一种耐高温电力保护管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温电力保护管，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯100-150份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂类橡胶10-25份、蓖麻油酸镧2-6份、原儿茶酸镧1-5份、协同稳定剂2-5份、耐热改性剂20-30份、聚乙烯蜡0.5-1.5份、改性长石5-30份、复合增韧改性剂10-20份、阻燃剂20-60份。本发明中所述的耐高温电力保护管具有优异的耐高温性、同时具有良好的耐腐蚀性、耐老化性、阻燃性、高的机械强度和韧性，延长了耐高温电力保护管的使用寿命。
【专利说明】一种耐高温电力保护管
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力保护管【技术领域】，尤其涉及一种耐高温电力保护管。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯（PVC)是通过氯乙烯单体由聚合反应而生成的热塑性高聚物，由于其具 有优良的难燃性、抗磨性、抗化学腐蚀性、综合机械物理性能、产品透明性、制品电绝缘性等 性能，而被广泛应用在化工、材料、电力等领域。目前，由于其良好的电绝缘性，已被广泛应 用作电力保护管，但是由于硬质的PVC存在低温变脆，在加工过程中对热敏感、热稳定性 差、受热时会引起不同的降解、对应变敏感，变形后不能完全恢复等缺点，目前的电力保护 管在耐热性和强度等方面还存在很大不足，另外，在PVC的热加工过程中加入的热稳定剂 可能会含有有毒的成分，制成的材料会对人体有害，对环境造成污染，因此，通过添加一系 列无毒的添加剂，制备出综合性能好的PVC耐高温电力保护管是目前的关键问题。
【发明内容】
[0003] 为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温电力保护管，其 具有优异的耐高温性能，同时保护管具有优异的冲击强度、抗压强度、耐腐蚀性、阻燃性并 且内壁摩擦系数小、重量轻、工程造价低、使用寿命长。
[0004] 本发明中提出了一种耐高温电力保护管，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯 100-150份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂类橡胶10-25份、蓖麻油 酸镧2-6份、原儿茶酸镧1-5份、协同稳定剂2-5份、耐热改性剂20-30份、聚乙烯蜡0. 5-1. 5 份、改性长石5-30份、复合增韧改性剂10-20份、阻燃剂20-60份；
[0005] 所述蓖麻油酸镧按照以下工艺进行制备：分别将硝酸镧、氢氧化钠和蓖麻油酸溶 于极性有机溶剂中，分别形成溶液A、溶液B、溶液C ;在三口烧瓶中依次加入溶液A和溶液 C，搅拌加热到60-80°C然后保温搅拌2-3h形成溶液D，将溶液B加入到溶液D中后，经过滤、 洗涤、干燥得到所述蓖麻油酸镧；
[0006] 所述原儿茶酸镧按照以下工艺进行制备：将原儿茶酸加入到装有无水乙醇的三口 烧瓶中加热到45-60°C后加入镧的盐溶液，搅拌2-3h后，加入氢氧化钠溶液搅拌30-50min 后，冷却到室温，经抽滤、洗涤、干燥得到所述原儿茶酸镧；
[0007] 所述复合增韧改性剂按照以下工艺进行制备：将500-800份的纳米碳酸钙浆液加 入夹套反应釜中，在搅拌和通入循环水状态下加热至60-100°C，形成溶液E ;称取3-5份的 乳化剂溶解分散在50-100ml水中，加热至60-80°C后形成溶液F ;将溶液F加入到溶液E中， 搅拌0. 5-2h后，向夹套反应釜中加入干重为50-200份的聚丙烯酸酯乳液，搅拌保温3-5h 后抽滤，将滤渣干燥后得到所述复合增韧改性剂；
[0008] 根据上述各原料的重量份数比，按照以下工艺制备耐高温电力保护管：
[0009] S1、调节高速混合机的温度为80-105°C，将聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯加入高速混 合机混合l〇-15min后，同时加入玻璃微珠、丙烯酸脂类橡胶、蓖麻油酸镧、原儿茶酸镧、协 同稳定剂、耐热改性剂、聚乙烯蜡、改性长石、复合增韧改性剂、阻燃剂，混合30-50min后得 到混合料；
[0010] S2、将开炼机温度设为140-150°C，加入S1中得到的混合料，混炼15-30min后，打 三角包、薄通5-8次，冷却到50-65°C后得到混炼料；
[0011] S3、将S2中所述的混炼料经双螺杆挤出机由模具挤压成型。
[0012] 优选地，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯110-130份、氯化聚氯乙烯70-90份、玻 璃微珠10-12份、丙烯酸脂类橡胶16-22份、蓖麻油酸镧3-5份、原儿茶酸镧3-4. 5份、协同 稳定剂3-4份、耐热改性剂25-28份、聚乙烯蜡0. 9-1. 3份、改性长石15-21份、复合增韧改 性剂13-17份、阻燃剂35-57份。
