一种高阻燃mpp电力保护管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高阻燃MPP电力保护管材，其原料按重量份数包括：聚丙烯100-130份、滑石粉10-25份、水镁石粉3-15份、改性微硅粉5-15份、着色剂0.3-2份、纳米云母5-15份、抗氧剂0.5-2份、聚四氟乙烯0.5-3份、改性贝壳粉体15-40份、氰尿酸三聚氰胺10-25份、改性晶须10-25份、长玻璃纤维15-30份、可膨胀石墨3-8份、膨胀型阻燃剂5-20份。本发明所述高阻燃MPP电力保护管材具有优良的阻燃性、耐冲击性、耐老化性、耐寒性和耐热性。
【专利说明】-种高阻燃MPP电力保护管
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力保护管【技术领域】，尤其涉及一种高阻燃MPP电力保护管。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
【发明内容】
[0004] 为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃MPP电力保护 管，该MPP电力保护管具有优良的阻燃性、耐冲击性、耐老化性、耐寒性、耐热性和电绝缘 性。
[0005] 本发明提出了一种高阻燃MPP电力保护管材，其原料按重量份数包括：聚丙烯 100-130份、滑石粉10-25份、水镁石粉3-15份、改性微硅粉5-15份、着色剂0. 3-2份、纳米 云母5-15份、抗氧剂0. 5-2份、聚四氟乙烯0. 5-3份、改性贝壳粉体15-40份、氰尿酸三聚 氰胺10-25份、改性晶须10-25份、长玻璃纤维15-30份、可膨胀石墨3-8份、膨胀型阻燃剂 5-20 份；
[0006] 所述改性晶须为表面活性剂改性碱式硫酸镁晶须，并采用以下工艺制备：在三口 烧瓶中搅拌状态下加入10-15份碱式硫酸镁晶须和150-250ml去离子水，然后加入0. 5-0. 8 份乳化剂和〇. 5-1份引发剂，加热至70-90°C，在1-1. 5h内加入15-20份表面活性剂后抽 滤、洗涤、烘干得到改性晶须；
[0007] 根据上述原料配比，高阻燃MPP电力保护管材按照以下制备工艺进行制备：将各 原料同时加入高速混合机混合5-10min后出料，得到混合料；设置双辊开炼机前辊温度为 30-50°C，后辊温度为40-55°C，辊距为0. 4-0. 7mm，加入得到的混合料，升温至145-160°C混 炼10-20min后冷却得到混炼胶；设置平板硫化机的温度为160-170°C，压力为8-15MPa，加 入得到的混炼胶保温保压5-15min，冷却至40-60°C后经塑料挤出机挤出即得。
[0008] 优选地，上述高阻燃MPP电力保护管材，其原料按重量份数包括：聚丙烯120-125 份、滑石粉17-22份、水镁石粉6-9份、改性微硅粉7-11份、着色剂0. 8-1. 4份、纳米云母 7-13份、抗氧剂0. 9-1. 5份、聚四氟乙烯1. 2-2. 4份、改性贝壳粉体20-32份、氰尿酸三聚 氰胺15-20份、改性晶须14-21份、长玻璃纤维22-26份、可膨胀石墨5-7份、膨胀型阻燃剂 12-14 份。
[0009] 优选地，上述高阻燃MPP电力保护管材，其原料按重量份数包括：聚丙烯122份、滑 石粉19份、水镁石粉7份、改性微硅粉9份、着色剂1. 1份、纳米云母10份、抗氧剂1. 0份、 聚四氟乙烯1. 5份、改性贝壳粉体24份、氰尿酸三聚氰胺17份、改性晶须18份、长玻璃纤 维23份、可膨胀石墨6份、膨胀型阻燃剂13份。
[0010] 优选地，所述改性微硅粉改性剂为KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、 KH-580、KH-602、KH-792、Si-42、Si-69 中的一种或多种的组合。
[0011] 优选地，所述纳米云母的粒径为50-70nm。
[0012] 优选地，所述改性贝壳粉体的改性剂为糠醛、庚二酸、戊二酸、丙二酸中的一种或 多种的组合。
[0013] 优选地，在改性晶须的制备工艺中，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯 磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、二丁基萘黄酸钠中的一种或多种的组合。
[0014] 优选地，在改性晶须的制备工艺中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯 甲酰、过氧化环乙酮、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈中的一种或多种 的组合。
[0015] 优选地，在改性晶须的制备工艺中，所述表面活性剂为甲基丙烯酸酯。
