专利名称：一种埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料哈夫管的制备方法，具体的说是一种埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法。
背景技术：
现代化城市的一种标志性变化，就是把城市马路两边林立的密如蜘网的各种高、 低压电力线路埋入地下，消除人们的“视觉污染”，达到美化城市的目的。地下电力电缆线路敷设方式主要有直埋敷设、沟槽敷设、排管敷设，其中排管敷设由于其占地面积少，施工简易、建设成本低、施工周期短等特点，在电力行业内被广泛应用。早期使用的埋地式电力电缆保护管(排管)普遍采用水泥石棉管，在埋设时必须大面积开挖和长时间封路，这给城市的交通带来极大的不便。随着合成树脂的开发和塑料管材成型技术的发展，国内外相继开发出玻璃钢缠绕管、氯化聚氯乙烯管(CPVC管)、聚卤代烯烃管(PVC-C管)等，并大规模用于埋地式高压电力电缆护套管。随着国家电网建设的快速发展，埋地式电力电缆用哈夫管应运而生，发展迅速，该类管道采用半边管对开式组合结构，易于开合安装，采用橡胶密封条密封和卡扣式管件连接，结构稳定，连接方便，应用于早期直埋电缆保护改造和电缆的后期检修，地面接入端电缆的检修和维护，海底电缆敷设保护管等。目前，已大量使用的埋地式电力电缆用哈夫管有改性聚氯乙烯管和改性聚丙烯管等。改性聚氯乙烯哈夫管是以聚氯乙烯树脂(PVC树脂) 为原料，添加适量氯化聚氯乙烯(CPVC)、稳定剂、润滑剂等助剂，经过混合、挤出成型工艺加工而成；改性聚氯乙烯哈夫管维卡软化温度为110°C左右，环刚度为10KN/m2左右，阻燃性能和力学性能良好。电缆排管通流试验表明，当电缆线芯持续载流的工作温度为90°C时，护套管内壁长期温度为70°C左右，当电缆线芯偶尔出现过载温度为105°C时，哈夫管内壁的温度达到90°C。改性聚氯乙烯哈夫管对温度变化的反应比较敏感，其性能受环境或外力长时间影响明显下降，致使护套管发生变形，逐渐丧失使用功能。改性聚丙烯哈夫管是以聚丙烯树脂为原料，添加适量阻燃剂、改性剂，经过混合、挤出成型工艺加工而成；改性聚丙烯哈夫管维卡软化温度为130°C左右，环刚度较高，力学性能好；其缺点阻燃等级较低，成本稍高。因而，研究开发维卡软化温度高、抗蠕变性能好、阻燃等级高的塑料哈夫管已引起材料工程领域技术人员的关注。检索大量的专利文献和公开发表的研究论文，尚未见采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料，添加丙烯-乙烯无规共聚物(PPR)、阻燃剂母粒、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯，制备埋地式电力电缆用哈夫管的报道。
发明内容
为了克服现有改性聚氯乙烯哈夫管存在维卡软化温度低、抗蠕变性差以及改性聚丙烯哈夫管阻燃等级低等缺陷，本发明提供了一种埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法。本方法以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料，添加丙烯-乙烯无规共聚物(PPR)、阻燃剂母粒、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯， 通过干燥除湿、搅拌混合、挤出切粒、挤出成型、冷却定型工艺加工而成。采用本方法制备的哈夫管，维卡软化温度高、绝缘性能好、耐腐蚀性强、阻燃等级高、抗蠕变性能和抗压抗拉性能好，适用于直埋电缆保护改造、地面接入端电缆的保护、海底电缆敷设保护管等领域。为了实现本发明目的所采用的以下技术方案
配方
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 63 75重量份，丙烯-乙烯无规共聚物(PPR) 13 18 重量份，阻燃剂母粒8 12重量份，马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH) 3. 5 6. O重量份， 三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 5 I. O重量份。制备方法
将PET置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制电热恒温鼓风干燥箱温度148 土 IV进行干燥；干燥4h后，称量置于高速搅拌机中，依次加入计量后的PPR、PE-g-MAH，控制高速搅拌机转速300r/min、温度107±1°C，搅拌混合7 min ;再加入计量后的阻燃剂母粒、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，继续搅拌混合5 min成混合料；将混合料置于同向平行排气式双螺杆挤出机料斗中，控制同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度I区208 213°C，II区 220 225°C，III区 234 239°C，IV区 245 250°C，V区 255 260°C，VI区 262 265°C， νπ区267 270°C，控制同向平行排气式双螺杆挤出机模头温度263 266°C，挤出切粒成颗粒料；将颗粒料置于单螺杆塑料管材挤出成型机料斗中，控制单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度I 区 240 245 °C，II 区 252 257 °C，III区 260 263 °C，IV 区 264 267 °C， V区261 264°C，VI区256 259°C，VD区254 257°C，控制单螺杆塑料管材挤出成型机模头温度252 255°C，进行挤出成型；将挤出的管材牵引于冷却槽中，经冷却定型后切割成塑料哈夫管。