專利名稱：一種塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城網(wǎng)電力改造架空線入地技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型高性能電纜導(dǎo)管一塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
對現(xiàn)行使用的電力導(dǎo)管進(jìn)行分析，目前使用的有鋼管、鍍鋅鋼管、涂塑鋼管、海泡石維綸水泥管、聚氯乙烯(PVC)管、氯化聚氯乙烯(CPVC)管、聚乙烯(PE)管、改性聚丙烯(MPP)電纜導(dǎo)管、玻璃鋼夾砂電纜導(dǎo)管等。以上電纜導(dǎo)管雖然具有一定的優(yōu)越性，但由于使用的材料的局限性，這些電纜導(dǎo)管具有一定的弊端:①鋼管，具有很高的強(qiáng)度，但不耐常規(guī)的腐蝕，現(xiàn)已被淘汰；②鍍鋅鋼管，具有鋼管較好的機(jī)械強(qiáng)度，但屬于有縫直焊鋼管，焊縫內(nèi)層焊接處存在大量毛刺，容易在進(jìn)行穿纜時劃傷電纜；③涂塑鋼管，在耐腐蝕方面有了改進(jìn)，但容易產(chǎn)生渦流，且成本高，除特殊地段外，一般不選用；④PVC管，耐腐絕緣，但機(jī)械強(qiáng)度差，難承受重的荷載，且最高耐熱溫度為80°C，導(dǎo)熱系數(shù)0.17，根本達(dá)不到電纜防護(hù)的技術(shù)要求；⑤CPVC管，比PVC管耐熱溫度高，達(dá)到93°C，但機(jī)械強(qiáng)度偏低，仍滿足不了電纜排管入地所需的強(qiáng)度，如果采用加厚設(shè)計，成本提高；⑥PE管，耐熱僅70°C，也滿足不了技術(shù)指標(biāo)；
⑦M(jìn)PP管，是在PP基礎(chǔ)上改性的一種新型電纜導(dǎo)管，其特點是耐熱，可在120°C下長期使用，但是僅滿足_15°C條件下應(yīng)用，不適應(yīng)北方寒冷地區(qū)的應(yīng)用，易燃，燃燒時發(fā)出濃煙及刺鼻的氣味，易適用于供水或者排水，不適應(yīng)易燃的地方配用，其抗撕裂、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度僅為玻璃鋼的四分之一至二分之一，且成本高，不經(jīng)濟(jì)；⑧玻璃鋼夾砂管，其綜合性能均高于上述各種管材，但由于內(nèi)壁難以承受穿纜摩擦力，會造成散絲纏死電纜，導(dǎo)致穿纜失??；⑨海泡石維綸水泥管，因為重量大，易碎，含石棉，不環(huán)保，已被國家明文淘汰。在電力電纜排管方面，發(fā)現(xiàn)在城網(wǎng)電力改造架空入地技術(shù)領(lǐng)域中，已經(jīng)有將熱固性塑料(玻璃鋼)和熱塑性塑料PVC管套在一起形成的復(fù)合電纜導(dǎo)管；也有將熱固性塑料(玻璃鋼)和PVC管通過中間粘結(jié)層，將其間接粘接在一起形成的復(fù)合電纜導(dǎo)管。熱塑性塑料一般是弱極性或者非極性材料，幾乎和任何膠粘劑都不粘結(jié)；同時，熱塑性塑料又是一種收縮性非常高的材料，具有和熱固性塑料(玻璃鋼)相比較大的膨脹系數(shù)，會因熱脹冷縮而反復(fù)變形。上述管材放置一段時間后，內(nèi)管與外管開裂分層，其內(nèi)管直徑收縮5-30mm，長度為6米的這種復(fù)合管其內(nèi)管在長度上比外管縮短1-6厘米，在一定的受力條件下，其內(nèi)管容易從外管中脫出。至今仍沒有一種能夠?qū)峁绦运芰?玻璃鋼)和熱塑性塑料復(fù)合在一起且能夠滿足電力行業(yè)技術(shù)要求的復(fù)合電纜導(dǎo)管。發(fā)明人通過對該領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)和相關(guān)專利作了全面的分析。現(xiàn)有技術(shù)中比如有一種電力電纜復(fù)合材料管，其外管為玻璃鋼，內(nèi)管為PVC。