CN113463226B - 一种线缆护套填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于通信线缆领域，尤其涉及一种用于线缆护套填料及其制备方法。所述方法包括：1)将有机物料置于燃烧设备中进行不充分燃烧，形成燃烧尾气；2)在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至400～500℃活化1～2h，随后利用步骤1)所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气1～3h后，保护气吹扫风冷至≤80℃，扫出反应设备中的固态物料；3)将步骤2)所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料。本发明制备方法简单高效；制备原料采用废弃物料，大多数的废弃布料和废弃生物质材料均满足使用需求，能够有效实现废物利用；所制得的填料具有质轻、高弹的特点。

Description

一种线缆护套填料及其制备方法
技术领域
本发明属于通信线缆领域，尤其涉及一种线缆护套填料及其制备方法。
背景技术
光缆和电缆均是较为常见且常规的线缆。
目前在光缆和电缆的结构中，必然或多或少存在着一定的空隙、孔隙需要利用一些填充物料进行填充。
常见的填充料如填充纱、填充油和填充膏等，或存在提高线缆抗压性、或存在提高线缆防潮性等功能。
但是，现有的填料大多存在比重较高，且填充过程大多采用密实填充，导致光缆内部的光纤线或导电线结构受到挤压等问题，同时填充难度大，填充均匀性、可控性差，部分可能存在填充密实度不足，导致线缆的力学性能下降等问题发生。此外，现有的填料由于其均需要密实填充，导致线缆的比重也随之增大，导致线缆的实际运输难度和运输成本都进一步增大。
因此，改善现有的线缆填充料是非常迫在眉睫的一件事情。
发明内容
为解决现有的线缆填充物大多需要进行密实填充，尤其填充纱等物料进行填充时，填充均匀性不可控，部分填充过度导致局部线缆硬化难以弯曲、部分填充不足导致线缆抗压性能差等问题，本发明提供了一种线缆护套填料及其制备方法。
本发明的目的在于：
一、通过一种低成本、环保的方法实现线缆填料的制备；
二、所制得的线缆填料具有质轻、高弹的特点；
三、用于线缆填充时，能够非常有效地提高线缆的力学性能；
四、能够以松装填充的方式对线缆实现良好的保护效果，同时能够有效降低线缆的比重。
一种线缆护套填料的制备方法，
所述方法包括：
1)将有机物料置于燃烧设备中进行不充分燃烧，形成燃烧尾气；
2)在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至400～500℃活化1～2h，随后利用步骤1)所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气1～3h后，保护气吹扫风冷至≤80℃，扫出反应设备中的固态物料；
3)将步骤2)所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料。
在本发明技术方案中，通过所选的具有特殊性的水滑石催化剂粉末对有机物料反应产生的一氧化碳等气体进行还原，通过不完全燃烧的方式形成一氧化碳，并以水滑石催化剂粉末用于催化一氧化碳，使其在反应设备中自生长形成螺旋状的碳纤维。以水滑石为催化剂制备螺旋碳纤维早有公开技术记载，如ZL200810102236.0专利公开以水滑石为催化剂，以乙炔为原料进行螺旋碳纤维的制备。但是，就目前的技术而言，尚无能够以一氧化碳为原料进行螺旋碳纤维制备的技术。本发明以一种特殊的水滑石催化剂，实现了以一氧化碳为原料、实现螺旋碳纤维的制备。虽然无法实现纳米级螺旋碳纤维的制备，且碳纤维长度、螺旋半径以及螺距等均可控性较差，但是成本产生了非常显著的下降，所形成的碳纤维在宏观尺度上具有明显的蜷曲形态，弹性、拉伸性能等均表现优异，用作线缆护套的填料使用时，能够提供非常优异的力学性能。
作为优选，
步骤1)所述有机物料包括废弃布料或生物质废弃物。
上述的废弃布料或生物质废弃物应当至少理解为可燃烧产生一氧化碳和/或二氧化碳的有机物，并且含碳量优选应控制在40wt％以上，以确保具有较高的产物得率。
作为优选，
步骤1)所述不充分燃烧于含氧量≤8％VOL条件下进行。
在上述低含氧量条件下进行燃烧，能够确保产物燃烧的产物中具有较高的一氧化碳含量，避免充分燃烧产生过多的二氧化碳导致一氧化碳含量降低，致使最终实际反应产物得率降低。
作为优选，
步骤1)所述燃烧尾气中CO含量占CO和CO2总含量≥85％VOL。
