一种耐热阻燃抗冲击CPVC电缆保护管材及其制备方法与流程

本发明属于高分子管材，具体涉及一种耐热阻燃抗冲击cpvc电缆保护管材及其制备方法。

背景技术：

1、氯化聚氯乙烯，简称cpvc，是由pvc后氯化得到的热塑性树脂。与普通pvc相比，cpvc通常具有较高的耐热性、阻燃性和耐化学性，适用于管材、消防喷淋管、工业管道等场景。cpvc的维卡软化温度高于传统pvc，并具有自熄特征，因此被广泛用于电缆保护管等对耐热、阻燃和绝缘性有要求的领域。

2、公开号cn103012998a公开了一种电缆保护用氯化聚氯乙烯管道，其组分包括cpvc树脂、pvc树脂、耐热改性剂nr-188、钙锌稳定剂、填料、氯化聚乙烯、石蜡、硬脂酸和颜料，并采用普通cpvc管道生产线挤出成型。该方案提出在保证抗冲击韧性的同时提高维卡软化温度和散热性能。但该方案仍属于单层共混配方，未解决外层韧化组分降低整体耐热性、内层刚性填料降低整体抗冲击性的结构性矛盾。

3、cpvc管材的技术矛盾主要在于：提高耐热性通常需要提高cpvc含量、加入刚性无机相或提高体系玻璃化温度，但这些措施容易提高熔体黏度并降低冲击韧性；提高抗冲击性通常需要加入橡胶相、增塑剂或韧性改性剂，但这些组分又可能降低维卡软化温度、热变形稳定性和阻燃性。现有公开技术多从单一配方中寻求平衡，难以同时满足电缆保护管对外部落锤冲击、内部热稳定、阻燃和长期服役尺寸稳定性的要求。

4、综上所述，亟需一种cpvc电缆保护管材及其制备方法，使管材在保持较高维卡软化温度和阻燃性的同时，解决耐热性与抗冲击性之间难以兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种耐热阻燃抗冲击cpvc电缆保护管材及其制备方法，采用外层韧化、内层耐热增强、梯度过渡层相容连接的多层共挤结构。

2、其具体技术方案如下：

3、一种耐热阻燃抗冲击cpvc电缆保护管材的制备方法，如下：

4、s1：原料预处理。

5、s11：将cpvc树脂进行干燥处理，得到干燥处理后的cpvc树脂。

6、s12：将纳米二氧化硅进行干燥处理，然后喷涂硅烷偶联剂乙醇溶液进行改性处理，升温搅拌，冷却至室温，得到改性纳米二氧化硅。

7、s13：将碳化硅晶须进行干燥处理，然后喷涂硅烷偶联剂乙醇溶液进行改性处理，升温搅拌，冷却至室温，得到改性碳化硅晶须。

8、s14：将丙烯酸酯弹性体微球进行干燥处理，然后喷涂硅烷偶联剂乙醇溶液进行改性处理，升温搅拌，冷却至室温，得到预处理丙烯酸酯弹性体微球。

9、s2：外层材料制备，将s11干燥处理后的cpvc树脂、acr改性剂、s14制备的预处理丙烯酸酯弹性体微球混合，低速搅拌，然后加入聚酯型增塑剂、二甲基氧化锡、硬脂酸，高速搅拌，冷却至室温，得到外层混配料。

10、s3：内层材料制备，将一半s11干燥处理后的cpvc树脂、s12制备的改性纳米二氧化硅、s13制备的改性碳化硅晶须混合，低速搅拌，然后加入剩余的干燥处理后的cpvc树脂、二甲基氧化锡、润滑剂，继续搅拌，再加入acr加工助剂，高速搅拌，冷却至室温，得到内层混配料。

