阅读说明：本技术 一种pvc电力保护复合管及其制备方法 (PVC (polyvinyl chloride) power protection composite pipe and preparation method thereof ) 是由 胡德林 陈生强 赵成方 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种PVC电力保护复合管,其特征在于依次为内层、第一中间层、第二中间层、第三中间层和外层,所述内层为PVC管层、外层为防护层,外层优选耐磨涂料层、耐低温涂料层、耐碱涂料层、耐酸涂料层、耐热涂料层、高硬度涂料层、高弹涂料层；其中第一中间层为含有纳米锡的PVC层,第二中间层铝薄层、第三中间层为多孔氧化铝层及其制备方法,通过在电力保护管上设置有活性纳米金属锡的层,简化了工艺,同时通过阳极氧化制备具有多孔金属层,不仅能够容纳气味剂,还提供了较高的硬度,外层的耐低温涂料能够提供于低温地带同时还间具有保护功能。(The invention relates to a PVC electric power protection composite pipe, which is characterized by comprising an inner layer, a first middle layer, a second middle layer, a third middle layer and an outer layer in sequence, wherein the inner layer is a PVC pipe layer, the outer layer is a protective layer, and the outer layer is preferably a wear-resistant coating layer, a low-temperature-resistant coating layer, an alkali-resistant coating layer, an acid-resistant coating layer, a heat-resistant coating layer, a high-hardness coating layer and a high-elasticity coating layer; the first middle layer is a PVC layer containing nano tin, the second middle layer is an aluminum thin layer, the third middle layer is a porous aluminum oxide layer and the preparation method thereof, the power protection tube is provided with the active nano metal tin layer, the process is simplified, meanwhile, the porous metal layer is prepared through anodic oxidation, the porous metal layer not only can contain odorant, but also provides higher hardness, and the outer low-temperature resistant coating can be provided in a low-temperature zone and also has a protection function.)

一种PVC电力保护复合管及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种PVC电力保护复合管，特别是涉及一种具有可应用于低温环境地带的，具有防鼠蚁的电力保护管，并同时提供一种简化的沉积处理工艺。

背景技术

通信电缆外侧包覆层多为塑料类物质，如PVC\PE等，埋在地下，经常会遇到老鼠、白蚁的啃咬，从而造成通信中断以及可能引发火灾等，因此电缆防止鼠蚁撕咬是一项现实的课题，每年因鼠蚁咬破从而导致经济损失，且检测更换费时费力。

到目前为止，国内外科技人员及工程人员为此进行了大量的研究，对此不外乎采用通用的几种方法如下：1)化学防鼠：采用在光缆护套材料内加驱避物质的方法来防止光缆被松鼠噬咬破坏，驱避物质主要是辣味素等强烈刺激性的化学物质。如中国专利CN2019214746186、CN201811477346.5，然而上述通常都是将辣味剂与高分子基材混合，虽然在一定程度避免了鼠蚁的侵蚀，但是气味剂容易与高分子基材进行扩散，减弱效力；为此日本专利JP2000113736A公开了防鼠聚氯乙烯护套电缆，通过改变微胶囊化的环己酰亚胺与氯乙烯树脂的配比，得到两种抗鼠氯乙烯树脂组合物。护套分为内外两层，内层护套由氯乙烯树脂与较大量的微囊化的环己酰亚胺配制而成，外层护套由氯乙烯树脂与较少量的微囊化的环己酰亚胺配制而成。然而上述微胶囊化能够一定程度进一步提高，但仍然不能避免向胶囊基材的扩散，从而也会导致减弱效力。2)物理防鼠：物理防鼠是指光缆采用鼠类无法破坏的材料进行阻挡，保证在鼠害发生后，最内层保护无任何损害，一般是通过设计光缆结构和选择适合材料来防止松鼠的破坏，分为金属类隔绝和非金属类隔绝。如中国专利CN201620763426.7，然而采用抗拉钢丝网虽然能够一定程度防止田鼠，但是对于白蚁防护效力不够，白蚁能够透过网孔进一步撕咬，且老鼠也能透过网孔，甚至咬断或磨断丝网，所以仍然不能实现完全放心的防止它们侵蚀，以及诸如美国专利US20080247717A1也采用的是退火钢丝层的聚合物材料的外护套，其仍然存在上述问题。

