一种PP复合材料及其电力护套管的制备方法技术

本发明专利技术属于电力护套管用复合材料及其管材的制备方法领域，具体涉及一种PP复合材料及其电力护套管的制备方法；采用SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE

【技术实现步骤摘要】
一种PP复合材料及其电力护套管的制备方法


[0001]本专利技术属于电力护套管用复合材料及其管材的制备方法领域，具体涉及一种PP复合材料及其电力护套管的制备方法。

技术介绍

[0002]单纯的采用增韧和增强剂改性制备而成PP电力护套管虽然可以提高强度和韧性，但是增强容易降低韧性，增韧又容易降低强度，采用核壳结构增韧剂可以将增韧剂分散到PP复合材料中，不仅具有增韧的效果，还有增强的效果。

技术实现思路

[0003]针对上述的情况，本专利技术旨在提供一种PP复合材料，将这种复合材料用于制备PP电力护套管，制得的PP电力护套管相较于传统的电力护套管，具有良好的机械性能。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：一种PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述PP复合材料由下述重量百分比组分组成：嵌段共聚PP树脂：55%PE树脂:10%抗冲改性剂： 8%增强材料：25%抗氧化剂：1%润滑剂：0.5%分散剂：0.5%本专利技术进一步改进方案是，所述共聚PP树脂为嵌段共聚PP，分子量为10-15万，乙烯段含量为1～4%；本专利技术进一步改进方案是，所述PE树脂为线性低密度聚乙烯；本专利技术进一步改进方案是，所述抗冲改性剂为SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构，所述SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构的制备方法包括以下步骤：（1）通过表面静电吸附作用，在聚苯乙烯微球表面沉积氧化石墨烯层，制备氧化石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球；再采用水热还原反应方法，还原处理氧化石墨烯，生成石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球；（2）将步骤（1）制得的1g的SiO2/聚苯乙烯核壳结构微球配制质量分数为20％的乙醇分散液。取10～20ml的分散液，加入0.2～1.0g十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，3～6ml浓氨水以及60～100ml乙醇水溶液。超声波处理60～100min后，滴加2～10ml的正硅酸乙酯。室温条件下，保持磁力搅拌48小时，用乙醇和水交替洗涤，过滤，干燥，煅烧后，溶解腐蚀方法得到SiO2/石墨烯双壳中空微球；（3）在步骤（2）制得的SiO2/石墨烯双壳中空微球溶解于质量分数为20％的乙醇分散
液，加入适量的十二烷基苯磺酸钠表面活性剂,磁力搅拌20～40 min后超声波处理10～20 min，静置12～24h，抽滤，用去离子水交替洗涤，60℃下烘干得到有机化的SiO2/石墨烯双壳中空微球；（4）将步骤（3）制得的有机化的SiO2/石墨烯双壳中空微球与POE-g-MAH经高速混合、塑化造粒制备得到SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构的抗冲改性剂；步骤（1）所述的水热还原反应方法：水热还原处理氧化石墨烯采用水合肼，其浓度范围为10～40mg/mL，水热反应温度为200～240℃，反应时间为1～3h；步骤（2）所述的溶解腐蚀反应方法：将所得的SiO2/石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球分散于四氢呋喃溶剂中并连续搅拌，SiO2/石墨烯/聚苯乙烯微球与四氢呋喃溶剂的质量比为100～150:1，反应时间为24～48h；本专利技术进一步改进方案是，所述增强材料为有机化碳酸钙和有机化滑石粉,按质量比1:1的比例组成，碳酸钙粒径为2000～3000目，其制备步骤如下：将碳酸钙加入高速混合机中，升温至80～100℃，以50～100r/min的转速搅拌1～1.5h后，加入质量百分比为碳酸