一种高力学改性CPVC电缆保护管的制作方法
本发明涉及电缆保护管，具体为一种高力学改性cpvc电缆保护管。
背景技术：
1、cpvc电缆保护管是由氯化聚氯乙烯树脂经加工制得的管材，具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性、绝缘性及阻燃自熄性，广泛用于电力电缆和通信线缆的敷设保护。随着城市电网改造和基础设施建设的推进，电缆保护管常需敷设于复杂地质环境或承受较大外部载荷的场合，这对管材的力学性能提出了更高要求。通过配方改性和加工工艺优化提升cpvc管材的力学性能，尤其是抗冲击性和刚性，是当前电缆保护管领域的重要研究方向。
2、现有cpvc电缆保护管在提升力学性能时，常通过分别添加弹性体或刚性填料的方式进行改性，但弹性体在增韧的同时往往会降低管材的刚性和耐热性，而刚性填料在增强的同时则容易导致材料脆性增大、加工流动性变差，二者简单共混难以实现优势互补，如何在保证高刚性和耐热性的前提下，有效提升管材的韧性，实现高强度与高抗冲击性的兼顾，是现有技术面临的主要问题。基于此，本发明提供了一种高力学改性cpvc电缆保护管及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高力学改性cpvc电缆保护管，解决了现有技术中弹性体增韧与刚性填料增强简单共混难以实现优势互补的问题，实现了高刚性和高韧性同时兼顾的目的。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高力学改性cpvc电缆保护管，包括以下重量份原料：100份cpvc树脂、1-1.6份助剂、3-4份添加剂、1.5-2.2份稳定剂、0.15-0.35份铝镁水滑石、0.35-0.55份润滑剂、0.1-0.2份硬脂酸钙、0.2-0.3份氧化聚乙烯蜡、0.15-0.35份抗氧剂、0.2-0.5份金红石型钛白粉和0.08-0.1份颜料；
3、所述添加剂由以下方法制得：
4、s1：材料预处理，材料选用针状硅灰石、纳米勃姆石、cpe-g-gma，对原料进行预处理，待用；
5、s2：共混处理，预处理后的各原料进行共混处理，制得添加剂。
6、优选的，所述材料预处理的方法为：针状硅灰石于105-110℃的条件下干燥处理3-3.5h，纳米勃姆石于110-115℃的条件下干燥处理3-3.5h，cpe-g-gma于55-65℃的条件下干燥处理1-2h，完成各原料的预处理，得到干燥后的针状硅灰石、纳米勃姆石、cpe-g-gma。
7、优选的，所述共混处理的方法为：称取干燥后的硅灰石和纳米勃姆石，在低速混合机中，设定60-150rpm，进行混合处理10-20min，得到预混料，干燥后的cpe-g-gma由主喂料口喂入双螺杆挤出机，之后将预混料通过侧喂料口喂入，挤出后热切成0.5-1.5mm的微粒，制得添加剂。
8、优选的，干燥后的硅灰石、纳米勃姆石和cpe-g-gma的质量比为4-4.5：1：1.2-1.3。
9、优选的，所述共混处理中，设定加料段温度为110-115℃，输送段温度为120-125℃，第一混炼段温度为140-145℃，第二混炼段温度为150-155℃，均化段温度为155-160℃，机头温度为150-155℃。
10、优选的，所述助剂的组分含量为：0.2-0.6%甲基丙烯酸、1.5-4%丙烯酸正丁酯、4-8%丙烯酸乙酯，余量由甲基丙烯酸甲酯补充至100%。
11、优选的，所述cpe-g-gma的cpe含氯量为32-38%，gma有效接枝率为0.8-1.5%。
12、优选的，所述cpvc树脂的氯含量为67-68.5%，原始pvc聚合度为700-900。
13、优选的，所述稳定剂选用甲基锡硫醇盐，所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯，所述抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010按质量比1：0.5混合制得。
14、优选的，高力学改性cpvc电缆保护管的制备方法包括以下步骤：称取cpvc树脂、助剂、铝镁水滑石和抗氧剂依次设定40-60rpm搅拌处理4-8min，之后设定200-300rpm搅拌处理8-12min，控制料温40-50℃，加入稳定剂，继续设定200-300rpm混合8-12min，料温60-70℃时加入添加剂、金红石型钛白粉和颜料，设定250-350rpm混合处理12-18min，料温75-85℃时加入润滑剂，设定250-350rpm混合处理12-18min，料温95-100℃时加入硬脂酸钙和氧化聚乙烯蜡，于108-112℃，设定120-180rpm进行热混处理6-10min，排料后转入混料机，于常温继续设定120-180rpm搅拌处理10-20min，搅拌后密闭熟化6-12h，所得产物转入双螺杆挤出机，设定螺杆转速15-25rpm，加料段温度160-168℃，压缩段温度168-176℃，塑化段温度176-184℃，计量段温度182-190℃，连接体温度186-192℃，口模温度188-194℃，之后采用两段式冷却定径，第一段定径水温为28-32℃，第二段为20-25℃，制得高力学改性cpvc电缆保护管。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16、1、本发明中，添加剂由针状硅灰石、纳米勃姆石与cpe-g-gma经共混挤出预先制成有机-无机复合微粒，再添加到cpvc基体中，该复合微粒中cpe-g-gma弹性体相可在材料受外力冲击时形成应力集中点，通过弹性形变吸收和耗散冲击能量，提升管材的韧性，针状硅灰石的纤维状结构可在基体中形成微骨架，承担载荷并提高抗变形能力，纳米勃姆石的纳米填充效应可增强基体的致密性，三者协同使管材在保持良好刚性的同时显著提高抗冲击性能，解决了现有技术中弹性体增韧与刚性填料增强简单共混难以实现优势互补的问题，实现了高刚性和高韧性同时兼顾的目的。
