一种具有强维卡性能的MPP电缆保护管及其制备方法与流程

本发明涉及mpp电缆保护管，具体涉及一种具有强维卡性能的mpp电缆保护管及其制备方法。

背景技术：

1、近几年来，随着城市用电需求的日益增长，用电密度越来越高，架空线路因受供电安全、建设空间、环境保护等限制，在进入市区后，通常采用电缆入地的方式构筑输、配电线路网络。电力电缆线路具有占用地面和空间少、供电安全可靠、触电可能性小、电力系统功率因数提高明显、运维简单方便、城市美化效果突出、保密性好等优点，因此构建城市用电网络的比例逐年提升。其中，电缆作为电力传输的主要设施，具有不可替代的作用。

2、电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线，电缆保护管是指为了防止电缆受到损伤，敷设在电缆外层，具有一定机械强度的保护管，电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电，以保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏，对电力线磁场干扰也起到一定的隔离作用。

3、mpp电缆保护管又称作mpp电力管、mpp电力电缆保护管，是指为了防止电缆受到损伤，敷设在电缆外层，具有一定机械强度的金属保护管，电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电，以保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏。

4、改性聚丙烯(mpp)电力管具有抗高温、高耐热性以及耐外压的特点，适用于10kv以上高压输电线电缆排管管材，在现今的电力领域应用的越来越广泛。但现有技术中的mpp电缆保护管在实际的使用过程中，因其自身的材料及强度的限制，对于较极端环境的适应能力较差，对于高温环境和形变的抵抗能力不足，并且韧性较差，其维卡性能仍有待提高，导致mpp电缆保护管的应用范围和使用寿命受到限制，影响了材料价值的发挥。

5、因此，目前亟需一种耐高温能力、稳定性和韧性好，进而具有强维卡性能的mpp电缆保护管。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐高温能力、稳定性和韧性好，进而具有强维卡性能的mpp电缆保护管及其制备方法。

2、技术方案：

3、一种具有强维卡性能的mpp电缆保护管，所述具有强维卡性能的mpp电缆保护管的材料包含改性聚丙烯、改性硫酸钙晶须、抗氧化剂和填料；

4、所述改性聚丙烯通过耐温硅烷偶联剂与共聚聚丙烯进行反应制得；

5、所述耐温硅烷偶联剂具有如下式a所示结构：

6、

7、进一步地，所述改性硫酸钙晶须通过以下步骤制备：在反应器中，加入表面活性剂和去离子水，搅拌均匀后升温至60-70℃，加入硫酸钙晶须保温反应30-50分钟后，冷却、过滤、洗涤、干燥制得所述改性硫酸钙晶须。

8、本发明通过在材料中掺杂改性硫酸钙晶须，不但可以有效提高材料的韧性和强度，并且可以提高聚丙烯材料分子链网络的密集程度，限制分子链的热运动，进而可以提高材料的耐高温能力。

9、进一步地，所述表面活性剂选自椰油酰丙基氧化胺、月桂酰丙基氧化胺或十二烷基二甲基氧化胺中的一种；所述表面活性剂和硫酸钙晶须的质量比为1：15-20。

10、本发明通过表面活性剂对硫酸钙晶须进行改性，其胺类表面活性剂可以显著提高其与改性聚丙烯之间的相容性和结合强度，进而可以保持材料整体性能的稳定性，同时表面活性剂改性后的硫酸钙晶须可以均匀分散在材料中，使材料具有优异的均匀性，可以进一步提高各性能的发挥效果。

11、进一步地，所述耐温硅烷偶联剂通过以下步骤制备：在反应器中，依次加入二异丙基乙氧基硅烷和1,1-二苯乙烯，通入保护气，升温至60-70℃搅拌30-40分钟后，加入催化剂并保温反应3-4小时后，冷却、过滤、洗涤、干燥制得所述耐温硅烷偶联剂。

12、本发明中的耐温硅烷偶联剂，一方面，其硅氧烷结构和多支链结构，可以在聚丙烯链段中相互链接形成具有优异韧性和强度的网络结构，可以显著提高聚丙烯材料的力学性能；另一方面，耐温硅烷偶联剂中的多苯环结构不但可以提高聚丙烯材料的化学稳定性，还可以提高其空间位阻和链段的键能，进而可以有效提高其耐高温能力。

