[发明专利]一种高强度复合电力管及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种高强度复合电力管及其制备工艺，包括以下步骤：第一步、准备以下重量份原料：PVC树脂60‑70份、丙烯酸酯橡胶5‑8份、改性碳纳米管1‑3份、改性空心玻璃微珠0.5份、润滑剂0.5‑0.7份、复合稳定剂0.3份；第二步、将第一步中各组分原料混合，熔融、挤出，得到热管坯；第三步、将热管坯定型、冷却，得到高强度复合电力管；其中改性碳纳米管含有DOPO、受阻胺、苯环、硅氧链结构，具有较高的阻燃、抗氧化、耐冲击性能，改性空心玻璃微珠具有高强度、高模量的特点，作为电力管材的增强粒子，改善管材的力学性能，由于其介电常数极低，具有优异的介电稳定性，从而使管材具有优异的电绝缘性。

技术领域

本发明属于管材制备技术领域，具体地，涉及一种高强度复合电力管及其制备工艺。

背景技术

电力管是一种电气安装穿电线用的硬质胶管，包括PVC和PE穿线管，穿线管需要满足防腐蚀、防漏电和阻燃的要求，PVC塑料管配方主要由PVC树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等。

中国专利公布号CN111040342A公布了一种PVC电力管材料，其组分的重量份为：粒径为0.1-0.3mm的聚氯乙烯树脂150份，粒径为300mm-800mm的碳酸钙20-40份，冲击改性剂ACR 6-15份，复合铅盐稳定剂3-8份，润滑剂氧化聚乙烯蜡0.5-3份，纳米级无机阻燃剂4-13份；该发明的PVC电力管材料阻燃性能好，但是其添加的无机纳米粒子较多，如碳酸钙、无机阻燃剂，虽然提高了产品的阻燃性能，但是这些无机粒子与聚合物基质的相容性较差，容易团聚，会造成分布不均，管材得到抗弯折能力较低的现象出现，因此提高一种阻燃性能好、力学性能佳的高强度复合电力管是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度复合电力管及其制备工艺，用以解决上述背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高强度复合电力管的其制备工艺，包括以下步骤：

第一步、准备以下重量份原料：PVC树脂60-70份、丙烯酸酯橡胶5-8份、改性碳纳米管1-3份、改性空心玻璃微珠0.5份、润滑剂0.5-0.7份、复合稳定剂0.3份；

第二步、将第一步中各组分原料混合均匀，然后熔融、压缩、挤出，得到热管坯；

第三步、将热管坯在真空状态下通过定径套和真空定径箱分别进行定型、第一阶段冷却和第二阶段冷却；第一阶段冷却的温度为零下18℃至零下6℃，时间为30min，第二阶段冷却的温度为4℃-9℃，时间为2h；冷却完成后得到高强度复合电力管。

进一步地，熔融温度为200-220℃，压缩、挤出温度为180-190℃，挤出压力为10-20MPa。

进一步地，所述润滑剂为石蜡和聚乙烯蜡中的一种。

进一步地，所述复合稳定剂为铅盐复合稳定剂、钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂和钾锌复合稳定剂中的一种。

进一步地，所述改性碳纳米管由以下步骤制成：

步骤A1、将4-氟-2,5-二醛基苯酚、偶联剂KH-560和二甲基亚砜加入三口烧瓶中，控制温度50-60℃，搅拌反应10min，然后加入氢氧化钾，搅拌速度为120-150r/min，回流反应3-5h，反应结束后，过滤，向滤液中加入去离子水洗涤，之后乙酸乙酯萃取，旋蒸，得到中间体1；其中4-氟-2,5-二醛基苯酚、偶联剂KH-560和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.1mol：100-120mL，氢氧化钾的用量为4-氟-2,5-二醛基苯酚和偶联剂KH-560总质量的6-8％；

利用4-氟-2,5-二醛基苯酚的酚羟基在碱性条件下与偶联剂KH-560的环氧基发生开环反应得到中间体1，反应过程如下：