PPSU/PTFE/TPEE耐磨高抗冲树脂组合物及其制备方法和用途与流程

本发明涉及电力电缆护套管支架，尤其涉及一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架及其制备方法。

背景技术：

近年来，随着中国经济的快速发展和城市化进程的快速推进，各地新建新城镇，改造旧城镇，各类产业园都在大规模的建设中，城市地下管网日益增多，各类管线规模也不断扩张。

过去我国城镇线缆多数采用架空铺设，既不美观又影响城市建设，随着社会进步，现在基本采用地下铺设电力电缆护套管，线缆进管入地的方法，不仅施工简单快捷，而且不影响地面交通及建筑。

电力电缆护套管支架又称为管枕或者管托，在电力电缆护套管的铺设过程中能有效固定和支撑管道，防止移位和克服外界的震动所带来的影响，是电力电缆护套管铺设过程中的重要组成部分，传统的电力电缆护套管支架主要采用cpvc或hdpe材质，这两种材料普遍存在强度不够，耐磨和抗冲击性能不足等缺点，在使用过程中容易因外界的震动而磨耗变形或错位，造成电力电缆管道的塌陷或损坏。而关于电力电缆护套管支架相关专利多为支架或管枕的结构设计，如中国专利文献cn201120368252.1公开了一种电缆复合管管枕，采用了枕条和卡销的组合和采用了管枕的外圈的四面的两端设有相应的面部卡槽使得各个管枕可以通过这些面部卡槽和卡销相互连接在一起，从而使得各个的电缆保护管也相互连接固定在一起，不仅使得各个保护管有序，而且增强了整体的抗压性，专利文献cn201721801373.4公开了一种高分子复合材料管枕，包括顶部圆弧支撑面，内支撑面和外支撑面，便于符合管道外部结构，在支撑过程中使管道能够更加的稳定，而关于电力电缆护套管支架材料特别是ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架未见相关专利及文献报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物及其制备方法和用途，解决传统cpvc或hdpe电力电缆护套管支架刚性不足、耐磨性及耐冲击性能差等缺点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物，其包括按重量份数计的如下组分：

作为优选方案，所述活性片状α氧化铝的制备方法包括如下步骤：

将壬基酚聚氧乙烯醚和碳酸氢铵溶于100ml去离子水中，调节ph值为9～9.5，得到溶液a；

将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和硫酸铝铵溶于100ml去离子水中，得到溶液b；

将溶液b滴加到溶液a中，混匀后，在130℃进行水热反应，得到碳酸铝铵；

将所述碳酸铝铵在1100℃下进行煅烧，得到片状α氧化铝；

将所述片状α氧化铝加入乙醇中，加热至80～90℃，边搅拌边加入硅烷偶联剂，回流反应1h后升温至110℃，得到活性片状α氧化铝。

作为优选方案，所述聚亚苯基砜树脂为对聚苯硫与过乙酸反应制得的线型聚合物，熔体流动速率为17g/10min(365℃,5.0kg)，密度为1.29g/cm³。

作为优选方案，所述聚四氟乙烯粉末为悬浮法聚四氟乙烯超细粉末，数均分子量为10000～30000道尔顿，平均粒径为2～5μm。

作为优选方案，所述tpee树脂为含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物，邵氏硬度为50d，密度为1.17g/cm³，水分含量≤0.1％。

作为优选方案，所述鳞片石墨的固定碳含量≥95％，晶体粒径≤0.3～0.5mm。

作为优选方案，所述相容剂选自sebs-g-mah和sbs-g-mah中的一种或两种，接枝率≥1％；所述的润滑剂选自ebs和硬脂酸钙中的一种或两种；所述分散剂选自n，n-乙撑双硬脂酰胺和硬脂酸中的一种或两种；所述耐候剂为紫外线吸收剂uv-531(成分：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)与抗氧化剂1010(成分：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)按照重量1-5:1混合。

一种如前述的ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物的制备方法，其包括如下步骤：

将活性片状α氧化铝、鳞片石墨加入高速混合机中，升温至90～110℃，以200rpm/min的转速搅拌0.5h后，依次加入分散剂、润滑剂，在90～110℃温度下以400rpm/min的转速搅拌30min，冷却至室温后依次加入聚亚苯基砜树脂、聚四氟乙烯粉末、tpee树脂、相容剂、耐候剂搅拌均匀后出料，制得ppsu/ptfe/tpee共混料；