但是該現(xiàn)有技術(shù)存在以下幾大缺陷:第一，內(nèi)管與外管易分層，它只是在PVC管的外表面套了一層玻璃鋼管，中間產(chǎn)生了縫隙，導(dǎo)致復(fù)合導(dǎo)管的荷載力不集中，整體達(dá)不到規(guī)定的強(qiáng)度。第二，同樣因為內(nèi)管與外管獨立分層，在穿拉電纜時，由于電纜的摩擦作用，會把內(nèi)層的PVC管拉出，導(dǎo)致穿纜失敗。第三，由于PVC的收縮性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玻璃鋼外管，會導(dǎo)致該電纜復(fù)合導(dǎo)管因熱脹冷縮而反復(fù)變型。第四，由于PVC的耐熱溫度為80°C，而電力電纜運(yùn)行的溫度大于90°C，此管材不符合《電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件》(DL/T802.3-2007)所規(guī)定的耐熱溫度，故不能作為電力電纜導(dǎo)管加以使用。第五，耐熱性、導(dǎo)熱性較差，且易破碎。普通的熱固性塑料(玻璃鋼)遇到高溫或者明火會燃燒，并冒出有毒濃煙，散發(fā)出刺鼻的氣味。鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的重大缺陷，最容易想到的解決途徑是通過某種粘結(jié)劑將熱固性塑料(玻璃鋼)外管和PVC內(nèi)管或者熱塑性塑料內(nèi)管粘結(jié)在一起，形成一個整體。但是，由于PVC是熱塑性塑料的一種，加之其收縮性很高，因而它的表面很難和熱固性塑料(玻璃鋼)粘結(jié)，即使在特殊的膠粘劑的幫助下可以暫時粘接在一起，但是經(jīng)過受力或者一段時間的熱脹冷縮之后也會重新裂開。對此，雖然現(xiàn)有技術(shù)存在一種粘結(jié)劑，比如，一種玻璃鋼與改性聚丙烯復(fù)合電纜管實用新型專利所述之外，市面上至今尚未找到能將兩者有效粘結(jié)在一起的粘結(jié)劑，更沒有不開裂的復(fù)合電纜導(dǎo)管。至于CN201527863 U這一實用新型專利，由于其內(nèi)層與外層同為熱塑性塑料之間進(jìn)行粘結(jié)，這么做很容易，但是如果將熱固性塑料和熱塑性塑料粘結(jié)在一起卻非常困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明宗旨在解決電力排管技術(shù)領(lǐng)域的一個難題，克服現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合電纜導(dǎo)管存在的缺陷，提供一種性能優(yōu)越的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管。本申請的技術(shù)方案是:一種塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管為改性熱塑性塑料管，外管為熱固性塑料管，內(nèi)管與外管不通過介質(zhì)而是直接粘結(jié)成一個整體。
·[0017]上述內(nèi)管優(yōu)選為外表面經(jīng)過打毛處理的改性熱塑性塑料管?；蛘呱鲜鰞?nèi)管優(yōu)選為外表面經(jīng)過螺旋刻槽而形成凹槽的改性熱塑性塑料管?；蛘呱鲜鰞?nèi)管優(yōu)選為外表面經(jīng)過低溫等離子體處理的改性熱塑性塑料管。上述外管由浸潰改性樹脂膠液的玻璃纖維組成，所述玻璃纖維纏結(jié)在內(nèi)管的外表面，所述外管經(jīng)加溫固定與內(nèi)管粘結(jié)成一個整體。