17、2、本发明中，助剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物，与cpe-g-gma有良好的相容性，其引入有助于促进添加剂在cpvc基体中的均匀分散，优化有机相与无机相之间的界面状态，减少应力传递过程中的能量损耗，使添加剂中有机-无机各组分的增韧增强效果得到更充分发挥。
18、3、本发明中，管材制备采用分段控温投料工艺，低温阶段先完成cpvc树脂与助剂、稳定剂的充分混合，避免局部过热导致树脂提前分解，高温阶段逐步加入添加剂、润滑剂和加工助剂，使各组分在不同温度窗口完成分散和塑化，配合两段式冷却定径工艺，管材内外冷却均匀、尺寸精度高，工艺可控性强，适合工业化连续生产。
1.一种高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于：包括以下重量份原料：100份cpvc树脂、1-1.6份助剂、3-4份添加剂、1.5-2.2份稳定剂、0.15-0.35份铝镁水滑石、0.35-0.55份润滑剂、0.1-0.2份硬脂酸钙、0.2-0.3份氧化聚乙烯蜡、0.15-0.35份抗氧剂、0.2-0.5份金红石型钛白粉和0.08-0.1份颜料；
2.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述材料预处理的方法为：针状硅灰石于105-110℃的条件下干燥处理，纳米勃姆石于110-115℃的条件下干燥处理，cpe-g-gma于55-65℃的条件下干燥处理，完成各原料的预处理，得到干燥后的针状硅灰石、纳米勃姆石、cpe-g-gma。
3.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述共混处理的方法为：称取干燥后的硅灰石和纳米勃姆石，在低速混合机中进行混合处理，得到预混料，干燥后的cpe-g-gma由主喂料口喂入双螺杆挤出机，之后将预混料通过侧喂料口喂入，挤出后热切成0.5-1.5mm的微粒，制得添加剂。
4.根据权利要求2所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，干燥后的硅灰石、纳米勃姆石和cpe-g-gma的质量比为4-4.5：1：1.2-1.3。
5.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述共混处理中，设定加料段温度为110-115℃，输送段温度为120-125℃，第一混炼段温度为140-145℃，第二混炼段温度为150-155℃，均化段温度为155-160℃，机头温度为150-155℃。
6.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述助剂的组分含量为：0.2-0.6%甲基丙烯酸、1.5-4%丙烯酸正丁酯、4-8%丙烯酸乙酯，余量由甲基丙烯酸甲酯补充至100%。
7.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述cpe-g-gma的cpe含氯量为32-38%，gma有效接枝率为0.8-1.5%。
8.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述cpvc树脂的氯含量为67-68.5%，原始pvc聚合度为700-900。
9.根据权利要求1所述的高力学改性cpvc电缆保护管，其特征在于，所述稳定剂选用甲基锡硫醇盐，所述润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯，所述抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010制得。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高力学改性cpvc电缆保护管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取cpvc树脂、助剂、铝镁水滑石和抗氧剂依次进行低速和高速混合处理，控制料温40-50℃，加入稳定剂，继续高速混合，料温60-70℃时加入添加剂、金红石型钛白粉和颜料，继续高速混合，料温75-85℃时加入润滑剂，继续高速混合，料温95-100℃时加入硬脂酸钙和氧化聚乙烯蜡，于108-112℃进行热混处理，排料后转入混料机，于常温继续搅拌处理，搅拌后密闭熟化6-12h，所得产物转入双螺杆挤出机，加料段温度160-168℃，压缩段温度168-176℃，塑化段温度176-184℃，计量段温度182-190℃，连接体温度186-192℃，口模温度188-194℃，之后采用两段式冷却定径，第一段定径水温为28-32℃，第二段为20-25℃，制得高力学改性cpvc电缆保护管。