本发明涉及电力线缆领域，更具体地说，它涉及一种环保型耐高温电力电缆保护管的配方及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯（pp）作为一种综合性能优异的热塑性树脂，具有原料来源丰富、力学性能好、密度小、化学稳定性好等优点，在塑料和纤维行业中应用十分广泛，但由于pp分子链柔性大，熔体挤出弹性大，这在一定程度上限制了pp的应用。为了改善聚丙烯的加工性能，扩大其应用范围，国内外对改性pp做了很多研究。电力保护管是电力领域中的重要元件，改性的聚丙烯制备的电力保护管在阻燃性、电绝缘性、抗酸碱腐蚀、滑动性、热稳定性等方面还存在不足，因此通过填充改性或者共混改性提高聚丙烯电力保护管的综合性能，得到耐腐蚀性强、电气绝缘性好、机械强度高、摩擦系数小、阻燃、抑烟、耐热、耐寒、使用寿命长、施工方便、性能价格比优越的电力保护管是目前研究的热点问题。由于现有技术中用于电力电缆保护的聚丙烯管材存在损坏后，无法继续使用，直接废弃浪费资源、破坏环境，不符合绿色环保的可持续发展要求，如何回收利用废旧聚丙烯管材，并对其改性，得到高品质mpp管材是急需解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种环保型耐高温电力电缆保护管的配方及其制备方法，其具有将废旧聚丙烯管材回收再利用的优点。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种环保型耐高温电力电缆保护管的配方，包括如下重量份组分：聚丙烯80份再生聚丙烯10-20份纳米氧化镁2-5份乙烯-辛烯弹性体5-15份气相二氧化硅5-8份聚丙烯接枝马来酸酐3-5份填充剂10-20份阻燃剂5-10份抗氧剂3-8份。通过采用上述技术方案，通过回收利用再生聚丙烯，绿色环保、节约资源和成本。选用乙烯-辛烯弹性体作为改性剂，可改善再生聚丙烯较脆的问题，并改善聚丙烯高结晶导致的低温冲击韧性差的问题，起到协同增韧的作用。其次，纳米氧化镁的加入改善材料中空间电荷积累的问题，抑制和降低聚丙烯的空间电荷密度，提高电力电缆保护管的整体绝缘性和抗击穿能力，本发明中的电力电缆保护管可供11万伏以上的电力设备使用。纳米氧化镁还能诱导聚丙烯热变形过程中β晶的生成,由于β晶在升温过程中会发生熔融再结晶,并在较高的温度下转变为熔点更高的α相,因此提高了材料的耐热性，使其具有更高的热变形温度。气相二氧化硅是高科技超微细无机新材料，其可进入聚丙烯裂缝与空隙的内部，与聚丙烯链形成丝状连接结构，使得保护管需要更大的应力或者消耗更大的外界能量才可断裂，提高了材料的拉伸强度、冲击韧性和抗压弯曲强度；另外气相二氧化硅为耐高温无机材料，其可提高保护管的耐热性能。聚丙烯接枝马来酸酐用作相容剂，使得各组分充分混合，得到的成品材料性能均一稳定，不会产生分层和性能不稳定现象。填充剂分散在各组分中，不但改善了产品性能，也大大降低了生产成本。阻燃剂能够阻止或延缓塑料燃烧。抗氧化剂能够延缓或抑制塑料的氧化降解。进一步的，还包括2-5份聚醚砜树脂。通过采用上述技术方案，聚醚砜树脂是一种透明琥珀色的无定型树脂，其对急剧温度变化显现优良的可靠性，且在高温长期使用有优良的可靠性，从而聚醚砜树脂可提高产品的耐高温性能，可应对电缆在运行或过载时产生的局部高温；另外聚醚砜树脂具有自熄性，不添加任何阻燃剂即有优异的难燃性，可提高产品的阻燃性能。进一步的，还包括8-13份聚醚酯纤维。通过采用上述技术方案，聚醚酯纤维由聚醚酯弹性体纺制而成，聚醚酯弹性体以结晶性高、熔点高的聚酯链段作为硬段，以玻璃化转变温度较低的无定型聚醚为软段共聚而成的嵌段共聚物，硬段区域为软段区域提供了热可逆的物理交联，赋予了良好的热塑性，软硬段之间以化学键相连，其具有较好的弹性回复率和弹性稳定性，从而产品具有较好的韧性和弹性，可符合水平定向钻进等非开挖工程中需要管材和焊接点承受较大的拉伸力和弯曲力的需要。进一步的，还包括5-8份可膨胀石墨。通过采用上述技术方案，可膨胀石墨是一种十分疏松的多孔物质，受热时，其比表面积急剧增大，能吸附更多的气体和液体分子。进一步的，所述阻燃剂包括三氧化二锑、氢氧化镁或氢氧化铝中的一或者两种以上的混合。通过采用上述技术方案，三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝均为无机阻燃剂，除了有阻燃效果外，还具有抑制发烟和氯化氢生成的作用。进一步的，所述填充剂为滑石粉和水镁石粉。通过采用上述技术方案，滑石粉可提高保护管的刚性、耐热性、尺寸稳定性，同时降低成本；水镁石粉作为阻燃剂达到了填充、阻燃和消烟的三重效果。进一步的，所述滑石粉和水镁石粉的比例为2:1。通过采用上述技术方案，滑石粉和水镁粉的比例在2:1时效果好且成本低。进一步的，所述抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂或酚类抗氧剂中的一或者两种以上的混合。通过采用上述技术方案，这三种抗氧剂均可提高产品的抗氧化性能，防止其氧化。