近年来特种功能电缆需求日益高涨，一方面在于业内企业评估其采用成本虽然较普通电缆较高，但综合普通电缆的鼠蚁侵蚀成本及人工更换成本以及造成的通信信息损失，防鼠蚁的特种功能电缆防护套仍然具有较高的市场竞争力，在此基础上，本司针对需求，已经形成了系列研发特种功能的电力防护管，已经研发的诸如通过传统粗化+敏化+活化工艺制备打底层并进而制备多孔镍金属层，然后打底层工艺复杂繁琐，同时多孔层硬度不足。为此在此基础上进一步研发，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种简化工艺的化学镀方法，具有较高硬度的多孔层，进而改善在传统防鼠蚁方面的作用。

本发明人在现有技术的基础上，通过研究在现有的各种防鼠技术措施，经过不断的实验发现，并进而为了解决上述技术问题，采用如下研究获得的技术方案：

本发明的第一方面在于提供一种PVC电力保护复合管，从内岛外依次为内层、第一中间层、第二中间层、第三中间层和外层，所述内层为PVC管层、外层为防护层，其中第一中间层为含有纳米锡的PVC层，第二中间层铝薄层、第三中间层为多孔氧化铝层，所述复合管的制备方法如下：

(1)选择市售的PVC电力保护管作为内层管，或者按照通用电力保护管方法制备内层PVC管；

(2)将含有锡粉的PVC管材基料按照通用的制备管材方法复合到内层管上；将步骤2制备得到的含有纳米锡第一中间层的PVC管快速经过酸洗槽，然后再通入化学镀镍层进行薄层镀镍；

(3)将化学镀镍后的管材进行电沉积铝；

(4)将电沉积铝后的管材进行阳极氧化，形成多孔氧化铝层；

(5)得到的管材经清洗后，通入含有气味剂的分散液浸渍；

(6)将上步所得的管材烘干并用高分子涂料封孔并涂膜。

所述外层优选耐磨涂料层、耐低温涂料层、耐碱涂料层、耐酸涂料层、耐热涂料层、高硬度涂料层、高弹涂料层；

所述步骤1和步骤2也可以采用双层管制备工艺，同时制备含有内层管和覆盖其上的第一中间层(锡粉+PVC基料)；

所述片状纳米锡含量为每立方分米体积中含有5-25g，片状纳米锡的长宽比为5-10:1。

所述酸洗液为稀硫酸，酸洗时间为3-5s。

所述电沉积铝的镀液为：三异丁基铝400-500g，氟化钾50-100g，二甲基亚砜100-350g，甲苯150-350g，温度75-85℃，电流密度1.5-3A/dm2。

所述阳极氧化工艺为：浓硫酸80-120g/L,50-80A/dm2,柠檬酸30-40g/L,温度为18-22℃，所获得的膜厚25-40μm，膜层硬度HV为2800-3800。

所述耐低温涂料为丁苯-丙烯酸乳液100、硫酸钡20-30、片状云母30-40、十二烷基苯磺酸钠5-10、水50份。

本发明的另一方面在于上述管材的制备方法。

本发明与现有技术相比具有如下显著优点：

(1)除本司研发的系列防鼠蚁电力保护管外，未发现有任何技术构思通过多孔层进行负载气味剂，本司其它电力保护管的有益效果同样体现在本发明中，诸如双保险作用，气味剂封闭在小孔之中等，在此不再做一一详述；

(2)与本司同时研发的金属化处理过程，在化学镀镍之前，传统粗化+敏化+活化工艺制备打底活性层非常繁琐，工艺耗时，造成了大量的化学试剂使用，污染环境，影响工人健康等等不一而足；本发明创新性的提出了采用具有一定长宽比的纳米锡薄片与PVC基料掺混，从而制备导电金属复合层，即第一中间层，覆盖在内层管上，而后能够容易实施化学镀镍；

