一种高强度PVC及制备方法、电缆保护管与流程

本发明涉及电缆保护管的领域，更具体的说，它涉及一种高强度pvc及制备方法、电缆保护管。

背景技术：

1、双壁波纹管是指具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，具有重量轻、施工快、安装方便等优点，广泛应用于市政工程、工业和铁路等行业，在市政工程中可用作排水、排污管，在铁路中可用作通讯电缆、光缆的保护管。

2、双壁波纹管的主流材质包括有pe、pp和pvc，其中，pe和pp的弹性模量低且环刚度差，pvc的脆性大且耐热性差，均存在应用局限性。

3、复合增强hmpvc是指pvc与其余高聚物复合共混制得的高强度聚氯乙烯，具有良好的力学性能，但是在低温环境下的脆性仍然较大，不适合在寒冷地区使用。

技术实现思路

1、为了提高pvc的低温韧性，本发明提供一种高强度pvc及制备方法、电缆保护管。

2、第一方面，本发明提供一种高强度pvc，采用如下技术方案：

3、一种高强度pvc，由包含如下重量份的原料制成：

4、pvc 60-80份；

5、硅橡胶15-20份；

6、相容剂4-6份；

7、acr树脂2.5-3.5份；

8、氯化聚乙烯5-7份；

9、填料10-15份；

10、热稳定剂3-5份；

11、聚乙烯蜡0.8-1.5份；

12、硬脂酸1-2份。

13、通过采用上述技术方案，pvc和硅橡胶共混作为电缆保护管的主料，并利用相容剂改善两者的相容性，添加多种助剂，改善整体性能，使得电缆保护管具有优异的低温韧性，且环刚性高。

14、其中，硅橡胶是一种高分子化合物，具有优良的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能。其突出的性能是使用温度宽广，可在-60℃至+250℃下长期使用，非常适合作为电缆保护管的材料。但是硅橡胶是一种非极性橡胶，分子结构中的si-o键具有高极性，但硅橡胶整体来说仍属于非极性物质，而pvc具有极性氯原子，在分子结构中呈现出一定的极性，因此pvc和硅橡胶的相容性不好。本发明基于硅橡胶和pvc的理化特性，自制相容剂，使其能够共混使用，进而改善pvc波纹管的低温韧性。

15、acr树脂是一种丙烯酸酯类共聚物，具有核-壳结构，通常作为pvc的抗冲击改性剂和加工改性剂使用，不仅能够提高pvc材料的抗冲击性能，还能提高pvc树脂的塑化性能，降低pvc加工温度和加工压力，使其更容易加工成型，缩短加工周期，提高生产效率。acr树脂还具有较好的耐候性能，可以增强pvc材料的耐紫外线性能和耐老化性能，延长其使用寿命。此外，acr树脂在pvc和硅橡胶的共混体系中，可与相容剂协同作用，对于pvc和硅橡胶的相容性具有改善作用。

16、氯化聚乙烯(cpe)在pvc材料中主要作为增塑剂和改性剂使用，其作用如下：1、增塑作用：作为增塑剂，可以降低pvc的加工温度，改善加工性能，使pvc更容易塑化和流动；2、抗冲击性能：提高pvc材料的抗冲击性能，改善其韧性和强度，使电缆保护管不易破裂，提高其耐久性；3、耐候性能：提高pvc材料的耐紫外线性能和耐老化性能，使得电缆保护管在户外使用时，使用寿命较长；4、耐化学腐蚀性能：提高耐化学腐蚀性能，使电缆保护管不易受酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。此外，氯化聚乙烯在pvc和硅橡胶的共混体系中，可与相容剂协同作用，对于pvc和硅橡胶的相容性具有改善作用。

17、填料起到补强和填充的作用。热稳定剂起到稳定作用，防止pvc在加工过程中发生热分解。聚乙烯蜡具有优异的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，可以改善pvc的加工性能，并改善填料的分散性。硬脂酸起到促进加工性能、改善物理性能、调节硬度、润滑、热稳定等作用。