钙的1.5%的硬脂酸钙偶联剂以300~500r/min的转速常温搅拌0.5h；滑石粉粒径为2500～3000目，其制备步骤如下：将滑石粉加入高速混合机中，升温至80～100℃，以50～100r/min的转速搅拌1～1.5h后，加入质量百分比为滑石粉的1.5%的硅烷偶联剂以300~500r/min的转速常温搅拌0.5h；本专利技术进一步改进方案是，所述抗氧化剂为AT-168和AT-10按质量比4:3的比例组成；本专利技术进一步改进方案是，所述润滑剂为PE蜡；本专利技术进一步改进方案是，所述分散剂为硬脂酸;以上材料经高速混合、塑化造粒制备得到一种PP复合材料，制备包括下列步骤：（1）高速混合：将共聚PP树脂和增强材料按质量百分比加入高速混合机中，在料温为80～100℃条件下，高速混合10～30min后，按质量百分比依次加入复合发泡剂、抗冲改性剂、相容剂、抗氧化剂，高速混合20～30min后出料备用；（2）塑化造粒：将步骤（1）所得共混材料通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，控制所述双螺杆挤出机的工艺参数如下：一区温度为150～170℃，二区温度为180～200℃，三区温度为190～210℃，四区温度为200～220℃，五区温度为180～200℃，模头温度为170～190℃，喂料速度为100~300r/min，螺杆转速为200～400r/min，挤出造粒得到一种PP复合材料；一种PP电力护套管的制备方法：将上述步骤（2）制得的PP复合材料，通过管材挤出机挤出，然后通过冷却水冷却成型，通过牵引机连续稳定的牵引出来，切割机定长切割，从而制得一种PP电力护套管，控制所述管材挤出机工艺参数如下：机筒1区温度为160~180℃，机筒2区温度为170~190℃，机筒3区温度为180~200℃，机筒4区温度为170~190℃，机筒5区温度为150~170℃，机头1区温度为150~170℃，机筒2区温度为180~200℃，机筒3区温度为140~160℃，挤出成型速度0.5m/min，模头真空度控制在0.03~0.05MPa，冷却水的水温控制在25~45℃，牵引力压强控制在0.03~0.05MPa。
[0005]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：一、采用SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构，在降低材料密度的同时，能够有效地将增韧剂分散到PP复合材料中，利用SiO2/石墨烯双壳结构，提高材料
的强度，保持材料原有的机械性能，利用POE-g-MAH提高材料的韧性，起到增韧的效果；二、采用有机化碳酸钙和有机化滑石粉填充PP复合材料，不仅有增强的作用，而且有利于碳酸钙和滑石粉在PP中的均匀分散。
附图说明
[0006]图1为本专利技术制备的SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构的抗冲改性剂剖面示意图，其中，(1)为中空微球的石墨烯内壳层，(2)为中空微球的SiO2外壳层，（3）为POE-g-MAH外壳。
具体实施方式
[0007]实施例1一种PP复合材料的制备方法：所述PP复合材料由下述重量百分比组分组成：嵌段共聚PP树脂：55%PE树脂:10%抗冲改性剂：8%增强材料：25%抗氧化剂：1%润滑剂：0.5%分散剂：0.5%本专利技术进一步改进方案是，所述共聚PP树脂为嵌段共聚PP，分子量为10-15万，乙烯段含量为1～4%；本专利技术实施例所用的共聚PP型号为K8003或EPS30R，来自独山子石化；本专利技术进一步改进方案是，所述PE树脂为线性低密度聚乙烯型号DFDA-7042，来自齐鲁石化；本专利技术进一步改进方案是，所述抗冲改性剂为SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PP复合材料的制备方法，其特征在于：所述PP复合材料由下述重量百分比组分组成：嵌段共聚PP树脂：55%PE树脂:10%抗冲改性剂： 