一種耐高溫電力保護(hù)管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫電力保護(hù)管，其原料按重量份數(shù)包括：聚氯乙烯100-150份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂類橡膠10-25份、蓖麻油酸鑭2-6份、原兒茶酸鑭1-5份、協(xié)同穩(wěn)定劑2-5份、耐熱改性劑20-30份、聚乙烯蠟0.5-1.5份、改性長(zhǎng)石5-30份、復(fù)合增韌改性劑10-20份、阻燃劑20-60份。本發(fā)明中所述的耐高溫電力保護(hù)管具有優(yōu)異的耐高溫性、同時(shí)具有良好的耐腐蝕性、耐老化性、阻燃性、高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，延長(zhǎng)了耐高溫電力保護(hù)管的使用壽命。
【專利說(shuō)明】一種耐高溫電力保護(hù)管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力保護(hù)管【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種耐高溫電力保護(hù)管。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯（PVC)是通過(guò)氯乙烯單體由聚合反應(yīng)而生成的熱塑性高聚物，由于其具 有優(yōu)良的難燃性、抗磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機(jī)械物理性能、產(chǎn)品透明性、制品電絕緣性等 性能，而被廣泛應(yīng)用在化工、材料、電力等領(lǐng)域。目前，由于其良好的電絕緣性，已被廣泛應(yīng) 用作電力保護(hù)管，但是由于硬質(zhì)的PVC存在低溫變脆，在加工過(guò)程中對(duì)熱敏感、熱穩(wěn)定性 差、受熱時(shí)會(huì)引起不同的降解、對(duì)應(yīng)變敏感，變形后不能完全恢復(fù)等缺點(diǎn)，目前的電力保護(hù) 管在耐熱性和強(qiáng)度等方面還存在很大不足，另外，在PVC的熱加工過(guò)程中加入的熱穩(wěn)定劑 可能會(huì)含有有毒的成分，制成的材料會(huì)對(duì)人體有害，對(duì)環(huán)境造成污染，因此，通過(guò)添加一系 列無(wú)毒的添加劑，制備出綜合性能好的PVC耐高溫電力保護(hù)管是目前的關(guān)鍵問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種耐高溫電力保護(hù)管，其 具有優(yōu)異的耐高溫性能，同時(shí)保護(hù)管具有優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐腐蝕性、阻燃性并 且內(nèi)壁摩擦系數(shù)小、重量輕、工程造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)。
[0004] 本發(fā)明中提出了一種耐高溫電力保護(hù)管，其原料按重量份數(shù)包括：聚氯乙烯 100-150份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂類橡膠10-25份、蓖麻油 酸鑭2-6份、原兒茶酸鑭1-5份、協(xié)同穩(wěn)定劑2-5份、耐熱改性劑20-30份、聚乙烯蠟0. 5-1. 5 份、改性長(zhǎng)石5-30份、復(fù)合增韌改性劑10-20份、阻燃劑20-60份；
[0005] 所述蓖麻油酸鑭按照以下工藝進(jìn)行制備：分別將硝酸鑭、氫氧化鈉和蓖麻油酸溶 于極性有機(jī)溶劑中，分別形成溶液A、溶液B、溶液C ;在三口燒瓶中依次加入溶液A和溶液 C，攪拌加熱到60-80°C然后保溫?cái)嚢?-3h形成溶液D，將溶液B加入到溶液D中后，經(jīng)過(guò)濾、 洗滌、干燥得到所述蓖麻油酸鑭；
[0006] 所述原兒茶酸鑭按照以下工藝進(jìn)行制備：將原兒茶酸加入到裝有無(wú)水乙醇的三口 燒瓶中加熱到45-60°C后加入鑭的鹽溶液，攪拌2-3h后，加入氫氧化鈉溶液攪拌30-50min 后，冷卻到室溫，經(jīng)抽濾、洗滌、干燥得到所述原兒茶酸鑭；
