CN105968674A - 一种高阻燃电缆护套管及生产方法 - Google Patents

一种高阻燃电缆护套管及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃电缆护套管,由以下重量份原料组成；丙烯腈‑乙烯‑苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯‑丙烯腈‑苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、鸡毛水解粉、甲基乙烯基二氯硅烷、3‑(2‑氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷、亚甲基二磷酸四异丙酯、戊烷磺酸钠、硬脂酸十四烷基酯、聚醋酸乙烯酯、4,4'‑二氨基二苯醚、三水磷酸氢镁、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、阿拉伯树胶、白炭黑。本发明护套管具有优异的高阻燃性能优点，同时，还具有良好的抗拉伸效果。

Description

一种高阻燃电缆护套管及生产方法
技术领域
本发明涉及一种高阻燃电缆护套管及生产方法。
背景技术
电缆保护套管是电力工程中推广使用的一种新型套管材料。随着电力电缆埋地敷设工程的迅速发展，对电缆套管提出的更高要求，它是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘管。因为具有绝缘性能良好、化学稳定性高、不生锈、不老化、可适应苛刻环境而被广泛得以应用。
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。
发明内容
为克服上述不足，本发明目的是提供一种高阻燃电缆护套管，该护套管具有优异的高阻燃性能优点，同时，还具有良好的抗拉伸效果。
本发明的方案如下：一种高阻燃电缆护套管,由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物95-110份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物25-30份、聚氯乙烯20-30份、鸡毛水解粉10-16 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.4-0.8份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1-2份、亚甲基二磷酸四异丙酯0.1-2份、戊烷磺酸钠0.2-0.5份、硬脂酸十四烷基酯6-12份、聚醋酸乙烯酯0.8-1.5份、4,4'-二氨基二苯醚0.3-1.6份、三水磷酸氢镁0.3-0.9份、纳米二氧化钛0.4-0.8份、纳米氧化铝0.1-0.3份、阿拉伯树胶3-8份、白炭黑0.6-1.2份。
优选方案，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物105份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物26份、聚氯乙烯22份、鸡毛水解粉13 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.3份、亚甲基二磷酸四异丙酯0.9份、戊烷磺酸钠0.35份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.1份、4,4'-二氨基二苯醚0.8份、三水磷酸氢镁0.62份、纳米二氧化钛0.62份、纳米氧化铝0.16份、阿拉伯树胶6份、白炭黑0.8份。
优选方案，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物93份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物28份、聚氯乙烯26份、鸡毛水解粉11份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.7份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.3份、戊烷磺酸钠0.43份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.35份、4,4'-二氨基二苯醚1.1份、三水磷酸氢镁0.45份、纳米二氧化钛0.56份、纳米氧化铝0.28份、阿拉伯树胶5份、白炭黑1.1份。
优选方案，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物101份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物29份、聚氯乙烯21份、鸡毛水解粉12 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.7份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.2份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.8份、戊烷磺酸钠0.4份、硬脂酸十四烷基酯6-12份、聚醋酸乙烯酯0.8-1.5份、4,4'-二氨基二苯醚1.2份、三水磷酸氢镁0.73份、纳米二氧化钛0.66份、纳米氧化铝0.22份、阿拉伯树胶7份、白炭黑0.9份。
一种高阻燃电缆护套管的生产方法，包括以下步骤：
a、将除阿拉伯树胶、白炭黑的各成份按照比例混合，以 850-1000r/min 的速度搅拌10min，然后在 165-180℃下熔融共混25-30min，得到胶料 ；
b、将胶料在 180℃-200℃下交联15-18 min后，再加入阿拉伯树胶和白炭黑，反应15-20min，得到混合料 ；
c、将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 ；
d、将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。
