一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法。主要起到阻燃、抗静电、耐刮擦、耐鼠咬作用。该专用料包括以下重量份的组份：聚丙烯100份，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1‑6份，三元乙丙橡胶1‑6份，聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5‑20份，超高分子量聚乙烯5‑10份，磷石膏晶须3‑10份，十溴二苯乙烷6‑10份，纳米三氧化二锑1‑2份，硅烷偶联剂0.2%‑0.6%，过氧化二异丙苯1‑6份，导电石墨1‑6份，壬酸香草酰胺6‑10份，抗氧剂1,1,3‑三(2‑甲基‑4‑羟基‑5‑叔丁苯基)丁烷0.4‑0.6份，抗老化剂2‑巯基苯并咪唑0.4‑0.6份，硬脂酸钙0.4‑0.6份。该电力双壁管道外层管专用料具有阻燃性能佳，抗静电性能良好，缺口冲击强度高，耐划损，防鼠咬且具有易加工，可回收再利用等优点。

A special material for flame retardant, antistatic, wear-resistant and rodent resistant outer layer of power pipeline and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料
，且特别涉及一种阻燃抗静电高缺口冲击强度聚丙烯管道外层专用料的制备方法及其应用。
技术介绍
电力管是基建常用的管道，通常采用改性聚乙烯（PE）、环氧树脂或氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂制成。但PE管存在力学强度低的缺点，环氧树脂（EP）存在耐候性差、性脆的缺点，氯化聚氯乙烯（CPVC）同时也存在价格贵、难加工等缺点。电力管道需保证在非开挖施工中使用，遇到硬度较大、棱角分明的障碍物时，能保护管道不被刮伤导致破损开裂，同时保证抗静电、阻燃与耐划伤的特点。目前正开发改性聚丙烯（PP）管，但通常的PP管一般缺少阻燃、抗静电与防鼠咬的作用。专利CN205388192U采用在双层波纹管分隔开的两部分空间内分别放置泡沫灭火的物质（硫酸铝溶液及碳酸氢钠溶液）达到阻燃的效果，但该方案极大增加管道重量。专利CN106751261A采用CPVC与助剂ACR-61、MBS、HSt达到阻燃与性能平衡的效果。但该方案存在原料昂贵的缺点。专利CN205051312U公开了一种埋地高压电力电缆用改性聚丙烯双壁波纹管，由加有矿物微粒耐划伤剂的聚丙烯树脂制成，但缺少抗静电、阻燃与防鼠咬性能，且未公布矿物耐划伤剂种类与添加比例。专利CN103668987A公开了一种阻燃PP无纺布的制备方法，其通过加入十溴二苯乙烷6%-12%与Sb2O32%-4%阻燃性能达到B2效果，但远未达到V-0级别。专利CN101880420B公开了一种无表面析出阻燃聚丙烯复合物及其制备方法，其采用三聚氰胺氰溴酸盐与次膦酸盐作为主阻燃剂与阻燃协效剂、阻燃增效剂总添加量达到20%才能使得PP材料阻燃等级达到V-0，传统上选用溴系阻燃剂与Sb2O3复配阻燃PP达到V-0级添加量需要15%以上，造成材料力学性能变差。专利CN105315557B公开了一种抗静电PP改性材料及其制备方法，其采用5-15份由粒径在10-50nm的炭黑和单丝直径在50-100nm的碳纤维以重量比1.4-2.2：1组成的混合物抗静电剂达到抗静电效果，但碳纤维加入PP后，材料燃烧时会产生“烛芯效应”，对阻燃性能有损害。专利CN105330965B公开了一种磷石膏作为填料的PP塑料及其制备方法，其采用10-30份磷石膏作为抗静电剂添加入PP，但材料力学性能下降明显，尤其是缺口冲击强度只有2KJ/m2左右，不利于材料进一步应用。因此，需专利技术一种阻燃、抗静电、耐磨、防鼠咬、力学性能优良的管道外管用PP材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃、抗静电、防鼠咬、高缺口冲击强度、耐磨、聚丙烯管道外管制备方法及其应用，改善了目前聚丙烯管道的阻燃性能、抗静电性能、缺口冲击性能、耐划性能不能兼顾的缺陷。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，包括以下重量份数的组分：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-6份，三元乙丙橡胶1-6份，聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5-20份，超高分子量聚乙烯5-10份，磷石膏晶须3-10份，十溴二苯乙烷6-10份，纳米三氧化二锑1-2份，硅烷偶联剂0.2%-0.6%，过氧化二异丙苯1-6份，导电石墨1-6份，壬酸香草酰胺6-10份，抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4-0.6份，抗老化剂2-巯基苯并咪唑0.4-0.6份，硬脂酸钙0.4-0.6份。本专利技术还提供一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法的制备方法，包括以下步骤：按照配比将制备原料混合成均匀的物料，然后将混合均匀的物料经加有微纳层叠拉伸装置的双螺杆挤出造粒，优选的，挤出成型温度为230℃，自喂料口到微纳层叠拉伸装置进料口的螺杆挤出机各段的温度分别为90℃、160℃、210℃、230℃、230℃、230℃、230℃、230℃、225℃，主机转速为200-400转/分钟。微纳层叠拉伸装置进料口到出料口的各段温度都为230℃。本专利技术还提供一种阻燃抗静电高缺口冲击强度耐划伤聚丙烯管道外管材料中的应用。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料、制备方法及其应用，本专利技术中的一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料的制备原料相互协调配合，同时采用微纳层叠拉伸装置使得抗冲改性剂、导电石墨取向，所制备的材料具有较常规配方使用阻燃剂最少减小5%，阻燃性能达到V-0级，使用抗静电剂最少减小50%，同时材料具有防鼠咬、高缺口冲击强度、耐低温、高强度、耐老化等优越性能，且产品具有加工能耗低，可回收再利用等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。附图1为本专利技术实施例的微纳层叠拉伸装置刨面图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法、制备方法及其应用进行具体说明。本专利技术实施例提供一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料及其制备方法，其制备原料包括以下重量份数的组分：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-6份，三元乙丙橡胶1-6份，聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5-20份，超高分子量聚乙烯5-10份，磷石膏晶须3-10份，十溴二苯乙烷6-10份，纳米三氧化二锑1-2份，硅烷偶联剂0.2%-0.6%，过氧化二异丙苯1-6份，壬酸香草酰胺6-10份，导电石墨1-6份，抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4-0.6份，抗老化剂2-巯基苯并咪唑0.4-0.6份，光稳定剂GW-9440.4-0.6份，硬脂酸钙0.4-0.6份。进一步的，阻燃、抗静电、耐磨、防鼠咬、高缺口冲击强度聚丙烯材料的制备原料，包括以下重量份数的组分：聚丙烯100份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-3份，三元乙丙橡胶1-3份，聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5-10份，超高分子量聚乙烯8-10份，磷石膏晶须5-10份，十溴二苯乙烷6-8份，纳米三氧化二锑1-2份，硅烷偶联剂0.4%-0.6%，过氧化二异丙苯2-6份，壬酸香草酰胺6-10份，导电石墨2-6份，抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4-0.5份，抗老化剂2-巯基苯并咪唑0.4-0.5份，光稳定剂光稳定剂GW-9440.4-0.5份，硬脂酸钙0.4-0.5份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，其特征在于，所述方形电力双壁管道外层管专用料的制备原料包括以下重量份数的组分：/n聚丙烯 100份；/n乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-6份；/n三元乙丙橡胶1-6份；/n聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5-20份；/n超高分子量聚乙烯5-10份；/n磷石膏晶须3-10份；/n十溴二苯乙烷6-9份；/n纳米三氧化二锑2-3份；/n导电石墨1-6份；/n壬酸香草酰胺6-10份，/n硅烷偶联剂0.2%-1.0%；/n过氧化二异丙苯 1-6份，/n抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4-0.6份；/n抗老化剂2-巯基苯并咪唑0.4-0.6份；/n硬脂酸钙0.4-0.6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，其特征在于，所述方形电力双壁管道外层管专用料的制备原料包括以下重量份数的组分：
聚丙烯100份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-6份；
三元乙丙橡胶1-6份；
聚烯烃弹性体的不饱和羧酸接枝共聚物5-20份；
超高分子量聚乙烯5-10份；
磷石膏晶须3-10份；
十溴二苯乙烷6-9份；
纳米三氧化二锑2-3份；
导电石墨1-6份；
壬酸香草酰胺6-10份，
硅烷偶联剂0.2%-1.0%；
过氧化二异丙苯1-6份，
抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷0.4-0.6份；
抗老化剂2-巯基苯并咪唑0.4-0.6份；
硬脂酸钙0.4-0.6份。