18、可选地，所述相容剂的制备过程如下：

19、按重量份计，将30-40份端羟基丁腈橡胶和5-7份二苯基甲烷二异氰酸酯混合均匀，通氮气保护，升温至80-85℃，反应2-3h，再加入1-2份扩链剂，继续反应30-50min，接着加入80-100份四氢呋喃，混合均匀后室温静置12-18h，然后于50-60℃下干燥6-8h，最后于100-110℃下固化10-12h，得到相容剂。

20、通过采用上述技术方案，端羟基丁腈橡胶和苯基甲烷二异氰酸酯接枝反应后的聚合物，作为pvc和硅橡胶之间的相容剂，能够显著改善两者的相容性。

21、可选地，所述扩链剂为二甘醇。

22、通过采用上述技术方案，优选扩链剂，提高相容剂的作用效果。

23、可选地，所述pvc的添加量为60份，所述硅橡胶的添加量为20份。

24、通过采用上述技术方案，当pvc和硅橡胶之间的相容性得到改善时，提高硅橡胶的含量占比，可以进一步提高电缆保护管的低温韧性。

25、可选地，按重量份计，还包含2-3份氟化磷腈橡胶。

26、通过采用上述技术方案，氟化磷腈橡胶是指由磷原子和氮原子交替组成，磷原子上带有氟代烷氧基的弹性体，具有优异的耐热老化性能、耐低温性能、阻燃性和电性能，其脆性温度为-68℃，能够在绝大部分寒冷地区的环境下使用，且氟化磷腈橡胶适用于pvc和硅橡胶的共混体系，相容性良好。

27、可选地，所述填料包括质量比为(2-5)：1的海泡石和樟木粉。

28、通过采用上述技术方案，海泡石的晶体呈层链状结构，斜方晶系或单斜晶系，一般呈块状、土状或纤维状集合体。海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。樟木粉是由樟木加工而成的粉末状物质，具有天然的香味和防虫蛀、防潮、防腐等作用。两者复配的填料能够一定程度改善pvc波纹管的韧性。

29、可选地，所述海泡石和樟木粉的质量比为3:1。

30、可选地，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂。

31、通过采用上述技术方案，钙锌复合稳定剂是一种由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工艺而合成，可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂的无毒稳定剂。不但具有良好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力，而且在pvc树脂制品中具有优良的加工性能。

32、第二方面，本发明提供一种电缆保护管的制备方法，采用如下技术方案：

33、一种电缆保护管的制备方法，包括如下步骤：

34、s1混料：按配方所需重量份，将pvc、硅橡胶、相容剂、acr树脂、氯化聚乙烯、填料、热稳定剂、聚乙烯蜡和硬脂酸投入高速捏合机，以1000-1200r/min的转速捏合10-15min，在120-130℃的温度下放料，得到热混料；

35、s2搅拌冷却：将上述热混料放入低速混料机，以80-100r/min的转速混合5-7min，在50-55℃的温度下放料，得到冷混料；

36、s3挤出成型：将上述冷混料放入双螺杆挤出机，模头温度为180-210℃，一次成型外壁和内壁，再经过模压成型机定型牵引，使外壁呈波纹型，最后经切割机切割，再用扩口机进行扩口后，得到电缆保护管。

37、第三方面，本发明提供一种由上述制备方法制得的电缆保护管。

38、综上所述，本发明具有以下有益效果：

39、本发明pvc和硅橡胶共混作为电缆保护管的主料，并以端羟基丁腈橡胶和苯基甲烷二异氰酸酯接枝反应后的聚合物，作为pvc和硅橡胶之间的相容剂，能够显著改善共混体系的相容性，再添加多种助剂，改善整体性能，使得电缆保护管具有优异的低温韧性，且环刚性高。