一种高强度抗变形的MPP电力电缆管材及其制备方法与流程

本发明属于改性聚丙烯组合物及塑料管材共挤成型，具体涉及一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材及其制备方法。

背景技术：

1、改性聚丙烯电力电缆管材通常以聚丙烯为连续相，通过共聚、弹性体增韧、无机填充或晶型调控提高冲击强度、环刚度和耐热性。非开挖拖拉或顶管施工时，管材同时承受轴向牵引、弯曲、局部刮擦和土体挤压；敷设于重载路面下时，还受到车辆循环荷载和长期径向压缩。因此，单纯提高刚度容易导致低温脆裂，单纯提高韧性又会降低环刚度、热变形温度和抗蠕变能力，强度与韧性的平衡是该类管材的主要技术问题。

2、公开号cn107540930a公开了一种mpp电力电缆保护管，其改性聚丙烯含65%～80%聚丙烯、15%～25%聚烯烃弹性体、3%～10%纳米复合粒子和0.1%～2%β晶型成核剂。该方案通过弹性体、无机粒子和β晶协同增韧并提高环刚度，但其为均质配方；较高弹性体含量会降低连续相模量和长期抗蠕变能力，无机粒子分散不均时还可能形成局部应力集中。

3、公告号cn1263791c公开了一种聚烯烃多层管，至少一层为β成核化丙烯聚合物，并公开了外层和内层为β成核聚丙烯、中间层为回收聚丙烯、高刚性聚丙烯、α成核聚丙烯或填充聚丙烯的三层结构。该方案证明β晶层可改善低温冲击，但未公开外层α晶、过渡层α/β混晶、内层β晶的连续径向晶型梯度。

4、综上所述，亟需一种既能保证高强度又能兼具优异韧性的mpp电力电缆管材及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材及其制备方法，旨在通过三层复合结构设计、各层差异化晶型调控以及梯级温控冷却工艺的协同作用，实现了管材强度与韧性的优异平衡。

2、其具体技术方案如下：

3、一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，如下：

4、s1：原料准备。

5、s11：将聚丙烯进行干燥处理，使得其水分含量≤0.05%，得到预干燥聚丙烯。

6、s12：将s11制备的预干燥聚丙烯与α晶型诱导组分、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂混合，搅拌，得到外层料。

7、s13：将s11制备的预干燥聚丙烯与β晶型诱导组分、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂混合，搅拌，得到内层料。

8、s14：将s11制备的预干燥聚丙烯与α晶型诱导组分、β晶型诱导组分、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂混合，搅拌，得到中间层料。

9、s2：三层共挤，将s12制备的外层料、s13制备的内层料、s14制备的中间层料分别装入三台挤出机，熔融塑化，通过三层共挤螺旋模头挤出，得到三层复合管材。

10、s3：梯度冷却，将s2制备的三层复合管材进行第一冷却段冷却，然后进行第二冷却段冷却，最后进行第三冷却段冷却，得到成型管材。

11、s4：后处理，将s3制备的成型管材进行退火处理，冷却，得到高强度抗变形mpp电力电缆管材。

12、进一步地，s11所述的干燥处理，其参数设置：温度80～100℃。

13、s12所述的α晶型诱导组分，为2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基磷酸)碱式铝中的一种。

14、s12所述的抗氧剂，为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂之间的质量比为1.5:1～2:1。

15、s12所述的润滑剂，为硬脂酸钙、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的一种或多种。

16、s12所述的光稳定剂，为光稳定剂770、光稳定剂622、光稳定剂944中的一种。

17、s12所述的搅拌，其参数设置：转速500～1500rpm，时长5～15min。

18、s12所述的外层料，以100份聚丙烯为基准，各原材料组成配比如下：0.08～0.22份α晶型诱导组分、0.2～0.5份抗氧剂、0.12～0.25份润滑剂、0.10～0.30份光稳定剂。

19、s13所述的β晶型诱导组分，为2,6-苯二甲酸环己酰胺、n,n'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺中的一种。

20、s13所述的内层料，以100份聚丙烯为基准，各原材料组成配比如下：0.06～0.16份β晶型诱导组分、0.2～0.5份抗氧剂、0.12～0.25份润滑剂、0.10～0.30份光稳定剂。

21、s14所述的中间层料，以100份聚丙烯为基准，各原材料组成配比如下：0.03～0.08份α晶型诱导组分、0.03～0.08份β晶型诱导组分、0.2～0.5份抗氧剂、0.12～0.25份润滑剂、0.10～0.30份光稳定剂。

22、进一步地，s2所述的熔融塑化，其参数设置：加料段温度180～200℃、压缩段温度200～215℃、计量段温度215～230℃，机头温度190～220℃。

23、s2所述的挤出，其参数设置：牵引速度1～5m/min。

24、s2所述的三层复合管材，其管材总壁厚为10～18mm，其中，外层、中间层和内层的厚度比为（40～50）:（15～25）:（30～40）。

25、进一步地，s3所述的第一冷却段冷却，采用先喷淋后浸泡方式，其参数设置：喷淋温度40～60℃，喷淋时长15～45s，浸泡温度40～60℃，浸泡时长30～90s。

26、s3所述的第二冷却段冷却，采用喷淋方式，其参数设置：喷淋温度25～40℃，喷淋时长60～180s。

27、s3所述的第三冷却段冷却，采用喷淋方式，其参数设置：喷淋温度10～25℃，喷淋时长60～180s。

28、进一步地，s4所述的退火处理，其参数设置：升温速率5～10℃/min，温度110～130℃，保温时长40～60min。

29、相比较现有技术，本发明具有以下有益效果：

30、1.本发明通过三层结构梯度功能设计，解决了单一材料难以兼顾强度与韧性的技术难题。

31、2.本发明通过三个冷却段的梯度温度控制，实现了对各层晶型结构的调控，确保了各层性能的发挥。

1.一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材，其特征在于：

6.权利要求1-5任一项所述一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求6所述的一种高强度抗变形的mpp电力电缆管材的制备方法，其特征在于：