(3)采用聚苯乙烯微球制备的多孔镍层，虽然具有较好的容纳效果，但是其硬度不足，容易挤压变形，本发明创新的提出了采用阳极氧化多孔层来容纳气味剂，其HV硬度较高，同时为了防止剥离，其电沉积铝层的上步一部分进行了阳极氧化，也就是说铝镀层的厚度大于阳极氧化层的厚度，从而使得阳极氧化后仍然具有底层铝镀层，由于铝的延展性，柔韧性能与其下各层匹配，不易在施工过程中造成脱落；传统的电沉积铝温度较低，本发明的铝沉积在接近常温的情况下进行，较容易实施，且有机铝盐选用了三异丁基铝，溶剂选用了二甲基亚砜掺混的甲苯，提高了铝的浓度(40％以上)，同时还避免了在高铝浓度下的镀层不均匀，产生颗粒或草状镀层。

(4)本发明采用二甲基亚砜溶液掺混甲苯溶液，以三异丁基铝代替三乙基铝，能够取得在高铝含量情况下较为平整的镀层结构，有利于后续的阳极氧化，提高了施镀效率，并提高了阳极氧化层的结合力。

(5)本发明的防护管适用广泛，特别适合在低温环境下的北部西部区域地下适用，可预期能够防止此类地区广袤地下冬季鼠的危害以及正常季节性的蚁的危害。

具体实施方式

实施例1

一种PVC电力保护复合管，从内到外依次为内层、第一中间层、第二中间层、第三中间层和外层，所述内层为PVC管层、外层为防护层，其中第一中间层为含有纳米锡的PVC层，第二中间层铝薄层、第三中间层为多孔氧化铝层，所述复合管的制备方法如下：

(1)选择市售的PVC电力保护管作为内层管，或者按照通用电力保护管方法制备内层PVC管；

(2)将含有锡粉的PVC管材基料按照通用的制备管材方法复合到内层管上；将步骤2制备得到的含有纳米锡第一中间层的PVC管快速经过酸洗槽，然后再通入化学镀镍层进行薄层镀镍；

(3)将化学镀镍后的管材进行电沉积铝；

(4)将电沉积铝后的管材进行阳极氧化，形成多孔氧化铝层；

(5)得到的管材经清洗后，通入含有气味剂的分散液浸渍；

(6)将上步所得的管材烘干并用高分子涂料封孔并涂膜。

具体用料比例参见表1。

实施例2-3具体参数参见表1，其余同实施例1。

对比实验：

对比例1：不采用纳米锡薄片第一中间层，而是采用传统的粗化+敏化+活化工艺，其余同实施例1。对比例2-4为采用三乙基铝，对比例4进一步溶剂为甲苯，其余同相关实施例，具体参见表1。对比例5为PVC内层管+PVC气味剂层+高分子涂料层的PVC电力保护管。

实施例1-3中的气味剂含量与对比例1-5中的含量、种类相同。

测试效果实验：

1、防鼠性测试：

将本发明的实施例1-3的防护管材与对比实验1-5的进行分组对比测试、将对比几种管材切段放置于鼠笼里，管材两端钢片封口，48h后观察表面状况。

2防蚁性测试：

将本发明的实施例1-3的防护管材与对比实验1-5的进行分组对比测试、将对比几种管材切段放置于蚁箱里，管材两端钢片封口，48h后观察表面状况。

具体详细实验参数如表1。

通过实施例1与对比例1相比，可以明显的看出，在简化化学镀镍前处理工艺后，仍然获得了较为接近的防鼠蚁测试性能，而且与内层PVC管的结合力也相当，无明显脱落现象。通过实施例2和对比例4相比，在三乙基铝含量为46％时，其电沉积铝层出现了大量的草状和颗粒结构，但是在相同浓度的实施2的三异丁基铝情况下，镀层结构平整，同时从实施例1、3与对比例2、3相比，在相同的有机溶剂情况下，实施例1、3镀层平整，而对比例2、3仍然出现了少量的草状和或颗粒结构。

如前所述，高分子涂料层依据所适用的地区可以选择相应的涂料体系。如无特别说明，则为该领域可以适用的通用的特种涂料体系。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

表1配方工艺表