将所述ppsu/ptfe/tpee共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，控制所述双螺杆挤出机的工作参数如下：一区温度为100～120℃，二区温度为260～295℃，三区温度为310～345℃，四区温度为345～360℃，五区温度为350～370℃，模头温度为345～360℃，喂料速度为20～50r/min，螺杆转速为100～150r/min，挤出造粒，制得ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物。

一种如前述的ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物在电力电缆护套支架中的用途。

作为优选方案，所述电力电缆护套支架的制备方法为：

将所述ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲树脂组合物在100～110℃下干燥12h后，加入塑料注塑机中，控制所述塑料注塑机工艺参数如下：料筒温度：320～360℃，模具温度：130～180℃，背压≤50pa，螺杆转速0.1～0.3m/s，得到所述电力电缆护套支架。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明采用高强度ppsu工程塑料作为基体树脂，复配聚四氟乙烯粉末、tpee树脂、活性片状α氧化铝、鳞片石墨和相容剂、润滑剂等其他加工助剂，利用聚四氟乙烯粉末特殊的自润滑性能，鳞片石墨片层相对滑动所具备的润滑性以及活性片状α氧化铝高刚性协同作用提高ppsu材料的耐磨性能，解决ppsu材料耐磨性能不足的缺点。同时创新性的采用tpee弹性材料，不仅解决ppsu材料自身冲击强度的不足，而且也解决由于添加鳞片石墨和活性片状α氧化铝造成的材料冲击性能的降低，制备出一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架，解决传统电力电缆护套管支架采用cpvc或hdpe材料强度不够，耐磨性能不足在使用过程中容易因外界的震动而磨耗变形或错位，造成电力电缆管道的塌陷或损坏等缺点。

附图说明

图1为本发明中活性片状α氧化铝的sem照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在以下的实施例和对比例中，各原料采用下述成分：

聚亚苯基砜(ppsu)树脂：对聚苯硫与过乙酸反应制得的线型聚合物，熔体流动速率17g/10min(365℃,5.0kg)，密度1.29g/cm³，选自美国苏威。

聚四氟乙烯(ptfe)粉末：悬浮法聚四氟乙烯超细粉末，选用分子量：10000-30000道尔顿，平均粒径：2-5μm，选自美国苏威。

tpee树脂：含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物，选用邵氏硬度50d，密度1.17g/cm³，水分含量≤0.1％，选自美国杜邦。

cpvc树脂：氯含量：64～75％，选自美国凯茵化工。

hdpe树脂：注塑级，选自独山子石化dmda-8008。

活性片状α氧化铝：片晶尺寸5-20μm，径厚比3-8，吸油值≤25g/100g，自制。

鳞片石墨：固定碳含量≥95％，晶体粒径≤0.3-0.5mm，选自灵寿县怡然矿产品加工厂。

相容剂：sebs-g-mah、sbs-g-mah，接枝率≥1％，选自美国科腾。

润滑剂：ebs、硬脂酸钙为市售产品。

分散剂：n，n-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸为市售产品。

耐候剂：紫外线吸收剂uv-531(成分：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)与抗氧化剂1010(成分：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)按照重量1-5:1混合，选自广州燕泰化工有限公司。

实施例1～5和对比例1～5：

表1实施例1～5和对比例1～5的组分和配比

制备工艺步骤如下：

1、所述的活性片状α氧化铝通过下述方法制备：

步骤a：准确称量10g壬基酚聚氧乙烯醚和5g的碳酸氢铵溶于100ml去离子水中形成透明溶液，在溶液中加入氨水调节溶液ph值在9～9.5之间，得到溶液a。

步骤b：准确称量10g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和5g的硫酸铝铵溶于100ml去离子水中形成透明溶液b。

步骤c：将溶液a转入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中。在300r/min搅拌速度条件下，将溶液b边搅拌边缓慢滴加到溶液a中，在130℃恒温20h，过滤、洗涤、抽滤，得到前驱体碳酸铝铵。

步骤d：将步骤c得到的前驱体碳酸铝铵在1100℃温度下煅烧2.5h，得到片状α氧化铝。

步骤e：准确称取10g片状α氧化铝加入装有100ml乙醇的烧瓶中，加热至80～90℃，边搅拌边加入0.3g硅烷偶联剂，回流反应1h后升温至110℃，得到活性片状α氧化铝，所得活性片状α氧化铝片晶尺寸5～20μm，径厚比3～8，吸油值≤25g/100g，活性片状α氧化铝sem照片如图1所示。