本发明所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其特性黏度为0.645dL/g、熔点为 259。。。本发明所述的丙烯-乙烯无规共聚物(PPR)中乙烯含量质量分数为4%。本发明所述的阻燃剂母粒由微胶囊化红磷、乙烯-醋酸乙烯共聚物和氧化聚乙烯三种组分组成，其中各组分的重量百分比为微胶囊化红磷占80%、乙烯-醋酸乙烯共聚物占15%、氧化聚乙烯占5%。本发明所述的马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)中马来酸酐接枝率质量分数为 O. 8%。本发明的有益效果是①采用PE-g-MAH为相容剂，PPR为增韧材料，对PET进行增韧改性，制备PET/PE-g-MAH/PPR共混合金材料，大幅度提高共混合金材料的耐压强度和缺口冲击强度；②添加阻燃剂母粒对PET/PE-g-MAH/PPR共混合金材料进行改性，大幅度提高共混合金材料的氧指数；③本方法制备的哈夫管，维卡软化温度高、绝缘性能好、耐腐蚀性强、阻燃等级高、抗蠕变性能和抗压抗拉性能好，适用于直埋电缆保护改造、地面接入端电缆的保护、海底电缆敷设保护管等领域。
具体实施方式
实施例I :
将特性黏度为O. 645dL/g、熔点为259°C的PET置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制电热恒温鼓风干燥箱温度148°C，干燥4h后，称取PET 69Kg置于高速搅拌机中，依次加入乙烯含量质量分数为4%的PPR 15Kg、马来酸酐接枝率质量分数为O. 8%的PE-g-MAH 4.8Kg，控制高速搅拌机转速300r/min,温度107°C,搅拌混合7 min ;再加入含微胶囊化红磷80%、乙烯-醋酸乙烯共聚物15%、氧化聚乙烯5%的阻燃剂母粒10Kg，同时加入三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 75Kg,继续搅拌混合5min成混合料；将混合料置于同向平行排气式双螺杆挤出机料斗中，控制同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度I区208°C，II区220°C， III区239°C，IV区245°C，V区260°C，VI区262°C，VII区270°C，控制同向平行排气式双螺杆挤出机模头温度266°C，挤出切粒成颗粒料；将颗粒料置于单螺杆塑料管材挤出成型机料斗中，控制单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度I区240°C，II区257°C，III区263°C，IV 区267°C，V区264°C，VI区259°C，VII区257°C，控制单螺杆塑料管材挤出成型机模头温度 255°C，进行挤出成型；将挤出的管材牵弓I于冷却槽中，经冷却定型后切割成塑料哈夫管。实施例2
将特性黏度为O. 645dL/g、熔点为259°C的PET置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制电热恒温鼓风干燥箱温度147°C，干燥4h后，称取PET 73Kg置于高速搅拌机中，依次加入乙烯含量质量分数为4%的PPR 17Kg、马来酸酐接枝率质量分数为O. 8%的PE-g-MAH 5. OKg, 控制高速搅拌机转速300r/min,温度106°C,搅拌混合7 min ;再加入含微胶囊化红磷80%、 乙烯-醋酸乙烯共聚物15%、氧化聚乙烯5%的阻燃剂母粒llKg，同时加入三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 9Kg,继续搅拌混合5min成混合料；将混合料置于同向平行排气式双螺杆挤出机料斗中，控制同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度I区213°C，II区225°C， III区234°C，IV区250°C，V区255°C，VI区265°C，VD区267°C，控制同向平行排气式双螺杆挤出机模头温度263°C，挤出切粒成颗粒料；将颗粒料置于单螺杆塑料管材挤出成型机料斗中，控制单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度I区245°C，II区252°C，III区260°C，IV 区264°C，V区26rC，VI区256°C，VII区254°C，控制单螺杆塑料管材挤出成型机模头温度 252°C，进行挤出成型；将挤出的管材牵弓I于冷却槽中，经冷却定型后切割成塑料哈夫管。实施例3:
将特性黏度为O. 645dL/g、熔点为259°C的PET置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制电热恒温鼓风干燥箱温度149°C，干燥4h后，称取PET 64Kg置于高速搅拌机中，依次加入乙烯含量质量分数为4%的PPR 14Kg、马来酸酐接枝率质量分数为O. 8%的PE-g-MAH 3. 8Kg， 控制高速搅拌机转速300r/min,温度108°C,搅拌混合7 min ;再加入含微胶囊化红磷80%、 乙烯-醋酸乙烯共聚物15%、氧化聚乙烯5%的阻燃剂母粒9Kg，同时加入三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯O. 6Kg,继续搅拌混合5min成混合料；将混合料置于同向平行排气式双螺杆挤出机料斗中，控制同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度I区210°C，II区223°C， III区237°C，IV区248°C，V区257°C，VI区263°C，VD区268°C，控制同向平行排气式双螺杆挤出机模头温度265°C，挤出切粒成颗粒料；将颗粒料置于单螺杆塑料管材挤出成型机料斗中，控制单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度I区243°C，II区255°C，III区262°C，IV 区265°C，V区262°C，VI区258°C，VII区256°C，控制单螺杆塑料管材挤出成型机模头温度 253°C，进行挤出成型；将挤出的管材牵引于冷却槽中，经冷却定型后切割成塑料哈夫管。
