技术领域

本发明涉及敷设电缆所用的导线管， 具体地说， 涉及一种改性聚丙烯电缆 导管。

背景技术

聚丙烯管材是一种绿色建材， 具有卫生、 无毒、 质量轻、 耐腐蚀、 不结垢、 保温节能及使用寿命长等优点； 特别是在出现同质热熔连接技术后， 管道系统 的安装、 连接方式取得重大突破， 彻底杜绝了管道发生泄漏现象， 可构建安全 可靠的一体化管道。 但是聚丙烯管材抗压性及低温抗冲击性能较差 ， 这就限制 了其应用， 不适合在地下敷设电缆时用作电缆导管。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改性聚 丙烯电缆导管， 这种改性聚 丙烯电缆导管具有较佳的抗压性能、 比较高的热变形温度、 以及较佳的低温抗 冲击性能。 采用的技术方案如下：

一种改性聚丙烯电缆导管， 其特征在于由改性聚丙烯材料制成； 按重量计， 所述改性聚丙烯材料的组成为基料 100份、聚四氟乙烯 0. 1— 1份、硬脂酸钙 0. 1 一 1份、 抗氧剂 0. 2— 1份、 颜料 0. 01— 0. 1份， 其中基料由 85—95% (重量）的 聚丙烯和 5—15% (重量）的三元乙丙橡胶组成。

本发明的改性聚丙烯电缆导管可采用上述改性 聚丙烯材料经挤出成型制 成。

优选上述聚丙烯的熔体流动速度 （MFR)为 0. 2- 1. 0克 /10分钟（g/10min)。 三元乙丙橡胶 （EPDM) 是一种热塑性弹性体， 在聚丙烯中添加三元乙丙橡 胶， 可以改善材料的抗冲击性能、 抗压性能， 同时改善了材料的低温脆性。 优 选上述三元乙丙橡胶的门尼粘度为 30-60。

上述聚四氟乙烯 (PTFE)可提高材料的耐磨性。 上述硬脂酸钙是一种内润滑剂， 可以降低材料熔体之间的内摩擦， 提高材 料的加工性能。 加入三元乙丙橡胶（EPDM) 和聚四氟乙烯 (PTFE)后， 会使材料 熔体的熔融粘度增加， 较难加工， 因此加入适量的硬脂酸钙， 以提高材料在加 工时的润滑性。

上述抗氧剂的作用是阻止聚丙烯老化。 优选上述 0. 2- 1份抗氧剂由 0. 1— 0. 5份抗氧剂 1010 (即四 [β- ( 3,5-二叔丁基 -4-羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯） 和 0. 1— 0. 5份抗氧剂 168 (即三 [2，4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯）组成。 由于 聚丙烯分子主链上存在叔碳原子， 其在热、 氧、 紫外线等外界因素的共同作用 下极易发生化学变化， 生成过氧化物， 之后断裂形成自由基， 进而引起大分子 链裂解、 支化、 交联， 使聚丙烯失去髙分子材料特征， 丧失使用性能， 因此防 止聚丙烯老化， 主要是防止热氧老化和自由基老化。 上述抗氧剂 1010作为主抗 氧剂， 主要起到自由基反应终止剂的作用； 抗氧剂 168作为辅抗氧剂， 主要起 到过氧化物分解剂的作用；同时抗氧剂 1010和抗氧剂 168又有良好的协同效应。 上述颜料（通常也称为色粉）根据客户对电缆 导管颜色的要求选用。

优选本发明的改性聚丙烯电缆导管的制造方法 包括下述步骤-

( 1 )制备改性聚丙烯材料： 按上述比例配备聚丙烯、 三元乙丙橡胶、 聚四 氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料； 然后将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和 颜料装入塑料袋中进行初步混合 （通常将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜 料装入塑料袋中并密封袋口后，手拿塑料袋摇 动 3— 5分钟），得到初步混合料; 然后将初步混合料、 聚丙烯和三元乙丙橡胶一起加入到高速混合机 中， 利用搅 拌器搅拌 10- 15分钟， 搅拌器的转速为 250- 400rpm (转 /分钟） ， 使聚丙烯、三 元乙丙橡胶、 聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料混合均匀， 得到整体混合 料； 然后将整体混合料加入到双螺杆挤出机中进行 共混挤出， 再进行造粒， 得 到颗粒状的改性聚丙烯材料 （一种具体方案中， 整体混合料自双螺杆挤出机的 进料口加入到双螺杆挤出机中， 在料筒中进行共混后， 自挤出口模挤出料条； 料条经过水冷后， 再经过切粒机切粒， 得到颗粒状的改性聚丙烯材料)；

