本發明涉及電力材料技術領域，具體涉及一種阻燃耐候高強電力穿線管材及其制備方法。
背景技術：
電線埋墻必需穿線管，因為再好的電路質量，也難保以后會出現故障，需要更換線路，這個時候，埋墻的電線能夠方便的拽出更換就顯得非常重要，所以在電改施工中要避免造成日后無法拽動的"死線"。
現今的埋地式電線電纜穿線管大都為聚氯乙烯管(主要原料為聚氯乙烯，使用含鉛鎘穩定劑，再加入其他必要的添加劑，經擠出加工而成。管材一般為橘紅色，最大規格尺寸為φ219×9.5mm，管材長度一般為6m。主要原料為聚氯乙烯樹脂，管材加工難度大，管材的抗沖擊強度低。由于含鉛鎘穩定劑，隨著社會的進步，人們的環保意識也得到加強，不含鉛鎘的無毒電線電纜穿線管已成為一種新趨勢。同時電線電纜穿線管還應滿足抗壓強度高、柔韌彎曲性能好、抗壓強度高、抗沖擊性能好、拉伸強度高、耐熱
溫度高和阻燃性能好、成形性佳等特點。因此，急需提供一種無毒、成形容易、耐熱溫度高、耐沖擊性能好、抗壓強度高、阻燃性好，各種性能均優良的電線電纜穿線管。
技術實現要素：
針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種阻燃耐候高強電力穿線管材，該穿線管材的撕裂強度、拉伸強度和斷裂延伸率指標優越，具有較強的耐老化、耐冷熱沖擊、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，無煙無刺激性氣味，使用壽命較長；同時本發明的制備方法，其原料組分安全可靠，對環境無害且成本較低、易于操作和實現工業化生產，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
本發明解決技術問題采用如下技術方案：
本發明提供了一種阻燃耐候高強電力穿線管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯樹脂55-65份、苯乙烯類熱塑性彈性體24-28份、潤滑劑1-3份、復配阻燃劑10-14份、偶聯劑4-6份、復合鋇鋅穩定劑3-5份、抗裂纖維8-10份、復配殺蟲防菌劑2-4份、填料6-8份、加工助劑7-11份、甲基丙烯酸甲酯12-16份。
優選地，所述阻燃耐候高強電力穿線管材包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯樹脂60份、苯乙烯類熱塑性彈性體26份、潤滑劑2份、復配阻燃劑12份、偶聯劑5份、復合鋇鋅穩定劑4份、抗裂纖維9份、復配殺蟲防菌劑3份、填料7份、加工助劑9份、甲基丙烯酸甲酯14份。
優選地，所述氯化聚氯乙烯樹脂的聚合度為680-720；
所述苯乙烯類熱塑性彈性體的分子量大于20萬。
優選地，所述潤滑劑為硬質酸鋅、硅酮粉、氧化聚乙烯蠟按照重量比2:1:2組成的混合物。
優選地，所述復配阻燃劑包括以下重量份的原料：氫氧化鎂4-6份、氫氧化鋁3-5份、磷酸一銨3-5份、硼酸1-3份；
所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種。
優選地，所述抗裂纖維為碳纖維和玻璃纖維按照重量比2:3組成的混合物，所述碳纖維和玻璃纖維的長度為2-4mm，直徑為0.1-0.3mm。
優選地，所述復配殺蟲防菌劑包括以下重量份的原料：除蟲聚酯1-2份、納米氧化鋅3-4份、納米氧化銅2-4份、納米氧化鈰1-2份。
優選地，所述填料為麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2組成的混合物，所述麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉的規格為過400目；
所述加工助劑為抗氧劑、增塑劑、抗靜電劑按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗氧劑為抗氧化劑1010、168、1024中的任意一種，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述抗靜電劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑。
本發明還提供一種阻燃耐候高強電力穿線管材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量各組分原料；