权利要求
1.一种埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是配方聚对苯二甲酸乙二醇酯63 75重量份，丙烯-乙烯无规共聚物13 18重量份，阻燃剂母粒8 12重量份，马来酸酐接枝聚乙烯3. 5 6. O重量份，三(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯O. 5 I. O重量份；制备方法1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制电热恒温鼓风干燥箱温度，干燥4h ；2)将干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯称量置于高速搅拌机中，依次加入计量后的丙烯-乙烯无规共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯，控制高速搅拌机转速和温度，搅拌混合7 min ； 再加入计量后的阻燃剂母粒、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，继续搅拌混合5 min成混合料；3)将混合料置于同向平行排气式双螺杆挤出机料斗中，控制同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度和模头温度，挤出切粒成颗粒料；4)将颗粒料置于单螺杆塑料管材挤出成型机料斗中，控制单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度和模头温度，挤出成型成哈夫管。
2.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特性黏度为O. 645dL/g、熔点为259°C。
3.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的丙烯-乙烯无规共聚物中乙烯含量质量分数为4%。
4.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的阻燃剂母粒由微胶囊化红磷、乙烯-醋酸乙烯共聚物和氧化聚乙烯三种组分组成，其中各组分的重量百分比为微胶囊化红磷占80%、乙烯-醋酸乙烯共聚物占15%、氧化聚乙稀占5%ο
5.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐接枝率质量分数为O. 8%。
6.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的电热恒温鼓风干燥箱的温度为148±1°C。
7.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的高速搅拌机的转速为300r/min、温度为107±1°C。
8.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的同向平行排气式双螺杆挤出机料筒温度为I区208 213°C，II区220 225°C， III区 234 239°C，IV区 245 250°C，V 区 255 260°C，VI区 262 265°C，VD区 267 270°C，同向平行排气式双螺杆挤出机模头温度为263 266°C。
9.根据权利要求I所述的埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，其特征是所述的单螺杆塑料管材挤出成型机料筒温度为I区240 245°C，II区252 257°C， III区 260 263°C，IV区 264 267°C，V 区 261 264°C，VI区 256 259°C，VII区 254 257°C，控制单螺杆塑料管材挤出成型机模头温度为252 255°C。
全文摘要
本发明涉及一种埋地式电力电缆用高耐热高强度哈夫管的制备方法，该方法以63～75重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，添加13～18重量份丙烯-乙烯无规共聚物、8～12重量份阻燃剂母粒、3.5～6.0重量份马来酸酐接枝聚乙烯、0.5～1.0重量份三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，通过干燥除湿、搅拌混合、挤出切粒、挤出成型、冷却定型工艺加工而成。采用本方法制备的哈夫管，维卡软化温度高、绝缘性能好、耐腐蚀性强、阻燃等级高、抗蠕变性能和抗压抗拉性能好，适用于直埋电缆保护改造、地面接入端电缆的保护、海底电缆敷设保护管等领域。
文档编号H02G3/04GK102604339SQ20121006488
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者张华集, 张雯, 肖荔人, 陈晓 申请人:福建师范大学