022]附圖為本發(fā)明提供的復(fù)合電力管的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0024]另外，需要說(shuō)明的是以下各實(shí)施例所得復(fù)合電力管內(nèi)層的摩擦系數(shù)是按照GB/T3960標(biāo)準(zhǔn)給出的方法測(cè)試的。
[0025]實(shí)施例1
[0026]先將重均分子量為800000?950000的硅酮與改性聚丙烯按重量比1:1混合均勻，然后再將其放入雙螺桿擠出機(jī)中于170?185°C熔融擠出造粒得改性母料；再將改性母料與改性聚丙烯按最終電力管內(nèi)層中所含硅酮為2被％的比例混合均勻，再分別將該混合料與改性聚丙烯干燥后通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)于165?185°C熔融復(fù)合擠出、定徑、牽引、冷卻、切割得二層復(fù)合管材；最后將所得二層復(fù)合管材按機(jī)械纏繞方式在其外壁上復(fù)合玻璃纖維增強(qiáng)層即獲得如附圖所示截面結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次分別為含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層1、改性聚丙烯層2和玻璃纖維增強(qiáng)層3的復(fù)合電力管。
[0027]該復(fù)合電力管內(nèi)層I的表面摩擦系數(shù)為0.23。
[0028]實(shí)施例2
[0029]先將重均分子量為1050000?1200000的硅酮與改性聚丙烯按重量比1:1混合均勻，然后再將其放入雙螺桿擠出機(jī)中于180?200°C熔融擠出造粒得改性母料；再將改性母料與改性聚丙烯按最終電力管內(nèi)層中所含硅酮為3.5被％的比例混合均勻，再分別將該混合料與改性聚丙烯干燥后通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)于185?205°C熔融復(fù)合擠出、定徑、牽弓丨、冷卻、切割得二層復(fù)合管材；最后將所得二層復(fù)合管材按機(jī)械纏繞方式在其外壁上復(fù)合玻璃纖維增強(qiáng)層即獲得如附圖所示截面結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次分別為含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層1、改性聚丙烯層2和玻璃纖維增強(qiáng)層3的復(fù)合電力管。
[0030]該復(fù)合電力管內(nèi)層I的表面摩擦系數(shù)為0.14。
[0031]實(shí)施例3
[0032]先將重均分子量為950000?1050000的硅酮與改性聚丙烯按重量比1:1混合均勻，然后再將其放入雙螺桿擠出機(jī)中于175?190°C熔融擠出造粒得改性母料；再將改性母料與改性聚丙烯按最終電力管內(nèi)層中所含硅酮為2.5被％的比例混合均勻，再分別將該混合料與改性聚丙烯干燥后通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)于170?190°C熔融復(fù)合擠出、定徑、牽弓丨、冷卻、切割得二層復(fù)合管材；最后將所得二層復(fù)合管材按機(jī)械纏繞方式在其外壁上復(fù)合玻璃纖維增強(qiáng)層即獲得如附圖所示截面結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次分別為含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層1、改性聚丙烯層2和玻璃纖維增強(qiáng)層3的復(fù)合電力管。
[0033]該復(fù)合電力管內(nèi)層I的表面摩擦系數(shù)為0.20。
[0034]實(shí)施例4
[0035]先將重均分子量為1050000?1200000的硅酮與改性聚丙烯按重量比1:1混合均勻，然后再將其放入雙螺桿擠出機(jī)中于180?200°C熔融擠出造粒得改性母料；再將改性母料與改性聚丙烯按最終電力管內(nèi)層中所含硅酮為3.5被％的比例混合均勻，再分別將該混合料與改性聚丙烯干燥后通過(guò)各自的螺桿擠出機(jī)于185?205°C熔融復(fù)合擠出、定徑、牽弓丨、冷卻、切割得二層復(fù)合管材；最后將所得二層復(fù)合管材按機(jī)械纏繞方式在其外壁上復(fù)合玻璃纖維增強(qiáng)層即獲得如附圖所示截面結(jié)構(gòu)由內(nèi)至外依次分別為含硅酮的改性聚丙烯低摩擦層1、改性聚丙烯層2和玻璃纖維增強(qiáng)層3的復(fù)合電力管