[发明专利]一种改性电缆保护管材料及其制备方法

说明书

技术领域:

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及加工电缆保护管的材料，特别是一种改性电缆保护管材料及其制备方法。

背景技术：

20世纪以来，高压电力电缆和通信电缆的敷设方式已从架空进入埋地。现有技术中，用于埋地电缆的保护套管广泛使用聚氯乙烯材料加工，其中填加了含铅和铬的稳定剂。所以管材长期埋地时，会有重金属离子析出，造成土壤含铅量超标。相比之下，聚丙烯管材本身无毒无害，也无重金属离子的填加剂，是一种环保的电力电缆和通信电缆保护套管材料。但是聚丙烯存在冲击韧性低、低温脆性等缺点。聚丙烯的韧性改性通常采用加入弹性体的方法，弹性体对提高韧性作用明显，但随之也会降低材料的强度。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种改性电缆保护管材料，所述的这种改性电缆保护管材料要解决现有技术中的聚丙烯管材冲击韧性低、低温脆性的技术问题。

本发明的这种改性电缆保护管材料，由聚丙烯、增韧剂、β成核剂、抗氧剂、润滑剂和改性助剂组成，在所述的电缆保护管材料中，各成分的质量百分比为：

进一步的，所述的聚丙烯的熔体流动速率（MFR）为0.2～0.4g/10min（230℃，2.16kg）。

进一步的，所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物（EPO-g-MAH），在所述的乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物中，乙烯含量为1～10%，辛烯含量为0.1～10%。马来酸酐接枝增韧剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，大大提高复合材料的相容性。

进一步的，所述β成核剂为芳香酰胺类化合物、或者稀土类化合物。

进一步的，所述的芳香酰胺类化合物选自二环己基对苯二甲酰胺(DCHT)、或者2,6一苯二甲酸环己酰胺。

进一步的，所述的稀土类化合物选自原子序数为57到71的镧系元素氧化物。

进一步的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010（四[β（3,5-二叔丁基苯基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯）、或者抗氧剂168（三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯）中的一种或者两种的组合。所述抗氧剂的作用在于保护聚合物，避免与氧发生降解作用，提高制品的耐热氧稳定。

进一步的，抗氧剂1010和者抗氧剂168组合使用时，其质量比为1～3：1～3。

进一步的，所述的润滑剂为扩散剂乙撑双硬脂酰胺（EBS）。

进一步的，所述的改性助剂为有机硅聚合物（PSI），其分子式为：

其中，R和R’分别为或者或者-CH＝CH-、或者-CH₃、或者-NH₂。有机硅聚合物（PSI）有润滑作用，给加工带来方便，还能改变材料结晶状态，减少材料的收缩。

本发明还提供了一种制备上述改性电缆保护管材料的方法，所述的方法包括一个称取乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物的步骤，还包括一个称取马来酸酐（MAH）与过氧化物的步骤，所述的马来酸酐（MAH）与过氧化物的质量比为1:0.01～1，将马来酸酐（MAH）与过氧化物混合，用丙酮溶解，将溶液加入称量好的乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物中，用高速混合机加热搅拌3～15min，将混合物加入到双螺杆挤出机组，在熔融挤出时产生接枝反应，得到马来酸酐接枝乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物（EPO-g-MAH），然后按照比例称取马来酸酐接枝乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物（EPO-g-MAH）与聚丙烯、β成核剂、抗氧剂、润滑剂、改性助剂的质量，将上述成分在高速混料机中高速共混5～10min，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出并造粒，制成改性电缆保护管材料。

进一步的，所述的过氧化物为过氧化二异丙苯(DCP)。

本发明的工作原理是：聚丙烯的晶型是α晶，只有在特定的条件下才能形成β晶。β晶晶片和大分子折叠链连接在一起，相邻晶的晶束与另外一晶束交叉形成互穿，因此没有明显的界面，从而改善了聚丙烯材料韧性和强度。马来酸酐接枝反应是在熔融过程中，MAH单体接枝到聚合物分子链中，使材料具有高的极性和反应性，能够与各组分填加剂具有良好的相容性，提高复合材料的力学性能。

本发明以聚丙烯为基材，以马来酸酐接枝乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物作为增韧剂，提高材料相容性、韧性。加入β成核剂，诱导β晶形成，保持并提高材料强度。通过本发明的配方制成复合材料，显著提高了韧性和强度，改善了低温脆性，使用更加的安全和可靠。