步驟二，將復配阻燃劑、偶聯劑、復配殺蟲防菌劑、填料放入混料機，攪拌15-25分鐘，攪拌轉速為150-250r/min，得到混合物a；
步驟三，打開攪拌機，預熱至75-85℃，加入氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體、潤滑劑、加工助劑，在攪拌轉速為300-500r/min下攪拌20-30分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯、復合鋇鋅穩定劑、抗裂纖維，再降到50-60℃，以攪拌轉速400-500r/min攪拌12-16分鐘，得到混合物b；
步驟四，將混合物b送入雙螺桿六段式擠出機擠出，料筒溫度設定如下：進料端溫度170-180℃、第二段溫度180-190℃、第三段溫度190-200℃、第四段溫度200-210℃、第五段溫度210-200℃、模頭溫度195℃，螺桿轉速為60-80r/min，用注射機將擠壓出的熔融體快速注入模具中，模具合模冷卻定型，開模后成品進入副模，在副模內通過切割機切邊即得發明的阻燃耐候高強電力穿線管材。
優選地，所述阻燃耐候高強電力穿線管材的制備步驟為：
步驟一，按要求稱量各組分原料；
步驟二，將復配阻燃劑、偶聯劑、復配殺蟲防菌劑、填料放入混料機，攪拌20分鐘，攪拌轉速為200r/min，得到混合物a；
步驟三，打開攪拌機，預熱至80℃，加入氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體、潤滑劑、加工助劑，在攪拌轉速為400r/min下攪拌25分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯、復合鋇鋅穩定劑、抗裂纖維，再降到55℃，以攪拌轉速450r/min攪拌14分鐘，得到混合物b；
步驟四，將混合物b送入雙螺桿六段式擠出機擠出，料筒溫度設定如下：進料端溫度175℃、第二段溫度185℃、第三段溫度195℃、第四段溫度205℃、第五段溫度205℃、模頭溫度195℃，螺桿轉速為70r/min，用注射機將擠壓出的熔融體快速注入模具中，模具合模冷卻定型，開模后成品進入副模，在副模內通過切割機切邊即得發明的阻燃耐候高強電力穿線管材。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材，以氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體為主體成分，通過合理的配方原料組份之間具備較好的協同作用，能夠達到較高的機械性能，并且制成穿線管后，其抗壓強度、拉伸強度、耐沖擊性、耐熱性、耐燃性等性能均能很好滿足相關的性能要求。
（2）本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材材料中不含有重金屬原料，對環境無污染，添加的復配殺蟲防菌劑主要為除蟲聚酯、納米氧化鋅、納米氧化銅、納米氧化鈰能有效殺菌除蟲，防止微生物或者螞蟻蚊蟲對于穿線管引起的損壞，大大提高了管材的使用壽命。
（3）本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材添加了阻燃劑主要為氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷酸一銨、硼酸，幾者配合使用使得材料的阻燃性能大大提高，同時燃燒時不會產生黑煙，安全環保。
（4）本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材添加的抗裂纖維為碳纖維和玻璃纖維，能防止管材可能出現的龜裂現象，有效提高了其耐溫度沖擊的性能；添加的增塑劑和潤滑劑使得材料具有足夠的韌性和光滑度，添加的抗氧化劑能大大提高管材的耐老化性能。
（5）本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材的撕裂強度、拉伸強度和斷裂延伸率指標優越，具有較強的耐老化、耐冷熱沖擊、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，無煙無刺激性氣味，使用壽命較長；同時本發明的制備方法，其原料組分安全可靠，對環境無害且成本較低、易于操作和實現工業化生產，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1.