上述双螺杆挤出机的两个螺杆是同向转动的， 螺杆的转速为 200- 300rpm (转 /分钟）， 输送物料时是正向输送； 双螺杆挤出机能使物料在熔融状态下受到良 好的剪切、 混合作用， 使物料塑化更好、 更加均匀。 上述双螺杆挤出机的料筒 自进料口至挤出口模之间的部分依次为第 I区、 第 Π区、 第 ΙΠ区和第 IV区， 第 I区的温度为 160- 180°C，第 II区的温度为 180- 190°C ,第 ΠΙ区的温度为 190-210 V， 第 W区的温度为 190- 210°C， 挤出口模的温度为 200- 210°C。 优选第 ΙΠ区的 螺杆上具有回流螺块， 使熔体塑化更好、 更均匀。 优选双螺杆挤出机料筒内的 真空度为 0. 02- 0. 06MPa， 通过抽真空可以抽掉物料中的水汽、 空气等， 这样会 使制得的改性聚丙烯材料中无气泡， 性能更佳。

(2) 制造改性聚丙烯电缆导管： 将步骤 （1 ) 制得的颗粒状改性聚丙烯材 料加入到挤出成型机中， 用挤出成型的方法制造改性聚丙烯电缆导管。

改性聚丙烯材料自进料口加入到挤出成型机中 后， 经挤出成型机的料筒压 缩、 均化后， 自成型口模挤出成型（成型口模具有环形的出 料口）； 然后经真空 定径、 冷却及牵引等操作， 得到改性聚丙烯电缆导管。 然后可在改性聚丙烯电 缆导管上喷印标识， 并进行切割和包装。

优选挤出成型机的螺杆自进料口至成型口模之 间的部分依次为螺杆输送 段、螺杆压缩段和螺杆均化段， 螺杆输送段的温度为 160- 180Ό , 螺杆压缩段的 温度为 180- 190°C，螺杆均化段的温度为 190- 210'C，成型口模的温度为 200-210 V。 优选螺杆的转速为 300-450rpm (转 /分钟）。 优选挤出成型机料筒内的真空 度为 0. 02-0. 06MPa。

本发明的改性聚丙烯电缆导管具有下述优异性 能： （1)优良的电气绝缘性； (2)抗冲击性能好 ， 环境温度 23Ό下测得的缺口冲击强度达 16. 1 KJ/m ² _; (3) 热变形温度比较高， 低温抗冲击性能较佳， 可在- 10°C— 70°C的环境温度下长期 使用； （4)较佳的抗拉性能和抗压性能； （5) 质轻， 表面光滑， 穿电缆时摩擦阻 力小， 且可热熔焊对接。 本发明的改性聚丙烯电缆导管适合于应用非开 挖技术 在地下敷设管道及电缆， 能够完成在道路、 铁路、 建筑物、 河床下、 农田保护 区等特殊地段敷设管道及电缆的施工， 广泛应用于电信、 电力等工程。

具体实施方式 实施例 1

本实施例的改性聚丙烯电缆导管由改性聚丙烯 材料制成； 按重量计， 所述 改性聚丙烯材料的组成为聚丙烯 85份、 三元乙丙橡胶 15份、 聚四氟乙烯 0. 1 份、硬脂酸钙 0. 1份、抗氧剂 0. 2份 (其中抗氧剂 1010 0. 1份，抗氧剂 168 0. 1 份)、 颜料 0. 01份。

