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利用制革含铬污泥制备的高强度、高阻燃性电缆护套管.pdf

  • 上传人:b***
  • 文档编号:1510983
  • 上传时间:2018-06-19
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  • 页数:7
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201710144903.0

    申请日:

    2016.04.06

    公开号:

    CN106847402A

    公开日:

    2017.06.13

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    专利申请权的转移IPC(主分类):H01B 7/18登记生效日:20180322变更事项:申请人变更前权利人:段宝荣变更后权利人:徐挺变更事项:地址变更前权利人:264005 山东省烟台市莱山区清泉路30号烟台大学化学化工学院变更后权利人:311811 浙江省绍兴市诸暨市枫桥工业区|||实质审查的生效IPC(主分类):H01B 7/18申请日:20160406|||公开

    IPC分类号:

    H01B7/18; H01B7/28; H01B7/295; H01B13/24

    主分类号:

    H01B7/18

    申请人:

    段宝荣

    发明人:

    段宝荣; 李成

    地址:

    264005 山东省烟台市莱山区清泉路30号烟台大学化学化工学院

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆的护套管,护套管的原料,包括:聚丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革含铬污泥、膨润土、甲基三乙氧基硅烷、氧化锌、海藻酸钠、双酚芴、六苯氧环三磷腈,所制备的电缆阻燃性和强度高,并具有低的释放烟雾效果。

    权利要求书

    1.利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆的护套管,护套管的原料,包括:丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70~80重量份制革含铬污泥5~9重量份改性栲胶颗粒2~3重量份膨润土2~3重量份碳纳米管1.2~1.6重量份甲基三乙氧基硅烷0.8~1.2重量份硬脂酸3重量份氧化锌2~5重量份海藻酸钠0.2~0.8重量份;双酚芴1~3.2重量份六苯氧环三磷腈2.2~3.6重量份N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6~2.2重量份N-羟甲基丙烯酰胺0.1~0.5重量份钼酸钠0.2~0.5重量份铋酸钠0.1~0.2重量份双酚A0.1~0.3重量份;制备方法:包括以下步骤:(1)熔融共混:将上述成份按照比例混合,以600r/min的速度搅拌10min,然后在190℃下熔融共混10min,得到胶料;(2)交联:将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后,再按照加入阿拉伯树胶3~4重量份和白炭黑0.4重量份,反应10min,得到混合料;(3)造粒:将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出,然后进行造粒,得到颗粒料;(4)制备护套管:将步骤(3)中所得的颗粒料加入到挤出成型机中进行成型、定径、牵引、切割后,得到护套管A。 -->

    说明书

    利用制革含铬污泥制备的高强度、高阻燃性电缆护套管

    本申请是申请日为2016年4月6日提交的申请号为201610209039.3 ,发明名称为
    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆的中国发明专利申请的分案申请。

    技术领域

    本发明涉及到一种高强度电缆,特别是利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高
    阻燃性电缆的护套管。

    技术背景

    随着城市化进程的逐步加快,城市规划越来越趋于现代化。在城市建设过程中,电
    缆入地成为了最低的建设要求。同时,在城市改造过程中,也需要将架设在空中的各种电缆
    入地。电缆入地目前往往会采用非开挖技术进行施工,这种施工方法具有不影响交通、对地
    层结构破坏小,周期短等优点,同时适用于,采用非开挖施工方法,对于电缆的要求高,具有
    表现为:电缆需要具有强度高、刚性韧性好等,另外,由于电缆本身的特点,还需要具有高阻
    燃性的特点,以防电路短路等造成火灾,引起安全事故。对于野外的电缆,也同样具有上述
    要求。电缆要达到上述要求,对其护套管也就具有同样的要求,因为护套管位于电缆的

    最外层。目前常见的电缆护套管,大都是主要采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子
    材料,并加入了一定的添加剂,以改善其相关性能。但是,目前的这些电缆护套管,在强度、
    刚性任性以及阻燃性方面,仍然不理想,或者仅仅在某一方面的性能上面有一定的改进,存
    在很大的进一步改进的空间。

    制革污泥由于产生量大,其处理成本已占到末端处理成本的一半甚至更高。目前
    大陆地区制革工业每年约产生250万吨的固体废弃物,其中无铬皮革副产物约为80多万吨,
    含铬副产物70多万吨,制革污泥100万吨,含铬污泥7.5万吨。