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯樹脂55份、苯乙烯類熱塑性彈性體24份、潤滑劑1份、復配阻燃劑10份、偶聯劑4份、復合鋇鋅穩定劑3份、抗裂纖維8份、復配殺蟲防菌劑2份、填料6份、加工助劑7份、甲基丙烯酸甲酯12份。
本實施例中的氯化聚氯乙烯樹脂的聚合度為680；
本實施例中的苯乙烯類熱塑性彈性體的分子量大于20萬。
本實施例中的潤滑劑為硬質酸鋅、硅酮粉、氧化聚乙烯蠟按照重量比2:1:2組成的混合物。
本實施例中的復配阻燃劑包括以下重量份的原料：氫氧化鎂4份、氫氧化鋁3份、磷酸一銨3份、硼酸1份；
本實施例中的偶聯劑為硅烷偶聯劑。
本實施例中的抗裂纖維為碳纖維和玻璃纖維按照重量比2:3組成的混合物，所述碳纖維和玻璃纖維的長度為2-4mm，直徑為0.1-0.3mm。
本實施例中的復配殺蟲防菌劑包括以下重量份的原料：除蟲聚酯1份、納米氧化鋅3份、納米氧化銅2份、納米氧化鈰1份。
本實施例中的填料為麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2組成的混合物，所述麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉的規格為過400目；
本實施例中的加工助劑為抗氧劑、增塑劑、抗靜電劑按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗氧劑為抗氧化劑1010，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述抗靜電劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑。
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量各組分原料；
步驟二，將復配阻燃劑、偶聯劑、復配殺蟲防菌劑、填料放入混料機，攪拌15分鐘，攪拌轉速為150r/min，得到混合物a；
步驟三，打開攪拌機，預熱至75℃，加入氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體、潤滑劑、加工助劑，在攪拌轉速為300r/min下攪拌20分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯、復合鋇鋅穩定劑、抗裂纖維，再降到50℃，以攪拌轉速400r/min攪拌12分鐘，得到混合物b；
步驟四，將混合物b送入雙螺桿六段式擠出機擠出，料筒溫度設定如下：進料端溫度170℃、第二段溫度180℃、第三段溫度190℃、第四段溫度200℃、第五段溫度210℃、模頭溫度195℃，螺桿轉速為60r/min，用注射機將擠壓出的熔融體快速注入模具中，模具合模冷卻定型，開模后成品進入副模，在副模內通過切割機切邊即得發明的阻燃耐候高強電力穿線管材。
實施例2.
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯樹脂65份、苯乙烯類熱塑性彈性體28份、潤滑劑3份、復配阻燃劑14份、偶聯劑6份、復合鋇鋅穩定劑5份、抗裂纖維10份、復配殺蟲防菌劑4份、填料8份、加工助劑11份、甲基丙烯酸甲酯16份。
本實施例中的氯化聚氯乙烯樹脂的聚合度為720；
本實施例中的苯乙烯類熱塑性彈性體的分子量大于20萬。
本實施例中的潤滑劑為硬質酸鋅、硅酮粉、氧化聚乙烯蠟按照重量比2:1:2組成的混合物。
本實施例中的復配阻燃劑包括以下重量份的原料：氫氧化鎂6份、氫氧化鋁5份、磷酸一銨5份、硼酸3份；
本實施例中的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。
本實施例中的抗裂纖維為碳纖維和玻璃纖維按照重量比2:3組成的混合物，所述碳纖維和玻璃纖維的長度為2-4mm，直徑為0.1-0.3mm。
本實施例中的復配殺蟲防菌劑包括以下重量份的原料：除蟲聚酯2份、納米氧化鋅4份、納米氧化銅4份、納米氧化鈰2份。
本實施例中的填料為麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2組成的混合物，所述麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉的規格為過400目；
本實施例中的加工助劑為抗氧劑、增塑劑、抗靜電劑按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗氧劑為抗氧化劑168，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述抗靜電劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑。
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量各組分原料；
步驟二，將復配阻燃劑、偶聯劑、復配殺蟲防菌劑、填料放入混料機，攪拌25分鐘，攪拌轉速為250r/min，得到混合物a；
步驟三，打開攪拌機，預熱至85℃，加入氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體、潤滑劑、加工助劑，在攪拌轉速為500r/min下攪拌30分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯、復合鋇鋅穩定劑、抗裂纖維，再降到60℃，以攪拌轉速500r/min攪拌16分鐘，得到混合物b；
步驟四，將混合物b送入雙螺桿六段式擠出機擠出，料筒溫度設定如下：進料端溫度180℃、第二段溫度190℃、第三段溫度200℃、第四段溫度210℃、第五段溫度200℃、模頭溫度195℃，螺桿轉速為80r/min，用注射機將擠壓出的熔融體快速注入模具中，模具合模冷卻定型，開模后成品進入副模，在副模內通過切割機切邊即得發明的阻燃耐候高強電力穿線管材。
實施例3.
