CN107011600A - 一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架及其制备方法 - Google Patents

一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，包括以下重量份的原料：PVC树脂80‑100份、玻璃纤维30‑50份、聚烯烃弹性体25‑35份、废旧塑料20‑30份、三氧化二锑2‑5份、钡锌稳定剂6‑8份、阻燃剂8‑12份、偶联剂7‑11份、抗静电剂3‑5份、加工助剂10‑15份、硬脂酸锌2.5‑3.5份、氢氧化铝4‑10份、钛白粉2.5‑3.5份。本发明的电缆桥架抗弯曲强度高、承载力大，防静电和阻燃性能较好，耐酸、碱、盐性能优越，使用寿命较长、成本较低，节能环保无污染，可广泛应用于石油、化工、轻工、电视、电讯等领域；同时本发明的电缆桥架的制备方法其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆桥架技术领域，具体涉及一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架及其制备方法。
背景技术
当今社会，世界经济的发展呈现高速多样性的趋势，信息的快速交流使各个国家和地区的联系日益密切，电缆作为信息传递重要的环节发挥着不可替代的作用。电缆桥架安装和桥架内电缆敷设对于整个电缆施工过程是十分重要的，选择合适的电缆架桥及电缆敷设方式与电缆传输工程及使用寿命息息相关。电缆桥架通常由托盘、弯通、组件、吊架等构成支撑电缆的刚性结构系统组成， 是应用在水平布线和垂直布线系统的安装通道。电缆桥架主要分为槽式、托盘式、组合式等结构形式。
托盘式电缆桥架具有重量轻、载荷大、造型美观、结构简单、安装方便等优点，广泛应用于化工、轻工、石油、电讯、电视等领域。目前托盘式电缆桥架使用的U 型托盘有以下几种： 普通A3 镀锌( 喷塑) 钢托盘、不锈钢托盘、铝合金托盘、玻璃钢托盘等。普通A3 镀锌( 喷塑) 托盘造价低， 生产工艺简单，但其防腐性差、易氧化生锈、使用寿命较短，不锈钢托盘外形美观、使用寿命长、防腐性能好，但其造价高、导热系数高， 火灾时会引起电缆损伤；铝合金托盘外形美观、重量轻、但存在强度低、承载力小、造价高、表面易氧化、导热系数高等缺点。目前电缆桥架原料逐渐淘汰钢制品改使用塑料制品，传统配方添加量多，使用效果差，生产成本高，产品未能达到使用预期效果，由于我们所生产的高强度硬质塑料电缆桥架，它的使用有些是户外架空，必须要经得起日晒雨淋，适应易腐蚀性的环境等要求。因而，研究开发防腐性能好、强度高、导热系数低、使用寿命长、成本低的托盘具有较高的现实意义。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，该电缆桥架抗弯曲强度高、承载力大，防静电和阻燃性能较好，耐酸、碱、盐性能优越，使用寿命较长、成本较低，节能环保无污染，可广泛应用于石油、化工、轻工、电视、电讯等领域；同时本发明的电缆桥架的制备方法其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，包括以下重量份的原料：
PVC树脂80-100份、玻璃纤维30-50份、聚烯烃弹性体25-35份、废旧塑料20-30份、三氧化二锑2-5份、钡锌稳定剂6-8份、阻燃剂8-12份、偶联剂7-11份、抗静电剂3-5份、加工助剂10-15份、硬脂酸锌2.5-3.5份、氢氧化铝4-10份、钛白粉2.5-3.5份。
优选地，所述高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架包括以下重量份的原料：
PVC树脂90份、玻璃纤维40份、聚烯烃弹性体30 份、废旧塑料25份、三氧化二锑3.5份、钡锌稳定剂7份、阻燃剂10份、偶联剂9份、抗静电剂4份、加工助剂13份、硬脂酸锌3 份、氢氧化铝7份、钛白粉3份。
优选地，所述阻燃剂为阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺按照1:1.5:3组成的混合物。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
优选地，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
优选地，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
本发明还提供一种制备高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗10-20分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干10-20分钟，烘干温度为80-100℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在70-80℃下搅拌15-25min，搅拌转速200-300r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至110-130℃继续搅拌30-40分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为40-60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100-120℃下干燥6-10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
优选地，所述高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的制备步骤如下：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗15分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干15分钟，烘干温度为90℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在75℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架添加的玻璃纤维与聚烯烃弹性体复合，可以有效提高提高桥架的硬度、弯曲强度和缺口冲击强度等物理性能。
（2）本发明的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架添加的抗静电剂能够使制备的电缆桥架不容易产生静电，避免了灰尘的集聚，加工助剂中增塑剂、抗氧剂、流平剂有效增加桥架材料的耐磨耐老化性能以及机械强度和表面光滑平整度。
（3）本发明的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架添加了由阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺组成的阻燃添加剂，同时添加了氢氧化铝作为无机纳米阻燃剂，几者的复合作用能使桥架材料的阻燃性能更强，作用时间更长久。
（4）本发明的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架原料中还使用了废旧塑料，一方面充分利用的废弃资源，保护了环境，另一方面也大大节约了成本；原料中使用了钡锌稳定剂对光和热有良好的稳定作用，与硬脂酸锌并用有协同效应，提高了电缆桥架的耐候性。
（5）本发明的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架抗弯曲强度高、承载力大，防静电和阻燃性能较好，耐酸、碱、盐性能优越，使用寿命较长、成本较低，节能环保无污染，可广泛应用于石油、化工、轻工、电视、电讯等领域；同时本发明的电缆桥架的制备方法其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，包括以下重量份的原料：
PVC树脂80份、玻璃纤维30份、聚烯烃弹性体25份、废旧塑料20份、三氧化二锑2份、钡锌稳定剂6份、阻燃剂8份、偶联剂7份、抗静电剂3份、加工助剂10份、硬脂酸锌2.5份、氢氧化铝4份、钛白粉2.5份。
本实施例中阻燃剂为阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例中偶联剂为硅烷偶联剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗10分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干10分钟，烘干温度为100℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在70℃下搅拌25min，搅拌转速200r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至110℃继续搅拌40分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为40r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100℃下干燥6小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
实施例2.