2.根据权利要求1所述的一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为0.29-0.3g/10min的共聚聚丙烯，其牌号为4220或4101，由燕山石化生产销售；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯(VA)含量在8%～10%之间，熔融指数为0.6-0.9g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其牌号为V4110F，由扬子巴斯夫生产销售；
所述三元乙丙橡胶为门尼粘度38-52，其牌号为4045，由吉林石化生产销售；
所述超高分子量聚乙烯重均分子量为500-700万，其牌号为4170，由美国泰科纳生产销售；
所述壬酸香草酰胺由吉安市青原区百花天然香料油厂生产销售；
所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基官能团硅烷，其牌号为KH-570，由南京向前化工有限公司生产销售；
所述过氧化二异丙苯由阿科玛（常熟）化学有限公司生产销售；
抗氧剂1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷由天门恒昌化工有限公司生产销售；
抗老化剂2-巯基苯并咪唑由上海传信化工有限公司生产销售；
硬脂酸钙硬脂酸钙由淄川瑞丰塑料助剂厂生产销售。


3.根据权利要求1所述的一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，其特征在于，所述磷石膏晶须通过以下方法制得：
将干燥磷石膏晶须与甲基丙烯酰氧基官能团硅烷的乙醇溶液混合，经反应，制得甲基丙烯酰氧基官能团硅烷改性磷石膏晶须，优选的，所述磷石膏晶须为将磷石膏晶须在80-100℃、真空干燥6-10小时得到，更优选的，所述磷石膏晶须的尺寸为1-5μm，更优选的，所述磷石膏晶须与所述甲基丙烯酰氧基官能团硅烷的质量比为100：1-200：1，更优选的，所述反应的条件为：温度为60-80℃，时间为4-6h。


4.根据权利要求1所述的一种阻燃、抗静电、耐磨及防鼠咬电力管道外层专用料，其特征在于，所述十溴二苯乙烷通过以下方法制得：
将十溴二苯乙烷与甲基丙烯酰氧基官能团硅烷的乙醇溶液混合，经反应，制得甲基丙烯酰氧基官能团硅烷改性十溴二苯乙烷，优选的，所述十溴二苯乙烷为将十溴二苯乙烷在80-100℃、真空干燥6-10小时得到，更优选的，所述十溴二苯乙烷与所述甲基丙烯酰氧基官能团...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐定红，郭建兵，秦舒浩，张凯，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：贵州;52