一种耐磨高阻隔CPVC电缆保护管及其制备方法与流程

本发明涉及cpvc电缆保护管，具体为一种耐磨高阻隔cpvc电缆保护管及其制备方法。

背景技术：

1、cpvc（氯化聚氯乙烯）电缆保护管因其具有耐腐蚀、耐高温、绝缘性能优良等特点，广泛应用于电力、通信等领域，用于保护电缆免受外界机械损伤、化学腐蚀及环境因素影响，保障电缆的安全稳定运行。随着电力、通信行业的快速发展，电缆敷设环境日益复杂，如地下潮湿环境、土壤摩擦强烈区域、化工污染区域等，对cpvc电缆保护管的耐磨性能和阻隔性能提出了更高的要求。

2、现有技术中，为提升cpvc电缆保护管的耐磨性能，通常会添加单一的耐磨填料，但单一填料的增强效果有限，难以满足复杂工况下的耐磨需求；为提升阻隔性能，多采用添加evoh（乙烯-乙烯醇共聚物）等阻隔树脂，但单一阻隔树脂的分散性较差，阻隔效果提升不明显，且容易与cpvc基体相容性不佳，影响管材的整体力学性能。

3、同时，现有技术中很少采用复合填料协同提升耐磨和阻隔性能，且未将特定配比的复合填料与改性硼化钛结合使用，导致cpvc电缆保护管的耐磨、阻隔性能难以兼顾，存在耐磨性能不足、水汽和氧气易渗透、使用寿命短等问题，无法满足高端电缆敷设的使用需求。

4、因此，为了解决上述问题，提出了一种采用新型复合填料协同作用、公开充分、耐磨和阻隔性能优异的cpvc电缆保护管。

技术实现思路

1、针对现有技术中cpvc电缆保护管耐磨性能不足、阻隔效果差、填料搭配不合理的缺陷，本发明提供一种耐磨高阻隔cpvc电缆保护管及其制备方法，显著提升管材的耐磨和阻隔性能，同时保证管材的力学性能和加工性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的技术方案是：

4、一种耐磨高阻隔cpvc电缆保护管，由以下重量份的原料制备而成：cpvc树脂70-85份、pvc树脂15-25份、改性硼化钛3-6份、铸石粉3-5份、聚四氟乙烯微粉2-3份、evoh（乙烯-乙烯醇共聚物）3-5份、耐磨增强复合填料2-4份、阻隔增效复合填料1-3份、钙锌复合稳定剂3-5份、acr-401加工助剂2-4份、cpe抗冲改性剂3-5份、乙撑双硬脂酰胺0.8-1.5份、抗氧化剂0.3-0.8份。

5、进一步地，所述cpvc树脂的含氯量为67-70%，选用该含氯量的cpvc树脂，可保证管材的耐高温、耐腐蚀性能，同时提升与其他原料的相容性，便于加工成型。

6、进一步地，所述改性硼化钛为经硅烷偶联剂kh-560改性的硼化钛，粒径为30-80nm；其改性工艺为：将硼化钛粉末与硅烷偶联剂kh-560按重量比100:3-5混合，加入无水乙醇超声分散30-40min，烘干后粉碎即得。改性后的硼化钛可显著提升与cpvc基体的相容性，增强管材的耐磨性能和力学强度，避免未改性硼化钛分散不均导致的性能缺陷。

7、进一步地，所述耐磨增强复合填料为两组分复合而成，其组分重量比为高岭土:纳米氧化锌=4:1，粒径为50-100nm；其制备方法为：按重量比4:1称取高岭土和纳米氧化锌，加入适量去离子水，搅拌分散1-1.5h，再加入高岭土与纳米氧化锌总重量2-3%的硅烷偶联剂kh-570，继续搅拌30-40min，然后升温至80-90℃烘干，粉碎后过200目筛，即得所述耐磨增强复合填料。高岭土具有良好的耐磨性和分散性，纳米氧化锌具有优异的增强、抗菌性能，二者按4:1配比复合并经硅烷偶联剂改性后，可协同提升管材的耐磨性能，同时改善填料与cpvc基体的相容性，避免单一填料增强效果有限的问题。

8、进一步地，所述阻隔增效复合填料为两组分复合而成，其组分重量比为膨润土:石英粉=3:1，粒径为80-120nm；其制备方法为：按重量比3:1称取膨润土和石英粉，加入适量无水乙醇，超声分散20-30min，再加入膨润土与石英粉总重量1-2%的硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀后，在90-100℃下烘干，粉碎后过180目筛，即得所述阻隔增效复合填料。膨润土具有层状结构，可有效阻挡水汽、氧气的渗透，石英粉具有良好的稳定性和分散性，二者按3:1配比复合并经改性后，可形成协同阻隔效应，显著提升管材的阻隔性能，同时增强管材的尺寸稳定性。

9、进一步地，所述铸石粉的目数为400-600目，所述聚四氟乙烯微粉的粒径为1-5μm；铸石粉可进一步提升管材的耐磨性能，聚四氟乙烯微粉可改善管材的表面光滑度，减少摩擦阻力，同时辅助提升耐磨性能。