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，包括以下重量份的原料：
PVC树脂100份、玻璃纤维50份、聚烯烃弹性体35份、废旧塑料30份、三氧化二锑5份、钡锌稳定剂8份、阻燃剂12份、偶联剂11份、抗静电剂5份、加工助剂15份、硬脂酸锌3.5份、氢氧化铝10份、钛白粉3.5份。
本实施例中阻燃剂为阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例中偶联剂为钛酸酯偶联剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗20分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干20分钟，烘干温度为80℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在80℃下搅拌15min，搅拌转速300r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至130℃继续搅拌30分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在120℃下干燥6小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
实施例3.
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，包括以下重量份的原料：
PVC树脂90份、玻璃纤维40份、聚烯烃弹性体30 份、废旧塑料25份、三氧化二锑3.5份、钡锌稳定剂7份、阻燃剂10份、偶联剂9份、抗静电剂4份、加工助剂13份、硬脂酸锌3 份、氢氧化铝7份、钛白粉3份。
本实施例中阻燃剂为阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺按照1:1.5:3组成的混合物。
本实施例中偶联剂为铝酸酯偶联剂。
本实施例中加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
本实施例中增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
本实施例中抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
本实施例的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗15分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干15分钟，烘干温度为90℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在75℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
以上各实施例制备的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的性能测试结果如下：
拉伸强度Mpa 弯曲强度Mpa 缺口冲击强度KJ/m2 阻燃性能
实施例1 46 68 13.5 V-0级
实施例2 48 65 14.8 V-0级
实施例3 47 68 14.2 V-0级
对比例 35 54 9.8 V-1级
本发明的电缆桥架抗弯曲强度高、承载力大，防静电和阻燃性能较好，耐酸、碱、盐性能优越，使用寿命较长、成本较低，节能环保无污染，可广泛应用于石油、化工、轻工、电视、电讯等领域；同时本发明的电缆桥架的制备方法其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，包括以下重量份的原料：
PVC树脂80-100份、玻璃纤维30-50份、聚烯烃弹性体25-35份、废旧塑料20-30份、三氧化二锑2-5份、钡锌稳定剂6-8份、阻燃剂8-12份、偶联剂7-11份、抗静电剂3-5份、加工助剂10-15份、硬脂酸锌2.5-3.5份、氢氧化铝4-10份、钛白粉2.5-3.5份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述电缆桥架包括以下重量份的原料：
PVC树脂90份、玻璃纤维40份、聚烯烃弹性体30 份、废旧塑料25份、三氧化二锑3.5份、钡锌稳定剂7份、阻燃剂10份、偶联剂9份、抗静电剂4份、加工助剂13份、硬脂酸锌3 份、氢氧化铝7份、钛白粉3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述阻燃剂为阻燃聚醚多元醇、乙烯- 丙烯酸共聚物和油酸酰胺按照1:1.5:3组成的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述加工助剂为增塑剂、抗氧剂、流平剂按照重量比2:1:1组成的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述增塑剂为非邻苯二甲酯类增塑剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂。
7.根据权利要求1或2所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架，其特征在于，所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
8.一种制备如权利要求1或2所述的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗10-20分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干10-20分钟，烘干温度为80-100℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在70-80℃下搅拌15-25min，搅拌转速200-300r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至110-130℃继续搅拌30-40分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为40-60r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在100-120℃下干燥6-10小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
9.根据权利要求8所述的一种高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将废塑料用切割机切割成15×15cm的小块，用塑料清洗剂清洗后于清水中过滤清洗15分钟，将清洗后的废塑料放入烘干机中烘干15分钟，烘干温度为90℃，废塑料块加入研磨机中研磨成粒度为100目的废塑料粉末；
步骤三，将偶联剂、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉、玻璃纤维、硬脂酸锌混合加入高速搅拌机中，在75℃下搅拌20min，搅拌转速250r/min，再加入PVC树脂、聚烯烃弹性体、抗静电剂、加工助剂、步骤二制得的废塑料粉末、阻燃剂，升温至120℃继续搅拌35分钟，制得混合物A；
步骤四，将步骤三制得的混合物A送入双螺杆挤出机中进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为260-265℃，区段二温度为255-260℃，区段三温度为250-255℃，区段四温度为245-250℃，区段五合流区温度为240-245℃，区段六机头温度为235-240℃，螺杆转速为50r/min，将挤出的粒料置于烘干箱中在110℃下干燥8小时，再将粒料熔融，浇筑入模具中进行注塑、冷却成型即得发明的高强度防静电耐老化环保阻燃电缆桥架。
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