进一步的，一种环保型耐高温电力电缆保护管的制备方法，包括如下步骤：s1、将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在50-60℃的温度条件下干燥10-15分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至85-115℃，保温搅拌1-2min，停止搅拌，冷却到20-45℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃，模具温度为200-260℃，挤出机螺杆转速为1-30转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为160-190℃，二区温度为170-210℃，三区温度为180-225℃，四区温度为185-235℃；模具一区温度为180-225℃，二区温度为185-230℃，三区温度为190-240℃，口模温度为190-260℃；挤出机螺杆转速为5-30转/分钟，牵引速度为0.5-10米/分钟，水箱真空度为0.02-0.06pma，得到成品管材。通过采用上述技术方案，经过共混将各组分均匀分散，充分混合，通过造粒和挤出成型，得到成品管材。进一步的，s1中的再生聚丙烯需经过预先处理后使用，步骤如下：将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水备用。通过采用上述技术方案，通过将废旧的聚丙烯颜色分类收集，方便后续的加工使用，提高产品成色，并且经过初步的粉碎、冲洗和甩干，得到可供直接加工的再生聚丙烯。综上所述，本发明具有以下有益效果：1.通过回收利用再生聚丙烯，绿色环保、节约资源和成本，选用乙烯-辛烯弹性体作为改性剂，可改善再生聚丙烯较脆的问题，并改善聚丙烯高结晶导致的低温冲击韧性差的问题，起到协同增韧的作用；2.通过加入纳米氧化镁改善材料中空间电荷积累的问题，抑制和降低聚丙烯的空间电荷密度，提高电力电缆保护管的整体绝缘性和抗击穿能力，并提高材料的耐热性，使其具有更高的热变形温度；3.通过加入超微细无机新材料气相二氧化硅，其可进入聚丙烯裂缝与空隙的内部，与聚丙烯链形成丝状连接结构，使得保护管需要更大的应力或者消耗更大的外界能量才可断裂，提高了材料的拉伸强度、冲击韧性和抗压弯曲强度；另外气相二氧化硅为耐高温无机材料，其可提高保护管的耐热性能。具体实施方式实施例1：聚丙烯80份再生聚丙烯10份纳米氧化镁1份乙烯-辛烯弹性体5份气相二氧化硅5份聚丙烯接枝马来酸酐3份聚醚砜树脂2份聚醚酯纤维8份可膨胀石墨5份填充剂10份阻燃剂5份抗氧剂3份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在50℃的温度条件下干燥10分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至85℃，保温搅拌1min，停止搅拌，冷却到20℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，模具温度为200℃，挤出机螺杆转速为1转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃；模具一区温度为180℃，二区温度为185℃，三区温度为190℃，口模温度为190℃；挤出机螺杆转速为5转/分钟，牵引速度为0.5米/分钟，水箱真空度为0.02pma，得到成品管材。实施例2：聚丙烯80份再生聚丙烯10份纳米氧化镁2份乙烯-辛烯弹性体6份气相二氧化硅5份聚丙烯接枝马来酸酐3份聚醚砜树脂2份聚醚酯纤维8份可膨胀石墨5份填充剂10份阻燃剂5份抗氧剂3份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在50℃的温度条件下干燥10分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至85℃，保温搅拌1min，停止搅拌，冷却到20℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃，模具温度为200℃，挤出机螺杆转速为1转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为180℃，四区温度为185℃；模具一区温度为180℃，二区温度为185℃，三区温度为190℃，口模温度为190℃；挤出机螺杆转速为5转/分钟，牵引速度为0.5米/分钟，水箱真空度为0.02pma，得到成品管材。实施例3：聚丙烯80份再生聚丙烯20份纳米氧化镁3份乙烯-辛烯弹性体9份气相二氧化硅8份聚丙烯接枝马来酸酐5份聚醚砜树脂5份聚醚酯纤维13份可膨胀石墨8份填充剂20份阻燃剂10份抗氧剂8份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在60℃的温度条件下干燥15分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至115℃，保温搅拌2min，停止搅拌，冷却到45℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，模具温度为260℃，挤出机螺杆转速为30转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃；模具一区温度为225℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，口模温度为260℃；挤出机螺杆转速为30转/分钟，牵引速度为10米/分钟，水箱真空度为0.06pma，得到成品管材。