8%增强材料：25%抗氧化剂：1%润滑剂：0.5%分散剂：0.5%所述共聚PP树脂为嵌段共聚PP，分子量为10-15万，乙烯段含量为1～4%；所述PE树脂为线性低密度聚乙烯；所述抗冲改性剂为SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构，所述SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构的制备方法包括以下步骤：（1）通过表面静电吸附作用，在聚苯乙烯微球表面沉积氧化石墨烯层，制备氧化石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球；再采用水热还原反应方法，还原处理氧化石墨烯，生成石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球；（2）将步骤（1）制得的1g的SiO2/聚苯乙烯核壳结构微球配制质量分数为20％的乙醇分散液；取10～20ml的分散液，加入0.2～1.0g十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，3～6ml浓氨水以及60～100ml乙醇水溶液；超声波处理60～100min后，滴加2～10ml的正硅酸乙酯；室温条件下，保持磁力搅拌48小时；用乙醇和水交替洗涤，过滤，干燥，煅烧后，溶解腐蚀方法得到SiO2/石墨烯双壳中空微球；（3）在步骤（2）制得的SiO2/石墨烯双壳中空微球溶解于质量分数为20％的乙醇分散液，加入适量的十二烷基苯磺酸钠表面活性剂,磁力搅拌20～40 min后超声波处理10～20 min，静置12～24h，抽滤，用去离子水交替洗涤，60℃下烘干得到有机化的SiO2/石墨烯双壳中空微球；（4）将步骤（3）制得的有机化的SiO2/石墨烯双壳中空微球与POE-g-MAH经高速混合、塑化造粒制备得到SiO2/石墨烯双壳结构为内核，POE-g-MAH为外壳的核壳结构的抗冲改性剂；步骤（1）所述的水热还原反应方法：水热还原处理氧化石墨烯采用水合肼，其浓度范围为10～40mg/mL，水热反应温度为200～240℃，反应时间为1～3h；步骤（2）所述的溶解腐蚀反应方法：将所得的SiO2/石墨烯/聚苯乙烯核壳结构微球分散于四氢呋喃溶剂中并连续搅拌，SiO2/石墨烯/聚苯乙烯微球与四氢呋喃溶剂的质量比为100～150:1，反应时间为24～48h；所述增强材料为有机化碳酸钙和有机化滑石粉,按质量比1:1的比例组成，碳酸钙粒径为2000～3000目，其制备步骤如下：将碳酸钙加入高速混合机中，升温至80～100℃，以50～100r/min的转速搅拌1～1.5h后，加入质量百分比为碳酸钙的1.5%的硬脂酸钙偶联剂以300~500r/min的转速常温搅拌0.5h；滑石粉粒径为2500～3000目，其制备步骤如下：将滑石粉加入高速混合机中，升温至80～100℃，以50～100r/min的转速搅拌1～1.5h后，加入质量百分比为滑石粉的1.5%的硅烷
偶联剂以300~500r/min的转速常温搅拌0.5h；所述抗氧化剂为AT-168和AT-10按质量比4:3的比例组成；所述润滑剂为PE蜡；所述分散剂为硬脂酸;以上材料经高速混合、塑化造粒制备得到一种PP复合材料，制备包括下列步骤：（1）高速混合：将共聚PP树脂和增强材料按质量百分比加入高速混合机中，在料温为80～100℃条件下，高速混合10～30min后，按质量百分比依次加入复合发泡剂、抗冲改性剂、相容剂、抗氧化剂，高速混合20～30min后出料备用；（2）塑化造粒：将步骤（1）所得共混材料通过双螺杆挤出机熔融挤出造粒，控制所述双螺杆挤出机的工艺参数如下：一区温度为150～170℃，二区温度为180～200℃，三区温度为190～210℃，四区温度为200～220℃，五区温度为180～200℃，模头温度为170～190℃，喂料速度为100~300r/min，螺杆转速为200～400r/min，挤出造粒得到一种PP复合材料。2.一种PP电力护套管的制备方法，其特征在于：所述PP复合材料由下述重量百分比组分组成：嵌段共聚PP树脂：55%PE树脂:10%抗冲改性剂： 8%增强材料：25%抗氧化剂：1%润滑剂：0.5%分散剂：0.5%所述共聚PP树脂为嵌段共聚PP，分子量为10-15万，乙烯段含量为1～4%；所述PE树脂为线性低密...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈苏焕，严立万，梁璋富，黄义山，林晓超，黄晓丹，黄书琴，
申请(专利权)人：福建和盛塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：