2、所述的一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架的制备方法如下：

s1：共混料制备

将活性片状α氧化铝、鳞片石墨按照重量份数加入高速混合机中，升温至90～110℃，以200rpm/min的转速搅拌0.5h后，依次加入分散剂、润滑剂，在90～110℃温度下以400rpm/min的转速搅拌30min，冷却至室温后依次加入聚亚苯基砜树脂、聚四氟乙烯粉末、tpee树脂、相容剂、耐候剂搅拌均匀后出料，制得ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架共混料；

s2：改性料制备

将步骤s1中得到的共混材料，通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，控制所述双螺杆挤出机的工作参数如下：一区温度为100～120℃，二区温度为260～295℃，三区温度为310～345℃，四区温度为345～360℃，五区温度为350～370℃，模头温度为345～360℃，喂料速度为20～50r/min，螺杆转速为100～150r/min，挤出造粒，制得ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架改性料；

s3：支架制备

将步骤s2中制得的改性料在热风干燥机中100～110℃干燥12h，加入塑料注塑机中，控制所述塑料注塑机工艺参数如下：料筒温度：320～360℃，模具温度：130～180℃，背压≤50pa，螺杆转速0.1～0.3m/s。

本发明的配方材料的主要特点是：采用高强度ppsu工程塑料作为基体树脂，复配聚四氟乙烯粉末、tpee树脂、活性片状α氧化铝、鳞片石墨和相容剂、润滑剂等其他加工助剂，利用聚四氟乙烯粉末特殊的自润滑性能，鳞片石墨片层相对滑动所具备的润滑性以及活性片状α氧化铝高刚性协同作用提高ppsu材料的耐磨性能，解决ppsu材料耐磨性能不足的缺点。同时创新性的采用tpee弹性材料，不仅解决ppsu材料自身冲击强度的不足，而且也解决由于添加鳞片石墨和活性片状α氧化铝造成的材料冲击性能的降低，制备出一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架，解决传统电力电缆护套管支架采用cpvc或hdpe材料强度不够，耐磨性能不足在使用过程中容易因外界的震动而磨耗变形或错位，造成电力电缆管道的塌陷或损坏等缺点。

性能检测及结果评价

将上述实施例1～5和对比例1～5获得的样品，弯曲模量按照gb/t9341-2008《塑料弯曲性能的测定》，简支梁缺口冲击强度按照gb/t1043.2-2018《塑料简支梁冲击性能的测定第2部分：仪器化冲击试验》，质量磨损按照gb/t3960-2016《塑料滑动摩檫磨损试验方法》进行性能测试；测试结果如表2所示。

表2实施例1～5和对比例1～5的测试结果

*质量磨损越小，耐磨性能越好

由表2测试结果可见，实施例1～5和对比例1～5，本发明的实施例1～5的冲击强度及耐磨性能都要明显优于对比例1～5，特别是由于传统的cpvc和hdpe制备的支架材料，从以上数据说明：采用高强度ppsu工程塑料作为基体树脂，复配聚四氟乙烯粉末、tpee树脂、活性片状α氧化铝、鳞片石墨和相容剂、润滑剂等其他加工助剂，利用聚四氟乙烯粉末特殊的自润滑性能，鳞片石墨片层相对滑动所具备的润滑性以及片状α氧化铝高刚性协同作用提高ppsu材料的耐磨性能，解决ppsu材料耐磨性能不足的缺点。同时创新性的采用tpee弹性材料，不仅解决ppsu材料自身冲击强度的不足，而且也解决由于添加鳞片石墨和活性片状α氧化铝造成的材料冲击性能的降低，制备出一种ppsu/ptfe/tpee耐磨高抗冲电力电缆护套管支架，解决传统电力电缆护套管支架采用cpvc或hdpe材料强度不够，耐磨性能不足在使用过程中容易因外界的震动而磨耗变形或错位，造成电力电缆管道的塌陷或损坏等缺点。本发明采用最优选的采用实施例3的配方，使得材料的冲击性能、弯曲模量和耐磨性能达到一个最均衡的状态，具有良好的经济效益和社会效益。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。