上述改性聚丙烯电缆导管的制造方法包括下述 步骤：

( 1 ) 制备改性聚丙烯材料： 按重量计， 取聚丙烯 85份 （聚丙烯的熔体流 动速度为 1克 /10分钟）、三元乙丙橡胶 15份（三元乙丙橡胶的门尼粘度为 40)、 聚四氟乙烯 0. 1份、 硬脂酸钙 0. 1份、 抗氧剂 0. 2份 （其中抗氧剂 1010 0. 1 份， 抗氧剂 168 0. 1份）、 颜料 0. 01份； 然后将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧 剂和颜料装入塑料袋中进行初步混合（将聚四 氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜 料装入塑料袋中并密封袋口后， 手拿塑料袋摇动 3分钟） ， 得到初步混合料； 然后将初步混合料、 聚丙烯和三元乙丙橡胶一起加入到高速混合机 中， 利用搅 拌器搅拌 10分钟， 搅拌器的转速为 400rpni (转 /分钟） ， 使聚丙烯、 三元乙丙 橡胶、 聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料混合均匀， 得到整体混合料； 然 后将整体混合料加入到双螺杆挤出机中进行共 混挤出， 再进行造粒， 得到颗粒 状的改性聚丙烯材料 （可将整体混合料自双螺杆挤出机的进料口加 入到双螺杆 挤出机中， 在料筒中进行共混后， 自挤出口模挤出料条； 料条经过水冷后， 再 经过切粒机切粒， 得到颗粒状的改性聚丙烯材料）；

上述双螺杆挤出机的两个螺杆是同向转动的， 螺杆的转速为 200rpm (转 / 分钟）。 上述双螺杆挤出机的料筒自进料口至挤出口模 之间的部分依次为第 I 区、第 II区、第 III区和第 IV区， 第 I区的温度为 165°C， 第 II区的温度为 180°C， 第 III区的温度为 190°C， 第 IV区的温度为 190°C， 挤出口模的温度为 200°C。 第 III区的螺杆上具有回流螺块。 双螺杆挤出机料筒内的真空度为 0. 02MPa。

( 2) 制造改性聚丙烯电缆导管： 将步骤 （1 ) 制得的颗粒状改性聚丙烯材 料自进料口加入到挤出成型机中， 经挤出成型机的料筒压缩、 均化后， 自成型 口模挤出成型（成型口模具有环形的出料口） ； 然后经真空定径、 冷却及牵引等 操作， 得到改性聚丙烯电缆导管。 然后可在改性聚丙烯电缆导管上喷印标识， 并进行切割和包装。

挤出成型机的螺杆自进料口至成型口模之间的 部分依次为螺杆输送段、 螺 杆压缩段和螺杆均化段， 螺杆输送段的温度为 160'C， 螺杆压缩段的温度为 180 °C，螺杆均化段的温度为 190Ό，成型口模的温度为 200°C ;螺杆的转速为 300rpm (转 /分钟）。 挤出成型机料筒内的真空度为 0. 02MPa。 实施例 2

本实施例的改性聚丙烯电缆导管由改性聚丙烯 材料制成； 按重量计， 所述 改性聚丙烯材料的组成为聚丙烯 95份、三元乙丙橡胶 5份、聚四氟乙烯 0. 2份、 硬脂酸钙 0. 2份、抗氧剂 0. 3份（其中抗氧剂 1010 0. 15份，抗氧剂 168 0. 15 份）、 颜料 0. 05份。

上述改性聚丙烯电缆导管的制造方法包括下述 步骤：

( 1 )制备改性聚丙烯材料： 按重量计， 取聚丙烯 95份 （聚丙烯的熔体流 动速度为 0. 8克 /10分钟）、三元乙丙橡胶 5份 (三元乙丙橡胶的门尼粘度为 30)、 聚四氟乙烯 0. 2份、 硬脂酸钙 0. 2份、 抗氧剂 0. 3份（其中抗氧剂 1010 0. 15 份， 抗氧剂 168 0. 15份）、 颜料 0. 05份； 然后将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗 氧剂和颜料装入塑料袋中进行初步混合 （将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和 颜料装入塑料袋中并密封袋口后， 手拿塑料袋摇动 4分钟） ， 得到初步混合料; 然后将初步混合料、 聚丙烯和三元乙丙橡胶一起加入到高速混合机 中， 利用搅 拌器搅拌 12分钟， 搅拌器的转速为 350rpm (转 /分钟） ， 使聚丙烯、 三元乙丙 橡胶、 聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料混合均匀， 得到整体混合料； 然 后将整体混合料加入到双螺杆挤出机中进行共 混挤出， 再进行造粒， 得到颗粒 状的改性聚丙烯材料（可将整体混合料自双螺 杆挤出机的进料口加入到双螺杆 挤出机中， 在料筒中进行共混后， 自挤出口模挤出料条； 料条经过水冷后， 再 经过切粒机切粒， 得到颗粒状的改性聚丙烯材料）；

