[发明专利]一种高强、高韧、导热聚氯乙烯管材的制备方法及产品

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种电力电缆保护用高强、高韧、导热聚氯乙烯管材的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯是一种热塑性塑料，其机械强度较高、耐腐蚀性好、阻燃性优、电绝缘性佳、价格低廉，广泛应用于建筑材料和电子电器等硬制品的生产中。但聚氯乙烯的韧性和耐热性较差，因此必须在聚氯乙烯树脂中加入多种改性剂，以增加其韧性和耐热性。

提高聚氯乙烯韧性最常用的方法是加入抗冲改性剂。聚丙烯酸酯是一种常用的抗冲改性剂，它与聚氯乙烯有良好的相容性，但在低温条件下比较脆，增韧效果不好，可适用温度范围窄。

常采用聚合度为1000的聚氯乙烯制备管材等硬制品，聚合度为1000的聚氯乙烯加工性好，但力学性能略微逊色，而高聚合度的聚氯乙烯具有优异的力学性能，但加工困难。

聚氯乙烯的一个重要应用领域是电线电缆的保护套管，输电过程中会在短时间内产生大量的热量，而聚氯乙烯的导热系数仅为0.17W/m·℃，其导热性较差，无法快速地将热量发散到周围环境中，从而使保护套管的温度升高，聚氯乙烯发生热降解，进而影响其使用寿命。另外，聚氯乙烯的热变形温度不高，短时温度升高会使管材产生形变，影响正常使用。作为电线电缆的保护套管，必须具有较高的强度和韧性，同时还应具有较高的导热系数和热变形温度。

发明内容

本发明提供了一种用于电力电缆保护的高强、高韧、导热聚氯乙烯管材的制备方法。

本发明还提供了一种由上述方法制备得到的电力电缆保护用高强、高韧、导热聚氯乙烯管材产品。

一种高强、高韧、导热聚氯乙烯管材，各原料以重量份计组成为：

所述的高聚合度聚氯乙烯的聚合度为2400-2600；所述聚氯乙烯的聚合度为800-1200。

作为优选，所述高强、高韧、导热聚氯乙烯管材，各原料以重量份计组成为：

所述的高聚合度聚氯乙烯的聚合度为2400-2600；所述聚氯乙烯的聚合度为800-1200。

作为优选，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度为2500；所述聚氯乙烯的聚合度为1000。常采用聚合物为1000的聚氯乙烯与其它助剂混合后用于生产管材等硬制品。低聚合度的聚氯乙烯加工性能好，但力学性能较低，而高聚合度聚氯乙烯强度高，但不易加工，将二者复合使用，可在提高聚氯乙烯管材强度的同时，改善其加工性能。

作为优选，所述高聚合度聚氯乙烯与聚氯乙烯的重量比为1:1～2.5。

作为优选，所述高聚合度聚氯乙烯与聚氯乙烯总的重量份为100份。本发明的聚氯乙烯管材可用于电力电缆的保护套管，输电过程中产生的大量热量使聚氯乙烯管材温度升高，并发生降解，从而影响其使用寿命。钙锌复合热稳定剂可提高聚氯乙烯管材的热稳定性，减少高温下的降解。

所述的导热助剂可提高聚氯乙烯的导热系数，从而可以将管材上积聚的热量快速地发散到周围环境中，降低管材的温度，减少聚氯乙烯的降解，延长其使用寿命。作为优选，所述的导热助剂为氧化铝、氮化铝、石墨、碳黑、金属粉末或氮化硼中的至少一种；所述金属粉末选自铝粉、铜粉、铁粉中的至少一种。作为优选，所述的导热助剂所占重量份为10～25份，其用量过少时，改性的聚氯乙烯导热系数低，热传导性差；导热助剂用量过高时，导热系数增加，但使聚氯乙烯管材的物理机械性能降低。

为了提高聚氯乙烯的韧性，常用的方法是加入抗冲改性剂。聚丙烯酸酯是一种常用的抗冲改性剂，它与聚氯乙烯有良好的相容性，但在低温条件下较脆，增韧效果不好，可适用温度范围窄。所述的有机硅改性聚丙烯酸酯是抗冲改性剂，将有机硅引入到聚丙烯酸酯中，可在不影响其与聚氯乙烯相容性的情况下，显著提高其耐低温性能，拓宽适用温度范围。作为优选，所述的有机硅改性丙烯酸酯为MitsubishiRayon生产的S-2001、S-2100或S-2030。有机硅改性聚丙烯酸酯为增韧改性剂，普通聚丙烯酸酯有优异的耐候性、耐油性，与PVC相容性好，可以增加聚氯乙烯管材的韧性，但在低温条件下比较脆，增韧效果不好，可适用温度范围窄，将有机硅引入到聚丙烯酸酯中，可在不影响其与PVC相容性的情况下，显著提高其耐低温性能，减少断裂的发生，拓宽适用温度范围。