13、进一步地，所述二异丙基乙氧基硅烷和1,1-二苯乙烯的质量比为1：1.5-2；所述催化剂为铂金催化剂；所述催化剂中有效铂的含量为反应物总质量的1.0×l0-5-5.0×l0-5。

14、进一步地，所述改性聚丙烯通过以下步骤制备：在反应器中，加入共聚聚丙烯、耐温硅烷偶联剂、二甲苯和去离子水，搅拌并调节ph至2-3后升温至70-80℃，保温反应2-3小时，冷却、过滤、洗涤、干燥制得所述改性聚丙烯。

15、本发明中，改性聚丙烯通过耐温硅烷偶联剂对共聚聚丙烯进行反应制得，不但可以基于硅烷偶联剂的结构提高各材料之间的相容性，并且可以显著提高聚丙烯材料的耐高温能力和力学性能，使材料具有优异的维卡性能。

16、进一步地，所述共聚聚丙烯、耐温硅烷偶联剂、二甲苯和去离子水的质量比为(15-20)：(3-5)：(40-60)：(150-200)。

17、进一步地，所述抗氧化剂选自辛基丁基二苯胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或辛基化二苯胺中的一种；所述填料选自碳酸钙或硅灰石中的一种。

18、进一步地，按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：

19、改性聚丙烯         70-75％

20、改性硫酸钙晶须     5-8％

21、抗氧化剂           2-3％

22、余量为填料。

23、上述任意一项具有强维卡性能的mpp电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：

24、(1)按比例将改性聚丙烯、改性硫酸钙晶须、抗氧化剂和填料加入至高速混合机中，升温至60-70℃，在1500-2000r/min的转速下混合10-15分钟，制得混合料；

25、(2)将混合料通过双螺杆挤出机挤出成型，制得所述具有强维卡性能的mpp电缆保护管。

26、有益效果：

27、(1)本发明提供的具有强维卡性能的mpp电缆保护管通过改性聚丙烯、改性硫酸钙晶须、抗氧化剂和填料复合制得，基于耐温硅烷偶联剂与共聚聚丙烯反应制得的改性聚丙烯优异的耐高温性能并掺杂改性硫酸钙晶须，不但可以使制得的mpp电缆保护管具有优异的维卡性能，并且各组分之间具有优异的相容性和结合稳定性，可以进一步提高mpp电缆保护管的维卡性能，使其可以广泛应用在电缆保护管领域。

28、(2)本发明提供的具有强维卡性能的mpp电缆保护管中，改性聚丙烯通过耐温硅烷偶联剂对共聚聚丙烯进行反应制得，不但可以基于硅烷偶联剂的结构提高各材料之间的相容性，并且可以显著提高聚丙烯材料的耐高温能力和力学性能，使材料具有优异的维卡性能。

29、(3)本发明提供的具有强维卡性能的mpp电缆保护管中，一方面，耐温硅烷偶联剂中的硅氧烷结构和多支链结构，可以在聚丙烯链段中相互链接形成具有优异韧性和强度的网络结构，可以显著提高聚丙烯材料的力学性能；另一方面，耐温硅烷偶联剂中的多苯环结构不但可以提高聚丙烯材料的化学稳定性，还可以提高其空间位阻和链段的键能，进而可以有效提高其耐高温能力。

30、(4)本发明提供的具有强维卡性能的mpp电缆保护管中，通过在材料中掺杂改性硫酸钙晶须，不但可以有效提高材料的韧性和强度，并且可以提高聚丙烯材料分子链网络的密集程度，限制分子链的热运动，进而可以提高材料的耐高温能力。

31、(5)本发明提供的具有强维卡性能的mpp电缆保护管，通过表面活性剂对硫酸钙晶须进行改性，其胺类表面活性剂可以显著提高其与改性聚丙烯之间的相容性和结合强度，进而可以保持材料整体性能的稳定性，同时表面活性剂改性后的硫酸钙晶须可以均匀分散在材料中，使材料具有优异的均匀性，可以进一步提高各性能的发挥效果。