[0007] 所述復(fù)合增韌改性劑按照以下工藝進(jìn)行制備：將500-800份的納米碳酸鈣漿液加 入夾套反應(yīng)釜中，在攪拌和通入循環(huán)水狀態(tài)下加熱至60-100°C，形成溶液E ;稱取3-5份的 乳化劑溶解分散在50-100ml水中，加熱至60-80°C后形成溶液F ;將溶液F加入到溶液E中， 攪拌0. 5-2h后，向夾套反應(yīng)釜中加入干重為50-200份的聚丙烯酸酯乳液，攪拌保溫3-5h 后抽濾，將濾渣干燥后得到所述復(fù)合增韌改性劑；
[0008] 根據(jù)上述各原料的重量份數(shù)比，按照以下工藝制備耐高溫電力保護(hù)管：
[0009] S1、調(diào)節(jié)高速混合機(jī)的溫度為80-105°C，將聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯加入高速混 合機(jī)混合l〇-15min后，同時(shí)加入玻璃微珠、丙烯酸脂類橡膠、蓖麻油酸鑭、原兒茶酸鑭、協(xié) 同穩(wěn)定劑、耐熱改性劑、聚乙烯蠟、改性長(zhǎng)石、復(fù)合增韌改性劑、阻燃劑，混合30-50min后得 到混合料；
[0010] S2、將開(kāi)煉機(jī)溫度設(shè)為140-150°C，加入S1中得到的混合料，混煉15-30min后，打 三角包、薄通5-8次，冷卻到50-65°C后得到混煉料；
[0011] S3、將S2中所述的混煉料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)由模具擠壓成型。
[0012] 優(yōu)選地，其原料按重量份數(shù)包括：聚氯乙烯110-130份、氯化聚氯乙烯70-90份、玻 璃微珠10-12份、丙烯酸脂類橡膠16-22份、蓖麻油酸鑭3-5份、原兒茶酸鑭3-4. 5份、協(xié)同 穩(wěn)定劑3-4份、耐熱改性劑25-28份、聚乙烯蠟0. 9-1. 3份、改性長(zhǎng)石15-21份、復(fù)合增韌改 性劑13-17份、阻燃劑35-57份。
[0013] 優(yōu)選地，其原料按重量份數(shù)包括：聚氯乙烯120份、氯化聚氯乙烯82份、玻璃微珠 11份、丙烯酸脂類橡膠18份、蓖麻油酸鑭4. 5份、原兒茶酸鑭4份、協(xié)同穩(wěn)定劑3. 5份、耐熱 改性劑27份、聚乙烯蠟1. 1份、改性長(zhǎng)石18份、復(fù)合增韌改性劑15份、阻燃劑42份。
[0014] 優(yōu)選地，其原料組成還包括1-5份的著色劑，所述著色劑為有機(jī)染料或者無(wú)機(jī)染 料，所述有機(jī)染料為鉻黃或者鈦青藍(lán)。
[0015] 優(yōu)選地，所述極性有機(jī)溶劑為無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、無(wú)水乙二醇中的一種或多種的 組合；所述溶液A中硝酸鑭的物質(zhì)的量濃度為0. 05-0. 15mol/L ;所述溶液B中氫氧化鈉的 物質(zhì)的量濃度為〇. 1-0. 15mol/L ;所述溶液C中蓖麻油酸的物質(zhì)的量濃度為0. 2-0. 4mol/L ; 將溶液B加入到溶液D中時(shí)，每秒滴加1次。
[0016] 優(yōu)選地，在蓖麻油酸鑭的制備過(guò)程中，三口燒瓶中加入的溶液A、溶液C、溶液B溶 質(zhì)的物質(zhì)的量為1:1:1. 5-2。
[0017] 優(yōu)選地，在原兒茶酸鑭的制備過(guò)程中，所述鑭的鹽溶液為硝酸鑭的乙醇溶液，所述 硝酸鑭的乙醇溶液中硝酸鑭的物質(zhì)的量濃度為l-5mol/L，所述氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉 的物質(zhì)的量濃度為〇. 5-lmol/L，氫氧化鈉溶液滴加到三口燒瓶中時(shí)的滴加速度為每秒2-3 次。
[0018] 優(yōu)選地，在復(fù)合增韌改性劑的制備過(guò)程中，所述乳化劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、 十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣中的一種或多種的組合。
[0019] 優(yōu)選地，所述耐熱改性劑為N-苯基馬來(lái)酰亞胺、苯乙烯、丙烯腈的三元共聚物；所 述阻燃劑為ZnSi0 3與Mg(0H)2的組合物，且ZnSi03 :Mg(0H)2為1 :3-10。
[0020] 優(yōu)選地，所述協(xié)同穩(wěn)定劑為季戊四醇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、環(huán)氧大豆油、鈣鋅復(fù)合 穩(wěn)定劑中的一種或多種的組合。