上述双螺杆挤出机的两个螺杆是同向转动的， 螺杆的转速为 300r _P m (转 / 分钟）。 上述双螺杆挤出机的料筒自进料口至挤出口模 之间的部分依次为第 I 区、第 II区、第 ΠΙ区和第 IV区， 第 I区的温度为 170°C， 第 II区的温度为 185°C , 第 ΙΠ区的温度为 195Ό , 第 IV区的温度为 195°C， 挤出口模的温度为 205°C。 第 III区的螺杆上具有回流螺块。 双螺杆挤出机料筒内的真空度为 0. 03MPa。

( 2) 制造改性聚丙烯电缆导管： 将步骤 （1 ) 制得的颗粒状改性聚丙烯材 料自进料口加入到挤出成型机中， 经挤出成型机的料筒压缩、 均化后， 自成型 口模挤出成型（成型口模具有环形的出料口） ； 然后经真空定径、 冷却及牵引等 操作， 得到改性聚丙烯电缆导管。 然后可在改性聚丙烯电缆导管上喷印标识， 并进行切割和包装。 挤出成型机的螺杆自进料口至成型口模之间的 部分依次为螺杆输送段、 螺 杆压缩段和螺杆均化段， 螺杆输送段的温度为 165°C， 螺杆压缩段的温度为 185 V，螺杆均化段的温度为 195°C，成型口模的温度为 205°C；螺杆的转速为 450rpm (转 /分钟）。 挤出成型机料筒内的真空度为 0. 03MPa。 实施例 3

本实施例的改性聚丙烯电缆导管由改性聚丙烯 材料制成； 按重量计， 所述 改性聚丙烯材料的组成为聚丙烯 90份、 三元乙丙橡胶 10份、 聚四氟乙烯 0. 3 份、硬脂酸钙 0. 3份、抗氧剂 0. 5份（其中抗氧剂 1010 0. 2份，抗氧剂 168 0. 3 份）、 颜料 0. 02份。

上述改性聚丙烯电缆导管的制造方法包括下述 步骤：

( 1 ) 制备改性聚丙烯材料： 按重量计， 取聚丙烯 90份 （聚丙烯的熔体流 动速度为 0. 5克 /10分钟）、 三元乙丙橡胶 10份（三元乙丙橡胶的门尼粘度为 50)、聚四氟乙烯 0. 3份、硬脂酸钙 0. 3份、抗氧剂 0. 5份 (其中抗氧剂 1010 0. 2 份， 抗氧剂 168 0. 3份）、 颜料 0. 02份； 然后将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧 剂和颜料装入塑料袋中进行初步混合 （将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜 料装入塑料袋中并密封袋口后， 手拿塑料袋摇动 5分钟） ， 得到初步混合料； 然后将初步混合料、 聚丙烯和三元乙丙橡胶一起加入到髙速混合机 中， 利用搅 拌器搅拌 15分钟， 搅拌器的转速为 250r _P m (转 /分钟） ， 使聚丙烯、 三元乙丙 橡胶、 聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料混合均匀， 得到整体混合料； 然 后将整体混合料加入到双螺杆挤出机中进行共 混挤出， 再进行造粒， 得到颗粒 状的改性聚丙烯材料 （可将整体混合料自双螺杆挤出机的进料口加 入到双螺杆 挤出机中， 在料筒中进行共混后， 自挤出口模挤出料条； 料条经过水冷后， 再 经过切粒机切粒， 得到颗粒状的改性聚丙烯材料）；

上述双螺杆挤出机的两个螺杆是同向转动的， 螺杆的转速为 250rpm (转 / 分钟）。 上述双螺杆挤出机的料筒自进料口至挤出口模 之间的部分依次为第 I 区、第 II区、第 III区和第 IV区， 第 I区的温度为 175'C， 第 II区的温度为 190°C， 第 III区的温度为 200°C， 第 IV区的温度为 200 °C， 挤出口模的温度为 21CTC：。 第 III区的螺杆上具有回流螺块。 双螺杆挤出机料筒内的真空度为 0. 04MPa。