11、s4：梯度过渡层材料制备，将s2制备的外层混配料与s3制备的内层混配料混合，然后加入马来酸酐接枝氯化聚烯烃，高速搅拌，冷却，得到梯度过渡层混配料。

12、s5：多层共挤，将s2制备的外层混配料、s3制备的内层混配料、s4制备的梯度过渡层混配料分别加入到不同的挤出机中，共挤复合，分段冷却，牵引，切割，得到耐热阻燃抗冲击cpvc电缆保护管材。

13、进一步地，s11所述的干燥处理，其使水分≤0.3%，其参数设置：温度80～100℃，时长2～4h。

14、s12所述的升温搅拌，其参数设置：温度100～120℃，转速800～1200rpm，时长15～30min。

15、s12所述的改性纳米二氧化硅，按重量份计，以100份纳米二氧化硅为基准，硅烷偶联剂1～5份，其中，硅烷偶联剂为kh-550。

16、s13所述的升温搅拌，其参数设置：温度80～110℃，转速800～1200rpm，时长10～20min。

17、s13所述的改性碳化硅晶须，按重量份计，以100份碳化硅晶须为基准，硅烷偶联剂0.5～3份，其中，硅烷偶联剂为kh-550。

18、s14所述的干燥处理，其参数设置：温度60～80℃，时长2～4h。

19、s14所述的升温搅拌，其参数设置：温度80～90℃，转速800～1200rpm，时长10～20min。

20、s14所述的预处理丙烯酸酯弹性体微球，按重量份计，以100份丙烯酸酯弹性体微球为基准，硅烷偶联剂0.5～3份，其中，硅烷偶联剂为kh-550。

21、进一步地，s2所述的低速搅拌，其参数设置：转速300～500rpm，时长3～5min。

22、s2所述的高速搅拌，其参数设置：温度80～110℃，转速800～1200rpm，时长10～30min。

23、s2所述的外层混配料，按重量份计，以100份干燥处理后的cpvc树脂为基准，其他原材料组成配比如下：acr改性剂5～15份，预处理丙烯酸酯弹性体微球3～10份，聚酯型增塑剂3～10份，二甲基氧化锡2～5份，硬脂酸1～4份。

24、进一步地，s3所述的低速搅拌，其参数设置：转速300～500rpm，时长3～5min。

25、s3所述的高速搅拌，其参数设置：转速800～1200rpm，时长15～25min，温度90～110℃。

26、s3所述的内层混配料，按重量份计，以100份干燥处理后的cpvc树脂为基准，其他原材料组成配比如下：改性纳米二氧化硅3～12份、改性碳化硅晶须2～8份，二甲基氧化锡2～5份，acr加工助剂1～6份，硬脂酸1～4份。

27、进一步地，s4所述的高速搅拌，其参数设置：转速800～1200rpm，时长10～20min，温度80～120℃。

28、s4所述的梯度过渡层混配料，其中，内层混配料与外层混配料的质量比为（3～7）:（7～3），马来酸酐接枝氯化聚烯烃的添加量为内层混配料与外层混配料总质量的1%～5%。

29、进一步地，s5所述的共挤复合，其参数设置：内层加料段温度160～170℃，压缩段175～185℃，均化段180～190℃，过渡层加料段温度165～175℃，压缩段180～190℃，均化段185～195℃，外层加料段温度155～165℃，压缩段170～180℃，均化段175～185℃，共挤模头温度180～200℃。

30、s5所述的分段冷却，其参数设置：第一段水温25～30℃，第二段水温20～25℃，第三段水温15～20℃。

31、s5所述的耐热阻燃抗冲击cpvc电缆保护管材，其内层、过渡层和外层的壁厚比为（20～30）:（10～20）:（50～70）。

32、相比较现有技术，本发明具有以下有益效果：

33、1.本发明通过外层中acr抗冲改性剂和聚酯型增塑剂主要分布于管壁外侧，能够吸收落锤冲击能量，减少外冲击开裂，同时避免韧化组分在整个管壁中过量分散而降低整体耐热性。

34、2.本发明通过碳化硅晶须提高热稳定性，通过经表面处理的弹性体微球吸收冲击能量。