CN106009455A - 一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管 - Google Patents

一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管 Download PDF

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Abstract

一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，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：聚丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、鸡毛水解粉末、三羟甲基丙烷、聚磷酸铵、纳米氧化铈和纳米三氧化二铝，所制备的电缆阻燃性和强度高，并具有低的释放烟雾效果。

Description

一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管
技术领域
本发明涉及到一种高强度电缆护套管，特别是一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管。
背景技术
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。
屠宰场宰杀所剩的鸡毛目前当成垃圾处理掉，少量鸡毛用作饲料、肥料，但是其用量有限，因此需要扩大鸡毛的资源化利用范围。
发明内容
本发明利用丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物在鸡毛水解粉末的作用下，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、鸡毛水解粉末、白炭黑的分散，在膨胀性阻燃体系作用下制备具有高热稳定性、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。
一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，包括 ：
丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70~80 重量份；
鸡毛水解粉末5~9 重量份；
膨润土2~4重量份；
甲基三乙氧基硅烷 0.8~1.2 重量份；
海藻酸钠0.2~1.8重量份；
双氰胺0.2~0.8重量份；
三羟甲基丙烷0.2~0.6重量份；
聚磷酸铵0.3~0.8重量份；
纳米氧化铈0.9~2重量份；
纳米三氧化二铝0.1~0.2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 800r/min 的速度搅拌10min，然后在160℃下熔融共混 20min，得到胶料 ；
（2）交联 ：将步骤（1）所得的胶料在 180℃下交联 10min 后，再按照加入阿拉伯树胶3~5重量份和白炭黑 0.6 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 ；
进一步，所述的鸡毛水解粉末是采用如下步骤制备而成：
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A，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
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；
（2）利用双氰胺、三羟甲基丙烷、聚磷酸铵构成膨胀阻燃体系，其中三羟甲基丙烷为炭源、聚磷酸铵为酸源、双氰胺为气源，纳米氧化铈、纳米三氧化二铝对上述膨胀体系的酸源催化，使阻燃效果佳；
（3）对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/乙烯/苯乙烯聚合，提高电缆护套管的韧性和强度；
(4)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。
(5)鸡毛预处理:将从所取鸡毛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；
(6)先用弱酸，在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。
(7)氧化铈为二氧化铈。
具体实施方式
实例1
一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，包括 ：
丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70kg；
鸡毛水解粉末5kg；
膨润土2kg；
甲基三乙氧基硅烷 0.8kg；
海藻酸钠0.2kg；
双氰胺0.2kg；
三羟甲基丙烷0.2kg；
聚磷酸铵0.3kg；
纳米氧化铈0.9kg；
纳米三氧化二铝0.1kg；
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 800r/min 的速度搅拌10min，然后在160℃下熔融共混 20min，得到胶料 ；
（2）交联 ：将步骤（1）所得的胶料在 180℃下交联 10min 后，再按照加入阿拉伯树胶3kg和白炭黑 0.6kg，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 ；
所述的鸡毛水解粉末是采用如下步骤制备而成：
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A，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
实例2
一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，包括 ：
丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物80 kg；
鸡毛水解粉末9kg；
膨润土4kg；
甲基三乙氧基硅烷1.2kg；
海藻酸钠1.8kg；
双氰胺0.8kg；
三羟甲基丙烷0.6kg；
聚磷酸铵0.8kg；
纳米氧化铈2kg；
纳米三氧化二铝0.2kg；
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 800r/min 的速度搅拌10min，然后在160℃下熔融共混 20min，得到胶料 ；
（2）交联 ：将步骤（1）所得的胶料在 180℃下交联 10min 后，再按照加入阿拉伯树胶5kg和白炭黑 0.6kg，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 ；
所述的鸡毛水解粉末是采用如下步骤制备而成：
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A，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
实例3
一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，包括 ：
丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物75kg；
鸡毛水解粉末7kg；
膨润土3kg；
甲基三乙氧基硅烷1kg；
海藻酸钠1kg；
双氰胺0.5kg；
三羟甲基丙烷0.4kg；
聚磷酸铵0.55kg；
纳米氧化铈1.4kg；
纳米三氧化二铝0.15kg；
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 800r/min 的速度搅拌10min，然后在160℃下熔融共混 20min，得到胶料 ；
（2）交联 ：将步骤（1）所得的胶料在 180℃下交联 10min 后，再按照加入阿拉伯树胶4kg和白炭黑 0.6kg，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 ；
所述的鸡毛水解粉末是采用如下步骤制备而成：
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A，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
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 所得的所得的护套管 1、护套管 2、护套管 3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/T 8627-2007 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
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，其特征在于，包括 ：
丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70~80 重量份；
鸡毛水解粉末5~9 重量份；
膨润土2~4重量份；
甲基三乙氧基硅烷 0.8~1.2 重量份；
海藻酸钠0.2~1.8重量份；
双氰胺0.2~0.8重量份；
三羟甲基丙烷0.2~0.6重量份；
聚磷酸铵0.3~0.8重量份；
纳米氧化铈0.9~2重量份；
纳米三氧化二铝0.1~0.2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 800r/min 的速度搅拌10min，然后在160℃下熔融共混 20min，得到胶料 ；
（2）交联 ：将步骤（1）所得的胶料在 180℃下交联 10min 后，再按照加入阿拉伯树胶3~5重量份和白炭黑 0.6 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 。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高强度、高阻燃性电缆护套管，其特征在于，所述的鸡毛水解粉末是采用如下步骤制备而成：
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A，对下层液体喷雾干燥，得到鸡毛水解粉末。
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