CN108250642A - 一种电缆填充料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于输电线缆生产技术领域，具体涉及一种电缆填充料的制备方法。本发明以通过硅酸钠负载硝酸银，形成基础物，利用蛭石及海泡石进行混合作为基础填充颗粒，利用蛭石及海泡石吸水的能力进行阻燃，蛭石在吸水过后体积膨胀，对孔隙进行堵塞，进行阻燃，海泡石在与水后形成纤维状，对电缆中的空隙进行堵塞，增加阻燃效率，利用基础填充颗粒对基础物进行负载吸附，使基础填充颗粒的内部形成微型的银氨溶液体系，本发明采用丙烯酸树脂及聚乙烯醇作为基础树脂混合物，在电缆料进行燃烧时，聚乙烯醇分解形成不可燃气体，生成乙醛，生成的乙醛在锰离子的作用下，与银氨溶液反应形成氨气、水及银，增加了阻燃效果，制得无危害、高阻燃的电缆填充料。

Description

一种电缆填充料的制备方法
技术领域
本发明属于输电线缆生产技术领域，具体涉及一种电缆填充料的制备方法。
背景技术
电缆在制备过程中均需使用填充材料，普通电缆填充的目的是：使缆芯结构稳定，保持电缆的圆整性；用低成本的填充材料替代价格较贵的护套材料；多芯结构的电缆中心垫芯还起到机械缓冲作用，增强电缆的抗冲击和挤压性能。
电缆填充材料一般包括PP冲麻，棉纸，棉线，但是麻绳和棉纱有一个致命的工艺弱点，就是不阻燃，容易造成火灾危险，已经很少使用。目前常用的电缆材料主要是采用了不可燃的玻璃纤维材料作为填充材料或是采用含卤阻燃材料或无卤阻燃材料进行填充，但火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害，且这类材料自身的硬度较大，其作为电缆填充材料而制成的电缆硬度过大。因此制备一种力学性能高的电线电缆填充材料是行业发展的新热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前电缆填充材料在阻燃过程中会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害，硬度较大的问题，本发明提供了一种电缆填充材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种电缆填充料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1：6～9，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，进行碾磨，保持碾磨温度为15～20℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1：7～10放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1：1～3：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量4～7倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨30～40min，收集球磨物；
（3）按质量比1～3：2～4：6～9：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在20～25℃下静置，再在微波炉中加热至60～65℃，保温30～50min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取60～65份丙烯酸树脂、23～25份过筛颗粒、12～15份硬脂酸钙、10～13份聚乙烯醇、6～10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及4～8份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中进行混炼，再放入硫化机中进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
所述步骤（2）中活性液为将表面活性剂与水按质量比1：9～12混合而成。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰油酸二乙醇酰胺中的任意一种。
所述步骤（5）中添加剂为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以通过硅酸钠负载硝酸银，形成基础物，利用蛭石及海泡石进行混合作为基础填充颗粒，一方面利用蛭石及海泡石吸水的能力进行阻燃，另一方面蛭石在吸水过后体积膨胀，对孔隙进行堵塞，从而进行阻燃，并且海泡石在与水后形成纤维状，对电缆中的空隙进行进一步的堵塞，从而增加了阻燃效率，随后利用基础填充颗粒在氨水的环境下，对基础物进行负载吸附，使基础填充颗粒的内部形成微型的银氨溶液体系，同时本发明采用丙烯酸树脂及聚乙烯醇作为基础树脂混合物，对硬脂酸钙提高各个组份间的分散，提高物料的分散性能，添加剂增加树脂及电缆料的抗氧化及耐老化性能，在电缆料进行燃烧时，聚乙烯醇分解形成不可燃气体，同时生成乙醛，但生成的乙醛在锰离子的作用下，与基础填充颗粒内部的银氨溶液反应形成氨气、水及银，进一步增加了阻燃效果，从而制得无危害、高阻燃的电缆填充料。
具体实施方式
活性液的配制为将表面活性剂与水按质量比1：9～12混合而成。
表面活性剂的选择为十二烷基苯磺酸钠、椰油酸二乙醇酰胺中的任意一种。
添加剂的配置为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
一种电缆填充料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1：6～9，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，以600r/min进行碾磨30min，保持碾磨温度为15～20℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1：7～10放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1：1～3：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量4～7倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨30～40min，收集球磨物；
（3）按质量比1～3：2～4：6～9：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在20～25℃下静置1h，再在微波炉中加热至60～65℃，保温30～50min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取60～65份丙烯酸树脂、23～25份过筛颗粒、12～15份硬脂酸钙、10～13份聚乙烯醇、6～10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及4～8份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中，在155℃下以60r/min进行混炼，再放入硫化机中160℃下进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
实施例1
活性液的配制为将表面活性剂与水按质量比1：9混合而成。
表面活性剂的选择为十二烷基苯磺酸钠。
添加剂的配置为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
一种电缆填充料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1：6，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，以600r/min进行碾磨30min，保持碾磨温度为15℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1：7放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1：1：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量4倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨30min，收集球磨物；
（3）按质量比1：2：6：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在20℃下静置1h，再在微波炉中加热至60℃，保温30min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取60份丙烯酸树脂、23份过筛颗粒、10份聚乙烯醇、12份硬脂酸钙、6份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及4份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中，在155℃下以60r/min进行混炼，再放入硫化机中160℃下进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
实施例2
活性液的配制为将表面活性剂与水按质量比1：10混合而成。
表面活性剂的选择为椰油酸二乙醇酰胺。
添加剂的配置为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
一种电缆填充料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1：8，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，以600r/min进行碾磨30min，保持碾磨温度为18℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1：9放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1：2：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量5倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨30min，收集球磨物；
（3）按质量比2：3：7：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在23℃下静置1h，再在微波炉中加热至63℃，保温40min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取63份丙烯酸树脂、24份过筛颗粒、12份聚乙烯醇、14份硬脂酸钙、8份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及6份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中，在155℃下以60r/min进行混炼，再放入硫化机中160℃下进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
实施例3
活性液的配制为将表面活性剂与水按质量比1： 12混合而成。
表面活性剂的选择为十二烷基苯磺酸钠。
添加剂的配置为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
一种电缆填充料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1： 9，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，以600r/min进行碾磨30min，保持碾磨温度为20℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1： 10放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1： 3：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量7倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨40min，收集球磨物；
（3）按质量比3：4：9：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在25℃下静置1h，再在微波炉中加热至65℃，保温50min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取65份丙烯酸树脂、25份过筛颗粒、11份聚乙烯醇、15份硬脂酸钙、10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及8份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中，在155℃下以60r/min进行混炼，再放入硫化机中160℃下进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
对比例：宁晋县某公司生产的电缆填充材料。
将实施例所制备得到的电缆填充材料与对比例的电缆填充材料进行性能检测，具体性能检测结果见表1。
表1：
通过上述实验测试，本发明的电缆填充材料在阻燃过程中没有烟雾及任何有毒气体产生，对环境友好，且各项性能均优于目前现有产品，值得推广。