[0013] 优选地，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯120份、氯化聚氯乙烯82份、玻璃微珠 11份、丙烯酸脂类橡胶18份、蓖麻油酸镧4. 5份、原儿茶酸镧4份、协同稳定剂3. 5份、耐热 改性剂27份、聚乙烯蜡1. 1份、改性长石18份、复合增韧改性剂15份、阻燃剂42份。
[0014] 优选地，其原料组成还包括1-5份的着色剂，所述着色剂为有机染料或者无机染 料，所述有机染料为铬黄或者钛青蓝。
[0015] 优选地，所述极性有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水乙二醇中的一种或多种的 组合；所述溶液A中硝酸镧的物质的量浓度为0. 05-0. 15mol/L ;所述溶液B中氢氧化钠的 物质的量浓度为〇. 1-0. 15mol/L ;所述溶液C中蓖麻油酸的物质的量浓度为0. 2-0. 4mol/L ; 将溶液B加入到溶液D中时，每秒滴加1次。
[0016] 优选地，在蓖麻油酸镧的制备过程中，三口烧瓶中加入的溶液A、溶液C、溶液B溶 质的物质的量为1:1:1. 5-2。
[0017] 优选地，在原儿茶酸镧的制备过程中，所述镧的盐溶液为硝酸镧的乙醇溶液，所述 硝酸镧的乙醇溶液中硝酸镧的物质的量浓度为l-5mol/L，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠 的物质的量浓度为〇. 5-lmol/L，氢氧化钠溶液滴加到三口烧瓶中时的滴加速度为每秒2-3 次。
[0018] 优选地，在复合增韧改性剂的制备过程中，所述乳化剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、 十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙中的一种或多种的组合。
[0019] 优选地，所述耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、丙烯腈的三元共聚物；所 述阻燃剂为ZnSi0 3与Mg(0H)2的组合物，且ZnSi03 :Mg(0H)2为1 :3-10。
[0020] 优选地，所述协同稳定剂为季戊四醇、硬脂酸钙、硬脂酸锌、环氧大豆油、钙锌复合 稳定剂中的一种或多种的组合。
[0021] 本发明中选择了两种新的无毒高效的稀土稳定剂并添加了协同稳定剂作为热稳 定剂，提高材料在加工过程中的耐热性，降低了聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯断链的程度，减少 交联，保留原有的机械和物理性能，同时发挥了各稳定剂的性能，增加了聚氯乙烯基体的热 稳定性。
[0022] 本发明中采用了聚丙烯酸酯乳液直接对纳米碳酸钙浆料进行改性得到的复合改 性剂，一方面，有效降低了纳米碳酸钙粒子的表面能，实现了亲水-亲油的转变，改善了聚 氯乙烯基体与纳米碳酸钙之间的相容性，提高了界面粘结力，当复合材料受到外力作用时， 可以有效的将应力均匀分散到聚氯乙烯基体中，到应力足够大时，材料中的无机纳米粒子 纳米碳酸钙作为应力集中体，诱发聚氯乙烯基体产生塑性形变，产生大的微裂纹和塑性变 形，吸收大量的冲击能量，体现出优异的增韧效果；另一方面，由于碳酸钙改性剂本身刚性 强，包裹有聚丙烯酸酯后分散性好，在聚氯乙烯基体中分散更加均匀，粒子与聚氯乙烯基体 分子的界面结合作用增强，复合粒子的弯曲模量增大；另一方面，加入改性剂后，聚氯乙烯 基体中复合改性粒子增多，粒子之间的间距相应的减少，在一定程度上终止裂纹，防止裂纹 的扩展，同时也能引发银纹，提高材料的韧性，冲击强度大幅度增强，得到综合性能好的耐 高温电力保护管。
[0023] 本发明中所述耐高温电力保护管的产品性能指标以及实施例的测试指标如表1 所示。
[0024] 表1本发明所述耐高温电力保护管的产品性能指标以及实施例的测试指标
【权利要求】
1. 一种耐高温电力保护管，其特征在于，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯100-150 份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂类橡胶10-25份、蓖麻油酸镧2-6 份、原儿茶酸镧1-5份、协同稳定剂2-5份、耐热改性剂20-30份、聚乙烯蜡0. 5-1. 5份、改 性长石5-30份、复合增韧改性剂10-20份、阻燃剂20-60份； 所述蓖麻油酸镧按照以下工艺进行制备：分别将硝酸镧、氢氧化钠和蓖麻油酸溶于极 性有机溶剂中，分别形成溶液A、溶液B、溶液C ;在三口烧瓶中依次加入溶液A和溶液C，搅 拌加热到60-80°C然后保温搅拌2-3h形成溶液D，将溶液B加入到溶液D中后，经过滤、洗 涤、干燥得到所述蓖麻油酸镧； 所述原儿茶酸镧按照以下工艺进行制备：将原儿茶酸加入到装有无水乙醇的三口烧瓶 中加热到45-60°C后加入镧的盐溶液，搅拌2-3h后，加入氢氧化钠溶液搅拌30-50min后，冷 却到室温，经抽滤、洗涤、干燥得到所述原儿茶酸镧； 所述复合增韧改性剂按照以下工艺进行制备：将500-800份的纳米碳酸钙浆液加入夹 套反应釜中，在搅拌和通入循环水状态下加热至60-100°C，形成溶液E ;称取3-5份的乳化 剂溶解分散在50-100ml水中，加热至60-80°C后形成溶液F ;将溶液F加入到溶液E中，搅 拌0. 