一種塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管的制造方法，包括以下步驟:第一步，將主料PPJP /或PVCJP /或PE、和/或CPVC顆粒的和輔料放入雙螺旋機(jī)進(jìn)行共聚，制造改性熱塑性塑料母料，然后在熱塑性塑料母料中加入玻璃纖維及其他改性材料，放入雙螺桿擠塑機(jī)擠出改性熱塑性塑料顆粒，制成改性熱塑性塑料顆粒；第二步，采用改性熱塑性塑料顆粒制成改性熱塑性塑料管，對其外表面進(jìn)行低溫等離子體處理；或?qū)⑵渫獗磉M(jìn)行打毛；或進(jìn)行螺旋刻槽形成螺旋凹槽；或先將其外表進(jìn)行打毛或進(jìn)行螺旋刻槽形成螺旋凹槽，然后對其外表面進(jìn)行低溫等離子體處理；第三步，把經(jīng)過外表面處理的改性熱塑性塑料管作為內(nèi)管，然后用玻璃纖維浸潰改性樹脂膠液在內(nèi)管的外表面進(jìn)行纏繞，以形成與內(nèi)管直接粘結(jié)成一個整體的外管；第四步，加溫固化，最后經(jīng)退模、修整制成塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管。[0026]輔料為鄰苯二甲酸二烯丙基酯、和/或過氧化二異丙苯、和或乙烯基三甲氧化硅烷、和或雙環(huán)戊二烯、和/或1，4_已丁烯。其他改性材料包括硅烷偶聯(lián)劑、滑石粉、氫氧化鋁或氫氧化鎂。改性樹脂膠液中還可添加氫氧化鋁或氫氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑、滑石粉成分。本發(fā)明其耐熱可達(dá)120°C，耐寒為_40°C，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過DL/T802.3-2007的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1為本發(fā)明無螺旋凹槽的內(nèi)管的橫切面示意圖；圖2為內(nèi)管外表面打毛處理效果圖；圖3為本發(fā)明無螺旋凹槽時內(nèi)管經(jīng)等離子處理后的的橫切面示意圖；圖4為本發(fā)明采用無螺旋凹槽的內(nèi)管制作的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管時的縱切面示意圖；圖5為本發(fā)明無螺旋凹槽的內(nèi)管的縱切面示意圖；圖6為本發(fā)明內(nèi)管經(jīng)過開槽設(shè)備加工后的縱切面示意圖；圖7為本發(fā)明內(nèi)管經(jīng)過開槽設(shè)備加工后的的縱切面示意圖，圖中4指的是內(nèi)管經(jīng)等離子處理生成的活性官能團(tuán)；圖8為本發(fā) 明采用螺旋凹槽的內(nèi)管制作的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管時的縱切面示意圖I為外管，2為內(nèi)管，3為螺旋凹槽，4為內(nèi)管經(jīng)低溫等離子處理后生成的活性官能團(tuán)。
具體實施方式
一、為克服內(nèi)層管收縮大、強(qiáng)度低、不易與其他材質(zhì)粘接的問題，故此對熱塑性材料進(jìn)行改性，可以按以下四種配方任何一種進(jìn)行制作內(nèi)管，每種配方份數(shù)皆為質(zhì)量份。本領(lǐng)域低溫指的是等離子處理設(shè)備出口處溫度為20°C -90°C。A、其方法及配方如下:Al、以PVC熱塑性塑料為主料的改性(I)化學(xué)改性配方:①PVC 100 份；②PP 10-30 份；③CPVC 10-40 份；④鄰苯二甲酸二烯丙基酯0.5-2份；⑤過氧化二異丙苯3-5份；⑥乙烯基三甲氧化硅烷1-3份。制作工藝:在30_40°C下充分?jǐn)嚢?，放入雙螺旋機(jī)進(jìn)行共聚，制造出母料。(2)物理改性配方:①母料100份；[0054]②玻璃纖維10-40份；③硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5份；④滑石粉10-20份；⑤氫氧化鋁或氫氧化鎂20-40份；⑥碳酸鈣70-150份。制作工藝:攪拌均勻后，放入加長雙螺桿擠塑機(jī)擠出改性熱塑性塑料顆粒。A2、以PP熱塑性塑料為主料進(jìn)行改性(I)化學(xué)改性配方:①PP70-90 份；②PVC30-10 份；