[0021] 本發(fā)明中選擇了兩種新的無(wú)毒高效的稀土穩(wěn)定劑并添加了協(xié)同穩(wěn)定劑作為熱穩(wěn) 定劑，提高材料在加工過(guò)程中的耐熱性，降低了聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯斷鏈的程度，減少 交聯(lián)，保留原有的機(jī)械和物理性能，同時(shí)發(fā)揮了各穩(wěn)定劑的性能，增加了聚氯乙烯基體的熱 穩(wěn)定性。
[0022] 本發(fā)明中采用了聚丙烯酸酯乳液直接對(duì)納米碳酸鈣漿料進(jìn)行改性得到的復(fù)合改 性劑，一方面，有效降低了納米碳酸鈣粒子的表面能，實(shí)現(xiàn)了親水-親油的轉(zhuǎn)變，改善了聚 氯乙烯基體與納米碳酸鈣之間的相容性，提高了界面粘結(jié)力，當(dāng)復(fù)合材料受到外力作用時(shí)， 可以有效的將應(yīng)力均勻分散到聚氯乙烯基體中，到應(yīng)力足夠大時(shí)，材料中的無(wú)機(jī)納米粒子 納米碳酸鈣作為應(yīng)力集中體，誘發(fā)聚氯乙烯基體產(chǎn)生塑性形變，產(chǎn)生大的微裂紋和塑性變 形，吸收大量的沖擊能量，體現(xiàn)出優(yōu)異的增韌效果；另一方面，由于碳酸鈣改性劑本身剛性 強(qiáng)，包裹有聚丙烯酸酯后分散性好，在聚氯乙烯基體中分散更加均勻，粒子與聚氯乙烯基體 分子的界面結(jié)合作用增強(qiáng)，復(fù)合粒子的彎曲模量增大；另一方面，加入改性劑后，聚氯乙烯 基體中復(fù)合改性粒子增多，粒子之間的間距相應(yīng)的減少，在一定程度上終止裂紋，防止裂紋 的擴(kuò)展，同時(shí)也能引發(fā)銀紋，提高材料的韌性，沖擊強(qiáng)度大幅度增強(qiáng)，得到綜合性能好的耐 高溫電力保護(hù)管。
[0023] 本發(fā)明中所述耐高溫電力保護(hù)管的產(chǎn)品性能指標(biāo)以及實(shí)施例的測(cè)試指標(biāo)如表1 所示。
[0024] 表1本發(fā)明所述耐高溫電力保護(hù)管的產(chǎn)品性能指標(biāo)以及實(shí)施例的測(cè)試指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1. 一種耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括：聚氯乙烯100-150 份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂類橡膠10-25份、蓖麻油酸鑭2-6 份、原兒茶酸鑭1-5份、協(xié)同穩(wěn)定劑2-5份、耐熱改性劑20-30份、聚乙烯蠟0. 5-1. 5份、改 性長(zhǎng)石5-30份、復(fù)合增韌改性劑10-20份、阻燃劑20-60份； 所述蓖麻油酸鑭按照以下工藝進(jìn)行制備：分別將硝酸鑭、氫氧化鈉和蓖麻油酸溶于極 性有機(jī)溶劑中，分別形成溶液A、溶液B、溶液C ;在三口燒瓶中依次加入溶液A和溶液C，攪 拌加熱到60-80°C然后保溫?cái)嚢?-3h形成溶液D，將溶液B加入到溶液D中后，經(jīng)過(guò)濾、洗 滌、干燥得到所述蓖麻油酸鑭； 所述原兒茶酸鑭按照以下工藝進(jìn)行制備：將原兒茶酸加入到裝有無(wú)水乙醇的三口燒瓶 中加熱到45-60°C后加入鑭的鹽溶液，攪拌2-3h后，加入氫氧化鈉溶液攪拌30-50min后，冷 卻到室溫，經(jīng)抽濾、洗滌、干燥得到所述原兒茶酸鑭； 所述復(fù)合增韌改性劑按照以下工藝進(jìn)行制備：將500-800份的納米碳酸鈣漿液加入夾 套反應(yīng)釜中，在攪拌和通入循環(huán)水狀態(tài)下加熱至60-100°C，形成溶液E ;稱取3-5份的乳化 劑溶解分散在50-100ml水中，加熱至60-80°C后形成溶液F ;將溶液F加入到溶液E中，攪 拌0. 5-2h后，向夾套反應(yīng)釜中加入干重為50-200份的聚丙烯酸酯乳液，攪拌保溫3-5h后 抽濾，將濾渣干燥后得到所述復(fù)合增韌改性劑； 根據(jù)上述各原料的重量份數(shù)比，按照以下工藝制備耐高溫電力保護(hù)管： 51、 調(diào)節(jié)高速混合機(jī)的溫度為80-105°C，將聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯加入高速混合機(jī) 混合10-15min后，同時(shí)加入玻璃微珠、丙烯酸脂類橡膠、蓖麻油酸鑭、原兒茶酸鑭、協(xié)同穩(wěn) 定劑、耐熱改性劑、聚乙烯蠟、改性長(zhǎng)石、復(fù)合增韌改性劑、阻燃劑，混合30-50min后得到混 合料； 52、 將開(kāi)煉機(jī)溫度設(shè)為140-150°C，加入S1中得到的混合料，混煉15-30min后，打三角 包、薄通5-8次，冷卻到50-65°C后得到混煉料； 53、 將S2中所述的混煉料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)由模具擠壓成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包括：聚 氯乙烯110-130份、氯化聚氯乙烯70-90份、玻璃微珠10-12份、丙烯酸脂類橡膠16-22份、 蓖麻油酸鑭3-5份、原兒茶酸鑭3-4. 