(2) 制造改性聚丙烯电缆导管： 将步骤 （1 ) 制得的颗粒状改性聚丙烯材 料自进料口加入到挤出成型机中， 经挤出成型机的料筒压缩、 均化后， 自成型 口模挤出成型（成型口模具有环形的出料口） ； 然后经真空定径、 冷却及牵引等 操作， 得到改性聚丙烯电缆导管。 然后可在改性聚丙烯电缆导管上喷印标识， 并进行切割和包装。

挤出成型机的螺杆自进料口至成型口模之间的 部分依次为螺杆输送段、 螺 杆压缩段和螺杆均化段， 螺杆输送段的温度为 170°C， 螺杆压缩段的温度为 190 'C，螺杆均化段的温度为 200Ό，成型口模的温度为 210Ό ;螺杆的转速为 400rpm (转 /分钟）。 挤出成型机料筒内的真空度为 0. 04MPa。 实施例 4

本实施例的改性聚丙烯电缆导管由改性聚丙烯 材料制成； 按重量计， 所述 改性聚丙烯材料的组成为聚丙烯 85份、 三元乙丙橡胶 15份、 聚四氟乙烯 1份、 硬脂酸钙 1份、 抗氧剂 1份（其中抗氧剂 1010 0. 5份， 抗氧剂 168 0. 5份）、 颜料 0. 1份。

上述改性聚丙烯电缆导管的制造方法包括下述 步骤：

( 1 ) 制备改性聚丙烯材料： 按重量计， 取聚丙烯 85份 （聚丙烯的熔体流 动速度为 0. 6克 /10分钟）、 三元乙丙橡胶 15份 （三元乙丙橡胶的门尼粘度为 60)、聚四氟乙烯 1份、硬脂酸钙 1份、抗氧剂 1份（其中抗氧剂 1010 0. 5份， 抗氧剂 168 0. 5份)、 颜料 0. 1份； 然后将聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和 颜料装入塑料袋中进行初步混合（将聚四氟乙 烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料装 入塑料袋中并密封袋口后， 手拿塑料袋摇动 5分钟） ， 得到初步混合料； 然后 将初步混合料、 聚丙烯和三元乙丙橡胶一起加入到高速混合机 中， 利用搅拌器 搅拌 11分钟， 搅泮器的转速为 400rpm (转 /分钟） ， 使聚丙烯、 三元乙丙橡胶、 聚四氟乙烯、 硬脂酸钙、 抗氧剂和颜料混合均匀， 得到整体混合料； 然后将整 体混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出 ， 再进行造粒， 得到颗粒状的改 性聚丙烯材料 （可将整体混合料自双螺杆挤出机的进料口加 入到双螺杆挤出机 中， 在料筒中进行共混后， 自挤出口模挤出料条； 料条经过水冷后， 再经过切 粒机切粒， 得到颗粒状的改性聚丙烯材料)；

上述双螺杆挤出机的两个螺杆是同向转动的， 螺杆的转速为 280rpm (转 / 分钟）。 上述双螺杆挤出机的料筒自进料口至挤出口模 之间的部分依次为第 I 区、第 II区、第 III区和第 IV区， 第 I区的温度为 180°C， 第 II区的温度为 190°C， 第 III区的温度为 210'C， 第 IV区的温度为 210°C， 挤出口模的温度为 210t：。 第 III区的螺杆上具有回流螺块。 双螺杆挤出机料筒内的真空度为 0. 06MPa _o

( 2) 制造改性聚丙烯电缆导管： 将步骤 （1 ) 制得的颗粒状改性聚丙烯材 料自进料口加入到挤出成型机中， 经挤出成型机的料筒压缩、 均化后， 自成型 口模挤出成型（成型口模具有环形的出料口） ； 然后经真空定径、 冷却及牵引等 操作， 得到改性聚丙烯电缆导管。 然后可在改性聚丙烯电缆导管上喷印标识， 并进行切割和包装。

挤出成型机的螺杆自进料口至成型口模之间的 部分依次为螺杆输送段、 螺 杆压缩段和螺杆均化段， 螺杆输送段的温度为 180°C， 螺杆压缩段的温度为 190 'C，螺杆均化段的温度为 210°C，成型口模的温度为 210Ό ;螺杆的转速为 400rpm (转 /分钟）。 挤出成型机料筒内的真空度为 0. 06MPa。