    发明内容

    本发明利用丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物在制革污泥的作用下,膨润土增加辛基三
    乙氧基硅烷与丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、白炭黑的分散,碳纤维也增加了电缆
    的力学强度,氧化锌让所有波段的紫外线攻击无效,海藻酸钠增加了氧化锌与丙烯腈/乙
    烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、碳纤维、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、白炭黑
    相互间的相容性,同时使制革污泥、膨润土之间发生螯和,双酚芴增加了电缆的强度,六苯
    氧环三磷腈具有独特的P、N难燃元素组成的环状结构,是具有高热稳定性、高氧指数(LOI)
    和低烟释放性能等特点的阻燃剂,同时可以提高电缆的力学强度来提高强度、耐光性、阻燃
    性。

    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆,从内到外依次包括线芯、绝
    缘层、内护层和护套管,护套管的原料,包括:

    丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70~80重量份

    制革含铬污泥5~9重量份

    改性栲胶颗粒2~3重量份

    膨润土2~3重量份

    碳纳米管1.2~1.6重量份

    甲基三乙氧基硅烷0.8~1.2重量份

    硬脂酸3重量份

    氧化锌2~5重量份

    海藻酸钠0.2~0.8重量份;

    双酚芴1~3.2重量份

    六苯氧环三磷腈2.2~3.6重量份

    N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6~2.2重量份

    N-羟甲基丙烯酰胺0.1~0.5重量份

    钼酸钠0.2~0.5重量份

    铋酸钠0.1~0.2重量份

    双酚A0.1~0.3重量份

    制备方法:包括以下步骤:

    (1)熔融共混:将上述成份按照比例混合,以600r/min的速度搅拌10min,然后在190℃
    下熔融共混10min,得到胶料;

    (2)交联:将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后,再按照加入阿拉伯树胶3~4重
    量份和白炭黑0.4重量份,反应10min,得到混合料;

    (3)造粒:将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出,然后进行造
    粒,得到颗粒料;

    (4)制备护套管:将步骤(3)中所得的颗粒料加入到挤出成型机中进行成型、定径、牵
    引、切割后,得到护套管A;

    制备电缆:将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层,得到电缆。

    本发明的优势在于

    (1)乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物来自于常州市安得鑫化工有限公司,具有优良的
    耐候性、热稳定性、尺寸稳定和坚韧性;

    制革污泥来自于莱阳制革厂,其制革污泥中含铬,三氧化二铬含量为11.20g/L,该污泥
    经过加热到105℃,保温4h,除掉水分,其他制革的含铬污泥也能得到本发明的实际效果,制
    革污泥中含有大量有机物,增加氧化锌、丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石
    墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、白炭黑中有机物和无机物的相容性,改性栲胶颗
    粒对污泥中的铬进行固定,为制革中含铬污泥处理提供一种新的资源化利用方式。

    (2)膨润土增加辛基三乙氧基硅烷与丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、白炭
    黑的分散;

    (3)碳纤维也增加了电缆的强度,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,Nˊ-亚甲基双丙烯酰胺)增
    加所有组分材料粘结性,N-羟甲基丙烯酰胺增加了碳纤维和丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物的
    相容性;

    (5)氧化锌吸收几乎可以让所有波段的紫外线攻击无效,而且不致敏;

    (6)海藻酸钠增加了氧化锌、丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、碳纤维、
    辛基三乙氧基硅烷、氧化锌、白炭黑相互间的相容性,同时使制革污泥、膨润土之间发生螯
    和,葡萄糖酸增加了铬、钼、铋的络合,季戊四醇对葡萄糖酸进行协效,增加了葡萄糖酸的络
    合。

    (7)双酚芴增加了电缆的强度,厂家为济南福景化工有限公司。

    (8)六苯氧基环三磷腈具有独特的P、N难燃元素组成的环状结构,是具有高热稳定
    性、高氧指数(LOI)和低烟释放性能等特点的阻燃剂,同时可以提高电缆的力学强度,钼酸
    钠和铋酸钠对电缆抑制烟雾,双酚A对其进行协效抑制烟雾。

    (9)改性栲胶颗粒参见(一种改性栲胶颗粒的制备方法201410652049.5)的实例一
    获得。

    (10)本发明所用的原料不限于上述厂家,只要主要成分相近均可达到上述效果。

    具体实施方式

    实例1

    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆,从内到外依次包括线芯、绝缘
    层、内护层和护套管,护套管的原料,包括:

    丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70kg

    制革含铬污泥5kg

    改性栲胶颗粒2kg

    膨润土2kg

    碳纳米管1.2kg

    甲基三乙氧基硅烷0.8kg

    硬脂酸3kg

    氧化锌2kg

    海藻酸钠0.2kg

    双酚芴1kg

    六苯氧环三磷腈2.2kg

    N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6kg

    N-羟甲基丙烯酰胺0.1kg

    钼酸钠0.2kg

    铋酸钠0.1kg

    双酚A0.1kg

    制备方法:包括以下步骤:

