利用制革含铬污泥制备的高强度、高阻燃性电缆护套管

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

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

[0001] 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

[0002] 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

[0003] 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[0004] 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。

[0005] 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

[0006] 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。

[0007] 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：

[0008] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70 80重量份~

[0009] 制革含铬污泥5 9重量份~

[0010] 改性栲胶颗粒2 3重量份~

[0011] 膨润土2 3重量份~

[0012] 碳纳米管1.2 1.6重量份~

[0013] 甲基三乙氧基硅烷0.8 1.2重量份~

[0014] 硬脂酸3重量份

[0015] 氧化锌2 5重量份~

[0016] 海藻酸钠0.2 0.8重量份；~

[0017] 双酚芴1 3.2重量份~

[0018] 六苯氧环三磷腈2.2 3.6重量份~

[0019] N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6 2.2重量份~

[0020] N-羟甲基丙烯酰胺0.1 0.5重量份~

[0021] 钼酸钠0.2 0.5重量份~

[0022]  铋酸钠0.1 0.2重量份~

[0023] 双酚A0.1 0.3重量份~

[0024] 制备方法：包括以下步骤：

[0025] （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；

[0026] （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34重量份和白炭黑0.4重量份，反应10min，得到混合料；
~

[0027] （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；

[0028] （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；

[0029] 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。

[0030] 本发明的优势在于

[0031] （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；

[0032] 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。

[0033] （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；

[0034] （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；

[0035] (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;

[0036] (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。

[0037] （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。

[0038] （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。

[0039] (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。

[0040]  (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

[0041] 实例1

[0042]  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：

[0043] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70kg

[0044] 制革含铬污泥5kg

[0045] 改性栲胶颗粒2kg

[0046] 膨润土2kg

[0047] 碳纳米管1.2kg

[0048] 甲基三乙氧基硅烷0.8kg

[0049] 硬脂酸3kg

[0050] 氧化锌2kg

[0051] 海藻酸钠0.2kg

[0052] 双酚芴1kg

[0053] 六苯氧环三磷腈2.2kg

[0054] N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6kg

[0055] N-羟甲基丙烯酰胺0.1kg

[0056] 钼酸钠0.2kg

[0057] 铋酸钠0.1kg

[0058] 双酚A0.1kg

[0059] 制备方法：包括以下步骤：

[0060] （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；

[0061] （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；

[0062] （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；

[0063] （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；

[0064] 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。

[0065] 实例2

[0066] 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：

[0067] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物80kg

[0068]  制革含铬污泥9kg

[0069] 改性栲胶颗粒3kg

[0070] 膨润土3kg

[0071] 碳纳米管1.6kg

[0072] 甲基三乙氧基硅烷1.2kg

[0073] 硬脂酸3kg

[0074]  氧化锌5kg

[0075]  海藻酸钠0.8kg

[0076] 双酚芴3.2kg

[0077] 六苯氧环三磷腈3.6kg

[0078] N,N-亚甲基双丙烯酰胺2.2kg

[0079] N-羟甲基丙烯酰胺0.5kg

[0080]  钼酸钠0.5kg

[0081] 铋酸钠0.2kg

[0082] 双酚A0.3kg

[0083] 制备方法：包括以下步骤：

[0084] （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；

[0085] （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；

[0086] （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；

[0087] （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；

[0088] 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。

[0089] 实例3

[0090] 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：

[0091] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物75kg

[0092] 制革含铬污泥7kg

[0093] 改性栲胶颗粒2.5kg

[0094] 膨润土2.5kg

[0095] 碳纳米管1.4kg

[0096] 甲基三乙氧基硅烷1kg

[0097] 硬脂酸3kg

[0098] 氧化锌3.5kg

[0099] 海藻酸钠0.5kg

[0100] 双酚芴2.1kg

[0101] 六苯氧环三磷腈2.9kg

[0102] N,N-亚甲基双丙烯酰胺1.4kg

[0103] N-羟甲基丙烯酰胺0.3kg

[0104] 钼酸钠0.35kg

[0105] 铋酸钠0.15kg

[0106] 双酚A0.2kg

[0107] 制备方法：包括以下步骤：

[0108] （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；

[0109] （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；

[0110] （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；

[0111] （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；

[0112] 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。

[0113] 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。

[0114] 表1高强度、高阻燃性电缆护套管性能

[0115]  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

[0116] 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。