进一步，鸡毛水解粉末制备方法如下：称取15g预处理后的鸡毛，置于三口瓶中，分别加入0.5 mol/L的草酸60 mL，放入恒温水浴锅中100℃下，搅拌反应1 h，加入氯化铁0.5g，35℃下搅拌反应1 h，反应完成后用布氏漏斗过滤，得下层液体，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
本发明护套管具有优异的高阻燃性能优点，同时，还具有良好的抗拉伸效果。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，具有优良的耐候性、热稳定性、尺寸稳定和坚韧性；鸡毛水解得到鸡毛水解多肽，利用鸡毛水解多肽产物与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物聚合，提高电缆护套管的韧性和强度；4,4'-二氨基二苯醚、三水磷酸氢镁、纳米二氧化钛、纳米氧化铝等构成阻燃体系，具有高热稳定性、高氧指数(LOI)和低烟释放性能等特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种高阻燃电缆护套管，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物105份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物26份、聚氯乙烯22份、鸡毛水解粉13 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.3份、亚甲基二磷酸四异丙酯0.9份、戊烷磺酸钠0.35份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.1份、4,4'-二氨基二苯醚0.8份、三水磷酸氢镁0.62份、纳米二氧化钛0.62份、纳米氧化铝0.16份、阿拉伯树胶6份、白炭黑0.8份。
护套管生产方法如下：
将除阿拉伯树胶、白炭黑的各成份按照比例混合，以 900r/min 的速度搅拌10min，然后在 170℃下熔融共混28min，得到胶料 ；将胶料在190℃下交联16 min后，再加入阿拉伯树胶和白炭黑，反应18min，得到混合料；将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；将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。
鸡毛水解粉末制备方法如下：称取15g预处理后的鸡毛，置于三口瓶中，分别加入0.5 mol/L的草酸60 mL，放入恒温水浴锅中100℃下，搅拌反应1 h，加入氯化铁0.5g，35℃下搅拌反应1 h，反应完成后用布氏漏斗过滤，得下层液体，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
实施例2
一种高阻燃电缆护套管，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物93份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物28份、聚氯乙烯26份、鸡毛水解粉11份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.7份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.3份、戊烷磺酸钠0.43份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.35份、4,4'-二氨基二苯醚1.1份、三水磷酸氢镁0.45份、纳米二氧化钛0.56份、纳米氧化铝0.28份、阿拉伯树胶5份、白炭黑1.1份。
护套管生产方法如下：
将除阿拉伯树胶、白炭黑的各成份按照比例混合，以900r/min 的速度搅拌10min，然后在 165-180℃下熔融共混25-30min，得到胶料；将胶料在 180℃-200℃下交联15-18 min后，再加入阿拉伯树胶和白炭黑，反应15-20min，得到混合料；将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 ；将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。
鸡毛水解粉末制备同实施例1。
实施例3
一种高阻燃电缆护套管，由以下重量份原料组成：丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物101份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物29份、聚氯乙烯21份、鸡毛水解粉12 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.7份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.2份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.8份、戊烷磺酸钠0.4份、硬脂酸十四烷基酯6-12份、聚醋酸乙烯酯0.8-1.5份、4,4'-二氨基二苯醚1.2份、三水磷酸氢镁0.73份、纳米二氧化钛0.66份、纳米氧化铝0.22份、阿拉伯树胶7份、白炭黑0.9份。
护套管生产方法如下：
将除阿拉伯树胶、白炭黑的各成份按照比例混合，以950r/min 的速度搅拌10min，然后在 180℃下熔融共混26min，得到胶料；将胶料在 180℃下交联16min后，再加入阿拉伯树胶和白炭黑，反应16min，得到混合料；将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 ；将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。
鸡毛水解粉末制备同实施例1。
本发明中的鸡毛预处理是指将鸡毛5kg加入到10kg的水中，加入0.5g洗衣粉，30度搅拌2h，控水，洗两次，每次10kg水，将所得鸡毛在烘箱中102度烘，时间2h，取出备用；先用弱酸，再选择三氯化铁水解鸡毛蛋白，使其满足电缆的强度和韧性所需。
试验：