③鄰苯二甲酸二烯丙基酯0.5-2份；④過氧化二異丙苯3-4份；⑤乙烯基三甲氧化硅烷0.8-3份。制作工藝:在30_40°C下充分?jǐn)嚢瑁湃腚p螺旋機(jī)進(jìn)行共聚，制造出母料。(2)物理改性配方:①上述母料100份；②玻璃纖維10-40份；③滑石粉5-10份；④氫氧化鋁或氫氧化鎂20-40份；⑤碳酸鈣30-50份。制作工藝:攪拌均勻后，放入加長雙螺桿擠塑機(jī)擠出改性熱塑性塑料顆粒。A3、以PE熱塑性塑料為主料的改進(jìn)(I)化學(xué)改性配方:①PE100份② PP10-30 份③ CPVC 5-15 份④雙環(huán)戊二烯2-8份⑤ 1，4-已丁烯 1-6 份⑥硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5份。制作工藝:在30_40°C的溫度下充分?jǐn)嚢瑁湃腚p螺旋機(jī)進(jìn)行共聚，制造出母料。(2)物理改性配方:①上述母料100份②玻璃纖維10-30份③氫氧化鋁20-30份④聚烯烴填充母料30-40份⑤硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5份。制作工藝:攪拌均勻后，放入加長雙螺桿擠塑機(jī)擠出改性熱塑性塑料顆粒。[0093]A4、以CPVC熱塑性塑料為主料的改性(I)化學(xué)改性配方:① CPVC 100 份② PP 10-30 份③過氧化二異丙苯2-10份④氯化聚丙烯(CPP) 5-12份⑤硅烷偶聯(lián)劑0.2-1.2份。制作工藝:在30_40°C的溫度下充分?jǐn)嚢瑁湃腚p螺旋機(jī)進(jìn)行共聚，制造出母料。(2)物理改性配方:①母料100份②玻璃纖維10-30份③氫氧化鋁15-35份④聚烯烴填充母料30-80份⑤硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5份； 制作工藝:攪拌均勻后，放入加長雙螺桿擠塑機(jī)擠出改性熱塑性塑料顆粒。B.對熱固性塑料膠液的改性，對熱固性塑料從收縮性、阻燃性、韌性、抗老化性、耐候性、拉伸強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度等方面進(jìn)行改性。配方如下:配方:樹脂100 份；氫氧化招或氫氧化鎂10-50份；滑石粉5-10份；碳酸鈣5-10份；硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5份。制作工藝為:在高速攪拌機(jī)下反復(fù)充分?jǐn)嚢杈鶆颍瞥赡秃?、阻燃、抗老化的改性樹脂膠液。C.制造MFPT塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管Cl.將改性熱塑性塑料顆粒通過通常的擠塑機(jī)加以公知技術(shù)的擠出工藝擠出所需管壁厚度的改性熱塑性塑料導(dǎo)管，厚度以2mm-10mm為宜，太薄抵制不住穿纜摩擦力，太厚會影響外管的鋪層設(shè)計，且不利于電纜的散熱，降低了機(jī)械強(qiáng)度，影響了管材及電纜的使用壽命?？梢岳脭D出的塑料管(圖1)經(jīng)表面低溫等離子處理后(圖2)進(jìn)行外管纏繞，也可以在擠制改性熱塑性塑料導(dǎo)管的同時進(jìn)行打毛或采用專用起槽設(shè)備進(jìn)行螺旋刻槽形成螺旋凹槽(圖5)，槽寬不小于2mm，槽深不小于0.5mm，其目的是纏繞熱固性塑料(玻璃鋼)時使玻璃纖維纏繞進(jìn)槽內(nèi)，起到防滑、防止內(nèi)外層分層作用，有效地克服了內(nèi)外管滑脫的弊病。也可不打毛不起槽直接進(jìn)行纏繞，但性能較差。然后對螺旋刻槽的改性熱塑性塑料管進(jìn)行低溫等離子體處理，使其外表面反應(yīng)出大量的羥基、羧基、羰基等官能團(tuán)，不用涂覆任何粘結(jié)劑即可和熱固性塑料(玻璃鋼)層粘牢，從而實現(xiàn)了節(jié)約成本的目的。二、外層管的制作把經(jīng)過改性的熱塑性塑料管，按照相應(yīng)尺寸緊緊的固定到模具上面，采用玻璃纖維浸潰改性樹脂膠液連續(xù)纏繞到設(shè)計厚度，經(jīng)加溫固化、退模、修整便可得到塑鋼復(fù)合電纜