[0016] 优选地，根据上述原料配比，所述高阻燃MPP电力保护管材按照以下制备工艺进 行制备：将各原料同时加入高速混合机混合7min后出料，得到混合料；设置双辊开炼机 前辊温度为33 °C，后辊温度为47 °C，辊距为0. 5mm，加入得到的混合料，升温至152 °C混炼 14min后冷却得到混炼胶；设置平板硫化机的温度为165°C，压力为llMPa，加入得到的混炼 胶保温保压l〇min，冷却至52°C后经塑料挤出机挤出即得。
[0017] 本发明所述高阻燃MPP电力保护管中添加了多种无机填充剂，滑石粉可提高管材 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；微硅粉用偶联剂改性后，与聚丙烯的接触面积增大，且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，使得产生的裂缝被终止而转化为纹银状态，管 材需要更大的应力或者消耗更多的外界能量才可断裂，提高了材料的拉伸强度、冲击韧性 和弯曲强度；添加了纳米云母作为成核剂，在不改变聚丙烯的结晶晶型的同时减小了微晶 尺寸和晶面间距，并且使相邻球晶间的明显界面消失，单位面积内球晶数量增多，为聚丙烯 提供了大量的异相晶核，促进了聚丙烯的结晶速度，提高了聚丙烯的结晶程度，提高了管材 的力学强度的同时增加了管材的致密度；添加了聚四氟乙烯，起填料作用的同时也作为润 滑剂，提高材料的润滑性；添加了改性贝壳粉体，改性剂破坏了贝壳粉体中有机与无机的结 合，致使贝壳粉体结构发生剥离而破碎为较小的颗粒，增加了贝壳粉体的疏水性，使其在聚 丙烯中具有良好的分散性，使得到的管材在拉伸过程中由于作为分散相的改性贝壳粉体和 聚丙烯在弹性模量和泊松比上存在差别，在分散相的赤道面上产生较高的静压强，当压强 大到一定数值时作为分散相的贝壳粉体刚性颗粒屈服而产生冷拉，发生塑性转变，从而吸 收大量的冲击能量，使管材的断裂伸长率得以提高；添加了改性晶须，改性晶须在维持阻燃 性的同时提高了管材的拉伸强度和弯曲强度，这是因为：晶须能传递、分散应力，当应力从 聚丙烯基体传向镁盐晶须时，在两界产生了剪切应力，能够有效的增加聚丙烯基体界面产 生的剪切屈服应力，增大材料的拉伸强度和弯曲强度，另外晶须与聚丙烯良好的相容性也 增加了材料的拉伸强度和弯曲强度；添加了可膨胀石墨配合可膨胀型阻燃剂，提高了管材 的阻燃性能，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；并且可膨胀石墨嵌入到可膨胀型阻燃剂中后形成了互相贯穿的 凝聚相嵌合炭层结构，不仅可以起到良好的隔热作用，还可以在燃烧中阻碍气相和固相之 间的物质传递，对提高隔热性、有效保护基体材料、延缓和阻止其燃烧发挥了重要作用。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发 明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发 明的保护范围内。
[0019] 本发明所述的高阻燃MPP电力保护管材，其原料按重量份数包括：聚丙烯的重量 份数可以为 101、102、104、105、105. 8、107、109、123、124、124. 6、127、129 份，滑石粉的重 量份数可以为11、13、14、15. 2、17. 5、18、20. 3、21、24份，水镁石粉的重量份数可以为4、 5、7. 3、8、10、11、11. 6、12、13 份，改性微硅粉的重量份数可以为 6、7. 3、8、10、12、12. 5、13、 14份，着色剂的重量份数可以为0. 5、0. 7、0. 9、1. 0、1. 2、1. 5、1. 6、1. 7、1. 8份，纳米云母的 重量份数可以为6、8. 7、10. 3、12、14份，抗氧剂的重量份数可以为0. 7、1. 1、1. 3、1. 4、1. 7、 I. 9份，聚四氟乙烯的重量份数可以为为0.7、0.9、1.1、1.3、1.6、1.7、1.9、2.1、2.3、2.5、 2. 6、2. 8份，改性贝壳粉体的重量份数可以为17、21、23、26. 7、29、31、34、35、36、38份，氰尿 酸三聚氰胺的重量份数可以为12、13、16、18.4、19、22、23份，改性晶须的重量份数可以为 II、 15、17、18· 1、19、20、23 份，长玻璃纤维的重量份数可以为 17、19、20、23· 2、24、27、28 份， 可膨胀石墨的重量份数可以为4、4. 6份，膨胀型阻燃剂的重量份数可以为6、7、8、10、11、 12. 7、16、17、18、19 份。
[0020] 下面通过具体实施例对本发明的高阻燃MPP电力保护管材的技术方案进行详细 说明。
[0021] 表1各实施例中高阻燃MPP电力保护管材中各组分的重量份数
[0022]
【权利要求】