强度性能和阻燃性能测试标准：按照 GB/T 1040.1-2006 的标准测试本发明实施例1-3 所得的护套管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 所得的护套管阻燃等级；
按照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；其对比结果如表 1 所示。
表1 高强度、高阻燃性电缆护套管性能
实施例1 实施例2 实施例3 普通护套管
拉伸强度(MPa) 38 33 32 28
断裂伸长率(%) 879 845 833 625
氧指数/% 39 36 33 27
阻燃等级 A A A C
烟密度等级 33 34 31 77
从上表可以看出，使用本发明配方所生产的护套管，在上述各项参数上均优于市场上购得的常规护套管。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高阻燃电缆护套管,其特征在于，由以下重量份原料组成；
丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物95-110份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物25-30份、聚氯乙烯20-30份、鸡毛水解粉10-16 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.4-0.8份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1-2份、亚甲基二磷酸四异丙酯0.1-2份、戊烷磺酸钠0.2-0.5份、硬脂酸十四烷基酯6-12份、聚醋酸乙烯酯0.8-1.5份、4,4'-二氨基二苯醚0.3-1.6份、三水磷酸氢镁0.3-0.9份、纳米二氧化钛0.4-0.8份、纳米氧化铝0.1-0.3份、阿拉伯树胶3-8份、白炭黑0.6-1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃电缆护套管,其特征在于，由以下重量份原料组成：
丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物105份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物26份、聚氯乙烯22份、鸡毛水解粉13 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.3份、亚甲基二磷酸四异丙酯0.9份、戊烷磺酸钠0.35份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.1份、4,4'-二氨基二苯醚0.8份、三水磷酸氢镁0.62份、纳米二氧化钛0.62份、纳米氧化铝0.16份、阿拉伯树胶6份、白炭黑0.8份。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃电缆护套管,其特征在于，由以下重量份原料组成：
丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物93份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物28份、聚氯乙烯26份、鸡毛水解粉11份、甲基乙烯基二氯硅烷0.6份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.7份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.3份、戊烷磺酸钠0.43份、硬脂酸十四烷基酯8份、聚醋酸乙烯酯1.35份、4,4'-二氨基二苯醚1.1份、三水磷酸氢镁0.45份、纳米二氧化钛0.56份、纳米氧化铝0.28份、阿拉伯树胶5份、白炭黑1.1份。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃电缆护套管,其特征在于，由以下重量份原料组成：
丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物101份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-苯乙烯共聚物29份、聚氯乙烯21份、鸡毛水解粉12 份、甲基乙烯基二氯硅烷0.7份、3-(2-氨基乙胺)丙基三乙氧基硅烷1.2份、亚甲基二磷酸四异丙酯1.8份、戊烷磺酸钠0.4份、硬脂酸十四烷基酯6-12份、聚醋酸乙烯酯0.8-1.5份、4,4'-二氨基二苯醚1.2份、三水磷酸氢镁0.73份、纳米二氧化钛0.66份、纳米氧化铝0.22份、阿拉伯树胶7份、白炭黑0.9份。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种高阻燃电缆护套管的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将除阿拉伯树胶、白炭黑的各成份按照比例混合，以 850-1000r/min 的速度搅拌10min，然后在 165-180℃下熔融共混25-30min，得到胶料 ；
b、将胶料在 180℃-200℃下交联15-18 min后，再加入阿拉伯树胶和白炭黑，反应15-20min，得到混合料 ；
c、将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 ；
d、将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。
6.根据权利要求4所述的一种高阻燃电缆护套管的生产方法，其特征在于，所述的鸡毛水解粉末制备方法如下，
称取15g预处理后的鸡毛，置于三口瓶中，分别加入0.5 mol/L的草酸60 mL，放入恒温水浴锅中100℃下，搅拌反应1 h，加入氯化铁0.5g，35℃下搅拌反应1 h，反应完成后用布氏漏斗过滤，得下层液体，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
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