5-2h后，向夹套反应釜中加入干重为50-200份的聚丙烯酸酯乳液，搅拌保温3-5h后 抽滤，将滤渣干燥后得到所述复合增韧改性剂； 根据上述各原料的重量份数比，按照以下工艺制备耐高温电力保护管： 51、 调节高速混合机的温度为80-105°C，将聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯加入高速混合机 混合10-15min后，同时加入玻璃微珠、丙烯酸脂类橡胶、蓖麻油酸镧、原儿茶酸镧、协同稳 定剂、耐热改性剂、聚乙烯蜡、改性长石、复合增韧改性剂、阻燃剂，混合30-50min后得到混 合料； 52、 将开炼机温度设为140-150°C，加入S1中得到的混合料，混炼15-30min后，打三角 包、薄通5-8次，冷却到50-65°C后得到混炼料； 53、 将S2中所述的混炼料经双螺杆挤出机由模具挤压成型。
2. 根据权利要求1所述的耐高温电力保护管，其特征在于，其原料按重量份数包括：聚 氯乙烯110-130份、氯化聚氯乙烯70-90份、玻璃微珠10-12份、丙烯酸脂类橡胶16-22份、 蓖麻油酸镧3-5份、原儿茶酸镧3-4. 5份、协同稳定剂3-4份、耐热改性剂25-28份、聚乙烯 蜡0. 9-1. 3份、改性长石15-21份、复合增韧改性剂13-17份、阻燃剂35-57份。
3. 根据权利要求1或2所述的耐高温电力保护管，其特征在于，其原料按重量份数包 括：聚氯乙烯120份、氯化聚氯乙烯82份、玻璃微珠11份、丙烯酸脂类橡胶18份、蓖麻油酸 镧4. 5份、原儿茶酸镧4份、协同稳定剂3. 5份、耐热改性剂27份、聚乙烯錯1. 1份、改性长 石18份、复合增韧改性剂15份、阻燃剂42份。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，其原料组成还 包括1-5份的着色剂，所述着色剂为有机染料或者无机染料，所述有机染料为铬黄或者钛 青蓝。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，所述极性有机 溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水乙二醇中的一种或多种的组合；所述溶液A中硝酸镧的物 质的量浓度为〇. 05-0. 15mol/L ;所述溶液B中氢氧化钠的物质的量浓度为0. 1-0. 15mol/L ; 所述溶液C中蓖麻油酸的物质的量浓度为0. 2-0. 4mol/L ;将溶液B加入到溶液D中时，每 秒滴加1次。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，在蓖麻油酸镧 的制备过程中，三口烧瓶中加入的溶液A、溶液C、溶液B溶质的物质的量为1:1:1. 5-2。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，在原儿茶酸镧 的制备过程中，所述镧的盐溶液为硝酸镧的乙醇溶液，所述硝酸镧的乙醇溶液中硝酸镧的 物质的量浓度为l_5mol/L，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为0. 5-lmol/L， 氢氧化钠溶液滴加到三口烧瓶中时的滴加速度为每秒2-3次。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，在复合增韧改 性剂的制备过程中，所述乳化剂为硬脂酸钠、硬脂酸钙、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺 酸钙中的一种或多种的组合。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，所述耐热改性 剂为N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯、丙烯腈的三元共聚物；所述阻燃剂为ZnSi0 3与Mg (OH) 2的 组合物，且 ZnSi03 :Mg(OH)2 为 1 :3-10。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的耐高温电力保护管，其特征在于，所述协同稳定 剂为季戊四醇、硬脂酸钙、硬脂酸锌、环氧大豆油、钙锌复合稳定剂中的一种或多种的组合。
【文档编号】C08K3/26GK104086919SQ201410326127
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】金立胜 申请人:安徽宁国市高新管业有限公司