实施例4：聚丙烯80份再生聚丙烯20份纳米氧化镁4份乙烯-辛烯弹性体12份气相二氧化硅8份聚丙烯接枝马来酸酐5份聚醚砜树脂5份聚醚酯纤维13份可膨胀石墨8份填充剂20份阻燃剂10份抗氧剂8份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在60℃的温度条件下干燥15分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至115℃，保温搅拌2min，停止搅拌，冷却到45℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，模具温度为260℃，挤出机螺杆转速为30转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃；模具一区温度为225℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，口模温度为260℃；挤出机螺杆转速为30转/分钟，牵引速度为10米/分钟，水箱真空度为0.06pma，得到成品管材。实施例5：聚丙烯80份再生聚丙烯20份纳米氧化镁5份乙烯-辛烯弹性体15份气相二氧化硅8份聚丙烯接枝马来酸酐5份聚醚砜树脂5份聚醚酯纤维13份可膨胀石墨8份填充剂20份阻燃剂10份抗氧剂8份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、纳米氧化镁、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在60℃的温度条件下干燥15分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至115℃，保温搅拌2min，停止搅拌，冷却到45℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，模具温度为260℃，挤出机螺杆转速为15转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃；模具一区温度为225℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，口模温度为260℃；挤出机螺杆转速为15转/分钟，牵引速度为5米/分钟，水箱真空度为0.06pma，得到成品管材。实施例6：聚丙烯80份再生聚丙烯20份纳米氧化镁0份乙烯-辛烯弹性体9份气相二氧化硅8份聚丙烯接枝马来酸酐5份聚醚砜树脂5份聚醚酯纤维13份可膨胀石墨8份填充剂20份阻燃剂10份抗氧剂8份其中，阻燃剂选用三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝，且三者的比例为1:1:1；填充剂选用滑石粉和水镁石粉，且两者的比例为2:1；抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂和酚类抗氧剂，三者的比例为1:1:1。制备方法如下：s1、将各种回收的聚丙烯料按颜色分类，并带水水粉碎冲洗，冲洗后用甩干机甩干余水，作为再生聚丙烯备用；将聚丙烯、再生聚丙烯、乙烯-辛烯弹性体颗粒、放入真空烘箱中，在60℃的温度条件下干燥15分钟，随转移至混合机中加热搅拌均匀，并加入聚丙烯接枝马来酸酐、聚醚酯纤维、气相二氧化硅、可膨胀石墨、填充剂、阻燃剂和抗氧剂，继续加热搅拌至115℃，保温搅拌2min，停止搅拌，冷却到45℃送下道工序共混；s2、将上述共混料经过单螺杆或者双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃，模具温度为260℃，挤出机螺杆转速为30转/分钟；s3、将上述造粒料经过双螺杆或者单螺杆挤出机及模具挤出成型，挤出机机筒一区温度为190℃，二区温度为210℃，三区温度为225℃，四区温度为235℃；模具一区温度为225℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，口模温度为260℃；挤出机螺杆转速为30转/分钟，牵引速度为10米/分钟，水箱真空度为0.06pma，得到成品管材。结果与检测：根据gb/t1633-2000、gb/t1033-1986和gb/t1040-1992检测标准对实施例1-6的样品进行检测，结果如下表：项目密度g/cm3维卡耐热（1kg，50℃/h）℃落锤冲击（-5℃/8h存放）拉伸强度mpa性能指标0.93~0.98不小于120不破裂不小于25实施例10.93150不破裂26.1实施例20.94152不破裂26.2实施例30.96154不破裂26.4实施例40.97156不破裂26.7实施例50.97155不破裂26.5实施例60.94147不破裂26.3由上表可知，按本发明配方和方法制备得到的电力电缆保护管的各项要求均符合并优于标准，具有良好的耐高温、耐低温、抗压和抗拉伸的性能，可供11万伏以上的电力设备使用。其中，实施例5的效果最佳。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12