10、进一步地，所述evoh的乙烯含量为32-38mol%，该乙烯含量的evoh具有优异的阻隔性能，且与cpvc树脂的相容性较好，可协同阻隔增效复合填料提升管材的整体阻隔效果。

11、进一步地，所述钙锌复合稳定剂由硬脂酸钙和硬脂酸锌按重量比2:1混合而成，无毒性、环保，可有效抑制cpvc树脂在加工过程中的热降解，保证管材的加工性能和使用寿命。

12、进一步地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂1010与亚磷酸酯类抗氧化剂168按重量比1:1混合而成，可协同发挥抗氧化作用，抑制管材在使用过程中的氧化老化，延长管材的使用寿命。

13、进一步地，所述acr-401加工助剂可改善cpvc树脂的加工流动性，便于挤出成型；cpe抗冲改性剂可提升管材的抗冲击性能，避免管材脆性断裂；乙撑双硬脂酰胺可作为润滑剂，改善加工过程中的摩擦阻力，同时提升管材的表面光泽度。

14、本发明还提供一种上述耐磨高阻隔cpvc电缆保护管的制备方法，包括以下步骤：

15、s1原料预处理：将耐磨增强复合填料、阻隔增效复合填料、改性硼化钛分别放入105-110℃烘箱中干燥2-3h，去除水分；将改性硼化钛、铸石粉、聚四氟乙烯微粉、耐磨增强复合填料、阻隔增效复合填料混合均匀，得到复合耐磨阻隔填料，备用；

16、s2混合混炼：按重量份称取cpvc树脂、pvc树脂、复合耐磨阻隔填料、evoh、钙锌复合稳定剂、acr-401加工助剂、cpe抗冲改性剂、乙撑双硬脂酰胺、抗氧化剂，先放入高速混合机中，在80-90℃、转速800-1000r/min条件下预混10-15min，再升温至110-120℃、转速1200-1400r/min条件下混炼8-12min，得到均匀的混合料；

17、s3挤出成型：将s2得到的混合料送入双螺杆挤出机中，设定挤出机各段温度为：加料段170-180℃、压缩段185-195℃、均化段195-210℃、口模200-205℃，螺杆转速为150-200r/min，经挤出、定径、冷却、牵引、切割，得到耐磨高阻隔cpvc电缆保护管；

18、s4后处理：将切割后的电缆保护管放入常温水中冷却20-30min，晾干后进行检验、包装，即得成品。

19、进一步地，s2中高速混合机的预混时间为12-13min，混炼时间为9-11min，可保证各原料充分混合均匀，避免局部原料聚集导致的性能不均。

20、进一步地，s3中双螺杆挤出机的螺杆转速为160-180r/min，冷却采用分段冷却，先采用60-70℃温水冷却10-15min，再采用常温冷却10-15min，可避免管材因冷却速度过快产生内应力，导致管材开裂、变形，保证管材的尺寸稳定性和力学性能。

21、本技术方案的有益效果是：

22、（1）本发明采用cpvc树脂复配pvc树脂作为基体主材，合理适配两类树脂自身聚合结构特性，能够相互弥补单一树脂成型加工缺陷与本体力学短板，协同构建均匀致密的连续相基体骨架，保障管材整体成型稳定性与基础结构强度。同时体系中复配引入改性硼化钛、铸石粉与聚四氟乙烯微粉复配耐磨功能组分，各类无机耐磨填料经专用硅烷偶联剂表面活化改性后，可与树脂基体实现界面紧密结合，均匀分散镶嵌在高分子网络结构内部，有效优化管材表层摩擦接触结构，弱化外力往复摩擦带来的结构剥离损耗，依托多类耐磨功能成分协同配位，从基体内部强化管材本体耐磨抗刮服役基础，适配户外复杂敷设工况的长期摩擦使用需求。

23、（2）本发明针对性复配专属阻隔功能配伍体系，采用evoh阻隔树脂搭配膨润土、石英粉复合而成的阻隔增效复合填料协同使用，功能性片状、粉体填料可在树脂基体内部交错堆叠排布，形成多层曲折阻隔渗透路径，有效延长水汽、氧气等小分子介质在管材壁厚内部的渗透迁移行程。填料与高分子相间结合紧密无疏松孔隙缺陷，可杜绝介质沿界面缝隙快速穿透的问题，依托专属组分配伍优势稳定优化管材整体密闭阻隔屏障结构，长效隔绝外界潮湿水汽、腐蚀性微量气体侵入管内，适配地下深埋、潮湿巷道等严苛敷设环境，全方位防护内部电力通信线缆不受介质侵蚀老化损伤。

24、（3）本发明整体配方组分搭配科学合理，各类功能填料、加工助剂与耐热抗氧辅料适配配伍，不额外引入杂质性有害组分，各类原料之间相容性优异，不会出现团聚析出、分层脱层等不良现象。配套复配的专用加工助剂、热稳定组分可适配基体树脂熔融流变特性，保障全体系物料混炼均匀、挤出成型顺畅，兼顾管材成品外观规整度与内部结构密实度。同时多元功能组分协同配位，同步兼顾管材耐磨、高阻隔、力学承载与长效耐老化综合服役性能，组分适配性强、适配规模化量产加工，整体技术配伍方案实用性高，适配全场景电力通信电缆防护管道常态化推广应用。