    (1)熔融共混:将上述成份按照比例混合,以600r/min的速度搅拌10min,然后在190℃
    下熔融共混10min,得到胶料;

    (2)交联:将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后,再按照加入阿拉伯树胶3kg和
    白炭黑0.4kg,反应10min,得到混合料;

    (3)造粒:将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出,然后进行造
    粒,得到颗粒料;

    (4)制备护套管:将步骤(3)中所得的颗粒料加入到挤出成型机中进行成型、定径、牵
    引、切割后,得到护套管1;

    制备电缆:将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层,得到电缆。

    实例2

    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆,从内到外依次包括线芯、绝缘
    层、内护层和护套管,护套管的原料,包括:

    丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物80kg

    制革含铬污泥9kg

    改性栲胶颗粒3kg

    膨润土3kg

    碳纳米管1.6kg

    甲基三乙氧基硅烷1.2kg

    硬脂酸3kg

    氧化锌5kg

    海藻酸钠0.8kg

    双酚芴3.2kg

    六苯氧环三磷腈3.6kg

    N,N-亚甲基双丙烯酰胺2.2kg

    N-羟甲基丙烯酰胺0.5kg

    钼酸钠0.5kg

    铋酸钠0.2kg

    双酚A0.3kg

    制备方法:包括以下步骤:

    (1)熔融共混:将上述成份按照比例混合,以600r/min的速度搅拌10min,然后在190℃
    下熔融共混10min,得到胶料;

    (2)交联:将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后,再按照加入阿拉伯树胶4kg和
    白炭黑0.4kg,反应10min,得到混合料;

    (3)造粒:将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出,然后进行造
    粒,得到颗粒料;

    (4)制备护套管:将步骤(3)中所得的颗粒料加入到挤出成型机中进行成型、定径、牵
    引、切割后,得到护套管2;

    制备电缆:将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层,得到电缆。

    实例3

    利用制革含铬污泥制备环保型高强度、高阻燃性电缆,从内到外依次包括线芯、绝缘
    层、内护层和护套管,护套管的原料,包括:

    丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物75kg

    制革含铬污泥7kg

    改性栲胶颗粒2.5kg

    膨润土2.5kg

    碳纳米管1.4kg

    甲基三乙氧基硅烷1kg

    硬脂酸3kg

    氧化锌3.5kg

    海藻酸钠0.5kg

    双酚芴2.1kg

    六苯氧环三磷腈2.9kg

    N,N-亚甲基双丙烯酰胺1.4kg

    N-羟甲基丙烯酰胺0.3kg

    钼酸钠0.35kg

    铋酸钠0.15kg

    双酚A0.2kg

    制备方法:包括以下步骤:

    (1)熔融共混:将上述成份按照比例混合,以600r/min的速度搅拌10min,然后在190℃
    下熔融共混10min,得到胶料;

    (2)交联:将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后,再按照加入阿拉伯树胶3.5kg
    和白炭黑0.4kg,反应10min,得到混合料;

    (3)造粒:将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出,然后进行造
    粒,得到颗粒料;

    (4)制备护套管:将步骤(3)中所得的颗粒料加入到挤出成型机中进行成型、定径、牵
    引、切割后,得到护套管3;

    制备电缆:将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层,得到电缆。

    强度性能和阻燃性能测试标准:按照GB/T1040.1-2006的标准测试本发明实施例
    1-3所得的护套管A、护套管B、护套管C的拉伸强度和断裂伸长率,按照GB/T2406-1993的标
    准测试本发明实施例1-3所得的护套管1、护套管2、护套管3的氧指数;按照GB12666.5的标
    准测试本发明实施例1-3所得的护套管1、护套管2、护套管2的阻燃等级,GB/T8627-2007建
    筑材料烟密度,并以市场上买到的普通护套管作为对比例,其结果如表1所示。

    表1高强度、高阻燃性电缆护套管性能


    护套管1
    护套管1
    护套管1
    普通护套管1
    拉伸强度(MPa)
    37
    35
    33
    22
    断裂身长率(%)
    898
    801
    764
    598
    氧指数/%
    39
    42
    43
    28
    阻燃等级
    B
    B
    A
    C
    烟密度等级
    36
    36
    29
    75

    以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则
    之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

    关 键  词:
    利用 制革 污泥 制备 强度 阻燃 电缆 护套
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