5份、協(xié)同穩(wěn)定劑3-4份、耐熱改性劑25-28份、聚乙烯 蠟0. 9-1. 3份、改性長(zhǎng)石15-21份、復(fù)合增韌改性劑13-17份、阻燃劑35-57份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，其原料按重量份數(shù)包 括：聚氯乙烯120份、氯化聚氯乙烯82份、玻璃微珠11份、丙烯酸脂類橡膠18份、蓖麻油酸 鑭4. 5份、原兒茶酸鑭4份、協(xié)同穩(wěn)定劑3. 5份、耐熱改性劑27份、聚乙烯錯(cuò)1. 1份、改性長(zhǎng) 石18份、復(fù)合增韌改性劑15份、阻燃劑42份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，其原料組成還 包括1-5份的著色劑，所述著色劑為有機(jī)染料或者無(wú)機(jī)染料，所述有機(jī)染料為鉻黃或者鈦 青藍(lán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，所述極性有機(jī) 溶劑為無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、無(wú)水乙二醇中的一種或多種的組合；所述溶液A中硝酸鑭的物 質(zhì)的量濃度為〇. 05-0. 15mol/L ;所述溶液B中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為0. 1-0. 15mol/L ; 所述溶液C中蓖麻油酸的物質(zhì)的量濃度為0. 2-0. 4mol/L ;將溶液B加入到溶液D中時(shí)，每 秒滴加1次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，在蓖麻油酸鑭 的制備過(guò)程中，三口燒瓶中加入的溶液A、溶液C、溶液B溶質(zhì)的物質(zhì)的量為1:1:1. 5-2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，在原兒茶酸鑭 的制備過(guò)程中，所述鑭的鹽溶液為硝酸鑭的乙醇溶液，所述硝酸鑭的乙醇溶液中硝酸鑭的 物質(zhì)的量濃度為l_5mol/L，所述氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為0. 5-lmol/L， 氫氧化鈉溶液滴加到三口燒瓶中時(shí)的滴加速度為每秒2-3次。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，在復(fù)合增韌改 性劑的制備過(guò)程中，所述乳化劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺 酸鈣中的一種或多種的組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，所述耐熱改性 劑為N-苯基馬來(lái)酰亞胺、苯乙烯、丙烯腈的三元共聚物；所述阻燃劑為ZnSi0 3與Mg (OH) 2的 組合物，且 ZnSi03 :Mg(OH)2 為 1 :3-10。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的耐高溫電力保護(hù)管，其特征在于，所述協(xié)同穩(wěn)定 劑為季戊四醇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、環(huán)氧大豆油、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種或多種的組合。
【文檔編號(hào)】C08K3/26GK104086919SQ201410326127
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】金立勝 申請(qǐng)人:安徽寧國(guó)市高新管業(yè)有限公司