Claims (4)

1.一种电缆填充料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比3：1：6～9，将乙醇、硅酸钠及硝酸银放入碾磨机中，使用氮气保护，进行碾磨，保持碾磨温度为15～20℃，收集碾磨物，将碾磨物与水按质量比1：7～10放入震荡机中进行震荡，收集震荡混合物，备用；
（2）按质量比1：1～3：0.3，将蛭石、海泡石与活性液放入球磨机中，再向球磨机中加入海泡石质量4～7倍，直径为30mm的钢球，以800r/min球磨30～40min，收集球磨物；
（3）按质量比1～3：2～4：6～9：0.6，取步骤（1）备用的震荡混合物、球磨物、质量分数为25％的氨水及硝酸锰搅拌均匀，收集搅拌混合物，在20～25℃下静置，再在微波炉中加热至60～65℃，保温30～50min；
（4）在加热结束后，对加热后的搅拌混合物进行冷冻干燥，收集干燥物进行粉碎过筛，收集过筛颗粒；
（5）按重量份数计，取60～65份丙烯酸树脂、23～25份过筛颗粒、12～15份硬脂酸钙、10～13份聚乙烯醇、6～10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷及4～8份添加剂，搅拌均匀，放入密炼机中进行混炼，再放入硫化机中进行压条，收集压条物，即得电缆填充料。
2.根据权利要求1所述电缆填充料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中活性液为将表面活性剂与水按质量比1：9～12混合而成。
3.根据权利要求2所述电缆填充料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰油酸二乙醇酰胺中的任意一种。
4.根据权利要求1所述电缆填充料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中添加剂为N,N'-二苯基对苯二胺与N,N'-二仲丁基对苯二胺按质量比1：1混合而成。
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