1. 一种高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，其原料按重量份数包括：聚丙烯 100-130份、滑石粉10-25份、水镁石粉3-15份、改性微硅粉5-15份、着色剂0. 3-2份、纳米 云母5-15份、抗氧剂0. 5-2份、聚四氟乙烯0. 5-3份、改性贝壳粉体15-40份、氰尿酸三聚 氰胺10-25份、改性晶须10-25份、长玻璃纤维15-30份、可膨胀石墨3-8份、膨胀型阻燃剂 5-20 份； 其中，所述改性晶须为表面活性剂改性碱式硫酸镁晶须，并采用以下工艺制备：在三口 烧瓶中搅拌状态下加入10-15份碱式硫酸镁晶须和150-250ml去离子水，然后加入0. 5-0. 8 份乳化剂和〇. 5-1份引发剂，加热至70-90°C，在1-1. 5h内加入15-20份表面活性剂后抽 滤、洗涤、烘干得到改性晶须； 根据上述原料配比，所述高阻燃MPP电力保护管材按照以下制备工艺进行制备：将各 原料同时加入高速混合机混合5-10min后出料，得到混合料；设置双辊开炼机前辊温度为 30-50°C，后辊温度为40-55°C，辊距为0. 4-0. 7mm，加入得到的混合料，升温至145-160°C混 炼10-20min后冷却得到混炼胶；设置平板硫化机的温度为160-170°C，压力为8-15MPa，加 入得到的混炼胶保温保压5-15min，冷却至40-60°C后经塑料挤出机挤出即得。
2. 根据权利要求1所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，其原料按重量份数 包括：聚丙烯120-125份、滑石粉17-22份、水镁石粉6-9份、改性微硅粉7-11份、着色剂 0. 8-1. 4份、纳米云母7-13份、抗氧剂0. 9-1. 5份、聚四氟乙烯1. 2-2. 4份、改性贝壳粉体 20-32份、氰尿酸三聚氰胺15-20份、改性晶须14-21份、长玻璃纤维22-26份、可膨胀石墨 5-7份、膨胀型阻燃剂12-14份。
3. 根据权利要求1或2所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，其原料按重量份 数包括：聚丙烯122份、滑石粉19份、水镁石粉7份、改性微硅粉9份、着色剂1. 1份、纳米 云母10份、抗氧剂1. 〇份、聚四氟乙烯1. 5份、改性贝壳粉体24份、氰尿酸三聚氰胺17份、 改性晶须18份、长玻璃纤维23份、可膨胀石墨6份、膨胀型阻燃剂13份。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，所述改性 微硅粉改性剂为 KH-550、KH-560、KH-570、KH-151、KH-171、KH-580、KH-602、KH-792、Si-42、 Si-69中的一种或多种的组合。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，所述纳米 云母的粒径为50_70nm。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，所述改性 贝壳粉体的改性剂为糠醛、庚二酸、戊二酸、丙二酸中的一种或多种的组合。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，在改性晶 须的制备工艺中，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、 烷基芳基磺酸钠、二丁基萘黄酸钠中的一种或多种的组合。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，在改性晶 须的制备工艺中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯甲酰、过氧化环乙酮、偶氮二 异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈中的一种或多种的组合。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，在改性晶 须的制备工艺中，所述表面活性剂为甲基丙烯酸酯。
10. 根据权利要求1-9所述的高阻燃MPP电力保护管材，其特征在于，根据上述原料配 t匕，所述高阻燃MPP电力保护管材按照以下制备工艺进行制备：将各原料同时加入高速混 合机混合7min后出料，得到混合料；设置双辊开炼机前辊温度为33°C，后辊温度为47°C，辊 距为0. 5mm，加入得到的混合料，升温至152°C混炼14min后冷却得到混炼胶；设置平板硫化 机的温度为165°C，压力为1 IMPa，加入得到的混炼胶保温保压lOmin，冷却至52°C后经塑料 挤出机挤出即得。
【文档编号】C08K3/04GK104086890SQ201410330598
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】金立胜 申请人:安徽宁国市高新管业有限公司