多层复合改性聚丙烯电力管及其制备方法与流程

本发明属于复合电力管道，具体涉及一种多层复合改性聚丙烯电力管及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯管材具有密度小、无毒、无味，强度、硬度和刚度等力学性能佳的特点。被广泛用于电力、化工等领域。市面上常见的聚丙烯管材有单层结构，也有多层结构(多层复合管)。其中多层结构的聚丙烯管材由于具有发泡层，相较于单层的实壁管质量轻、成本低，且抗冲击性能、隔音、隔热性能更好。如申请号为202110579278.9的中国发明专利，公开了一种聚丙烯超静音管道及其制备方法，通过在中间层和内层的聚丙烯基体上接枝金属有机框架材料，具有中空多孔结构的金属有机框架材料可以有效提高聚丙烯材料的静音效果，同时还可以使管材具有良好的力学性能，使管道能够满足各种复杂环境下的使用要求。但是目前这类具有发泡层的聚丙烯复合管存在焊接处强度不够，重压下层间易分离的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何克服聚丙烯复合管易分层和焊接处易断裂的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：多层复合改性聚丙烯电力管，包括由内之外依次设置的内层、发泡层和外层；

3、所述内层包括如下重量份的原料：

4、聚丙烯100份、改性填料8～12份、低密度聚乙烯15～25份和润滑剂1～2份；

5、所述发泡层包括如下重量份的原料：

6、聚丙烯100份、改性填料2～5份、发泡剂1～3份和发泡助剂0.5～1份；

7、所述外层包括如下重量份的原料：

8、聚丙烯100份、改性填料15～25份、低密度聚乙烯8～15份和抗氧剂1～3份；

9、所述改性填料为依次经超声空化处理、深冷处理和偶联剂表面处理的无机混合物，所述无机混合物为纳米碳酸钙、碳化硅和纳米氮化硅的混合物。

10、本发明采用的另一种技术方案为：多层复合改性聚丙烯电力管的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、在内层、中层和外层的原料分别搅拌均匀得到内层共混料、中层共混料和外层共混料；

12、s2、三种共混料进行多层共挤，然后复合，再经定径、冷却后得到多层复合改性聚丙烯电力管；

13、所述内层包括如下重量份的原料：

14、聚丙烯100份、改性填料8～12份、低密度聚乙烯15～25份和润滑剂1～2份；

15、所述发泡层包括如下重量份的原料：

16、聚丙烯100份、改性填料2～5份、发泡剂1～3份和发泡助剂0.5～1份；

17、所述外层包括如下重量份的原料：

18、聚丙烯100份、改性填料10～15份、低密度聚乙烯8～15份和抗氧剂1～3份；

19、所述改性填料为依次经超声空化处理、深冷处理和偶联剂表面处理和的无机混合物，所述无机混合物为纳米碳酸钙、碳化硅和纳米氮化硅的混合物。

20、本发明的有益效果在于：通过超声空化处理、深冷处理和偶联剂表面处理对无机填料进行改性，改善界面结合性能，添加少量偶联剂对无机填料进行改性后，使得所得具有发泡层的多层复合改性聚丙烯电力管的层与层之间具有良好的接合性，即使在重压下也不易分层，且多段复合管焊接后，接缝处也具有良好的拖拉强度。

技术特征：

1.多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，包括由内之外依次设置的内层、发泡层和外层；

2.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述内层、发泡层和外层的壁厚比为1:1.2～1.8:0.8～1。

3.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径为100～800nm，所述碳化硅的粒径为500～700nm，所述纳米氮化硅的粒径为20～40nm。

4.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述改性填料的制备方法为：将纳米碳酸钙、碳化硅和纳米氮化硅混合后球磨45～120s后得到无机混合物，对无机混合物进行超声空化处理，烘干后于-130℃以下进行深冷处理后，然后加入无机混合物质量0.1～0.5％的偶联剂混合搅拌，得到改性填料。

5.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺或4，4′-氧代双(苯磺酰肼)。

7.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述发泡助剂为氧化锌、碳酸锌、柠檬酸锌和醋酸锌中至少一种。

8.根据权利要求1所述的多层复合改性聚丙烯电力管，其特征在于，所述内层和外层还包括0.1～3份的色粉。

9.权利要求1～8任一项所述的多层复合改性聚丙烯电力管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的多层复合改性聚丙烯电力管的制备方法，其特征在于，s1中搅拌速率为200～400r/min，加入全部原料后的搅拌时间为30～60min。

技术总结
本发明公开了一种多层复合改性聚丙烯电力管及其制备方法，属于复合电力管道技术领域，多层复合改性聚丙烯电力管包括由内之外依次设置的内层、发泡层和外层；内层、发泡层和外层均包括改性填料，改性填料为依次经超声空化处理、深冷处理和偶联剂表面处理和的无机混合物，无机混合物为纳米碳酸钙、碳化硅和纳米氮化硅的混合物。所得多层复合改性聚丙烯电力管层与层之间具有良好的接合性，即使在重压下也不易分层，且多段复合管焊接后，接缝处也具有良好的拖拉强度。

技术研发人员：郑依明,张骁龙
受保护的技术使用者：福建俊榕能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13