導(dǎo)管產(chǎn)品。塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管的質(zhì)量驗證方法是:1、將塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管鋸開，結(jié)構(gòu)層斷截面不應(yīng)該出現(xiàn)縫隙、分層和粘接不均勻的現(xiàn)象。2、將塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管切成IOOmm的管環(huán)放入120±2°C烘箱中烘焙2小時，然后從烘箱中拿出管環(huán)并使管體自然冷卻至室溫(23±2°C)，或者，將MFPT塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管切成50mm的管環(huán)放入沸騰水中煮沸2小時，然后從熱水中拿出管環(huán)并使管體自然冷卻至室溫(23±2°C)放置48小時，無論何種檢驗方法，內(nèi)管(2)和外管(I)之間均不出現(xiàn)裂縫、分層、變型、起泡現(xiàn)象。3、性能指標(biāo)如下表應(yīng)符合表I的規(guī)定。表I技 術(shù)性能
權(quán)利要求1.一種塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，其特征在于:包括內(nèi)管(2)和外管(1)，內(nèi)管(2)為改性熱塑性塑料管，外管(I)為熱固性塑料管，內(nèi)管(2)與外管(I)不通過介質(zhì)而是直接粘結(jié)成一個整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，其特征在于:內(nèi)管(2)為外表面經(jīng)過打毛處理的改性熱塑性塑料管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，其特征在于:內(nèi)管(2)為外表面經(jīng)過螺旋刻槽而形成凹槽的改性熱塑性塑料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，其特征在于:內(nèi)管(2)為外表面經(jīng)過低溫等離子體處理的改性熱塑性塑料管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，其特征在于:外管(I)由浸潰改性樹脂膠液的玻璃纖維組成， 所述玻璃纖維纏結(jié)在內(nèi)管(2)的外表面，所述外管(I)經(jīng)加溫固定與內(nèi)管(2)粘結(jié)成一個整體。
專利摘要本實用新型公開了一種電纜護(hù)套管制作技術(shù)，特別公開了一種MFPT塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管的制作技術(shù)，該MFPT塑鋼復(fù)合電纜導(dǎo)管，包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管為改性熱塑性塑料管(2)，外管為熱固性塑料管(1)，內(nèi)管(2)與外管(1)緊密地粘結(jié)成一個整體。內(nèi)管(2)與外管(1)收縮率一致，既有效地利用了熱固性塑料(玻璃鋼)、熱塑性塑料這兩種材料的優(yōu)越性，又巧妙地解決了這兩種材料易燃、不耐熱、收縮率不一致，尤其是很難粘結(jié)在一起的難題，提高了耐熱溫度到120℃，使耐寒溫度增加到-40℃使抗老化性延長了15年以上，是電力電纜導(dǎo)管領(lǐng)域的一個重大技術(shù)進(jìn)步。
文檔編號C08L27/24GK203093151SQ201220744420
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者李呈祥, 李先舉, 盧斌, 陳建立, 邵立忠, 王衛(wèi)東 申請人:山東省呈祥電工電氣有限公司