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材，包括以下重量份的原料：
氯化聚氯乙烯樹脂60份、苯乙烯類熱塑性彈性體26份、潤滑劑2份、復配阻燃劑12份、偶聯劑5份、復合鋇鋅穩定劑4份、抗裂纖維9份、復配殺蟲防菌劑3份、填料7份、加工助劑9份、甲基丙烯酸甲酯14份。
本實施例中的氯化聚氯乙烯樹脂的聚合度為680-720；
本實施例中的苯乙烯類熱塑性彈性體的分子量大于20萬。
本實施例中的潤滑劑為硬質酸鋅、硅酮粉、氧化聚乙烯蠟按照重量比2:1:2組成的混合物。
本實施例中的復配阻燃劑包括以下重量份的原料：氫氧化鎂5份、氫氧化鋁4份、磷酸一銨4份、硼酸2份；
本實施例中的偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑。
本實施例中的抗裂纖維為碳纖維和玻璃纖維按照重量比2:3組成的混合物，所述碳纖維和玻璃纖維的長度為2-4mm，直徑為0.1-0.3mm。
本實施例中的復配殺蟲防菌劑包括以下重量份的原料：除蟲聚酯1.5份、納米氧化鋅3.5份、納米氧化銅3份、納米氧化鈰1.5份。
本實施例中的填料為麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉，按照重量比1:1:2組成的混合物，所述麥飯石粉、碳化硅粉、滑石粉的規格為過400目；
本實施例中的加工助劑為抗氧劑、增塑劑、抗靜電劑按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗氧劑為抗氧化劑1024，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯，所述抗靜電劑為乙氧基化脂肪族烷基胺抗靜電劑。
本實施例的一種阻燃耐候高強電力穿線管材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量各組分原料；
步驟二，將復配阻燃劑、偶聯劑、復配殺蟲防菌劑、填料放入混料機，攪拌20分鐘，攪拌轉速為200r/min，得到混合物a；
步驟三，打開攪拌機，預熱至80℃，加入氯化聚氯乙烯樹脂、苯乙烯類熱塑性彈性體、潤滑劑、加工助劑，在攪拌轉速為400r/min下攪拌25分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯、復合鋇鋅穩定劑、抗裂纖維，再降到55℃，以攪拌轉速450r/min攪拌14分鐘，得到混合物b；
步驟四，將混合物b送入雙螺桿六段式擠出機擠出，料筒溫度設定如下：進料端溫度175℃、第二段溫度185℃、第三段溫度195℃、第四段溫度205℃、第五段溫度205℃、模頭溫度195℃，螺桿轉速為70r/min，用注射機將擠壓出的熔融體快速注入模具中，模具合模冷卻定型，開模后成品進入副模，在副模內通過切割機切邊即得發明的阻燃耐候高強電力穿線管材。
本發明的一種阻燃耐候高強電力穿線管材的撕裂強度、拉伸強度和斷裂延伸率指標優越，具有較強的耐老化、耐冷熱沖擊、耐微生物等性能，耐火阻燃效果好，無煙無刺激性氣味，使用壽命較長；同時本發明的制備方法，其原料組分安全可靠，對環境無害且成本較低、易于操作和實現工業化生產，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。