经验证，实际燃烧尾气中的二氧化碳会显著地影响螺旋碳纤维的形成，在CO占CO和CO2总含量≤60％VOL的情况下，最终所得的螺旋碳纤维会显著减少。在等体积试验中，与100％VOL的CO相比，体积比6:4的CO和CO2混合气，最终产物得率仅为100％VOL的CO试验组的约31wt％，产生了明显不等比的下降。表明二氧化碳的存在会在实际意义上对CO的还原产生明显的阻碍。而在CO含量占CO和CO2总含量≥85％VOL的情况下，实际产物得率与CO的含量占比基本相当。
作为优选，
步骤2)所述水滑石催化剂粉末目数≥60目；
所述水滑石催化剂粉末分子式为：[AaBb(OH)2](CO3)c·mH2O；
式中：b＝1-a，c＝(1-a)/2，m≥1；
且A元素包括Mg和/或Zn，B元素包括Al和/或Fe。
上述均是常见催化还原碳的水滑石的基本元素，通常水滑石催化剂中均含有上述的基本构成元素。
作为优选，
所述A元素中含有Mn和Co，Mn和Co占A元素的总摩尔百分比≥35mol％。
在本发明技术方案中，实际上述元素是主要促进一氧化碳催化还原形成螺旋碳纤维的主要元素。在水滑石催化剂中，锰以离子形式存在，并以二价锰离子作为主要的价态，存在一定中间价态的三价锰离子和四价锰离子形成离子插层，而Co离子与Mn离子协同配合，使得锰离子能够对一氧化碳进行有效的催化还原，形成螺旋状的碳纤维。
作为优选，
所述水滑石催化剂粉末的制备方法为：
配制含有二价A元素离子的溶液和含有三价B元素离子的混合盐溶液，加入尿素于90～110℃条件下水热反应22～26h，过滤分离并清洗干燥固态产物，即得到水滑石催化剂粉末。
作为优选，
所述混合盐溶液中A元素与B元素的摩尔比为(2～6):1；
所述混合盐溶液中A元素和B元素的总摩尔浓度为0.8～1.6mol/L；
所述尿素添加量与A元素和B元素的总摩尔比为(4～5):1。
上述配比的情况下所制得的水滑石催化剂相对具有最优的效果。
作为优选，
所述水滑石催化剂粉末为阳离子掺杂的六方晶系水滑石。
一种线缆护套填料。
本发明所制得的线缆护套填料用于现有的层绞式光缆时，能够减少约八成质量的填料用量，同时能够保持原有护套填料所产生的效果，甚至在线缆的力学性能上能够有所提升。
本发明的有益效果是：
1)制备方法简单高效；
2)制备原料采用废弃物料，大多数的废弃布料和废弃生物质材料均满足使用需求，能够有效实现废物利用；
3)所制得的填料具有质轻、高弹的特点；
4)用于线缆填充时，能够采用松填的方式，即确保线缆具有优异的力学性能。
具体实施方式：
以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。
实施例1
一种线缆护套填料的制备方法，
所述方法包括：
1)将废弃棉衣置于燃烧设备中，通入氮气、氧气体积比为92:8的混合气，进行不充分燃烧，至火焰熄灭后外放并收集燃烧尾气，经检测燃烧尾气中CO含量占CO和CO2总含量≥85％VOL；
2)在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至450℃活化1.5h，随后保持恒温并利用步骤1)所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气2h后继续恒温至反应设备内压力稳定，保护气吹扫风冷至≤80℃，扫出反应设备中的固态物料；
3)将步骤2)所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料；
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约5～6％，光缆的抗压强度上升约8％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约2％的永久变形。
实施例2
一种线缆护套填料的制备方法，
所述方法包括：
1)将废弃棉衣置于燃烧设备中，通入氮气、氧气体积比为92:8的混合气，进行不充分燃烧，至火焰熄灭后外放并收集燃烧尾气，经检测燃烧尾气中CO含量占CO和CO2总含量≥85％VOL；
2)在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至400℃活化2h，随后保持恒温并利用步骤1)所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气3h后继续恒温至反应设备内压力稳定，保护气吹扫风冷至≤80℃，扫出反应设备中的固态物料；
3)将步骤2)所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料；
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约6～7％，光缆的抗压强度上升约7％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约3％的永久变形。
实施例3
一种线缆护套填料的制备方法，
所述方法包括：
1)将废弃棉衣置于燃烧设备中，通入氮气、氧气体积比为92:8的混合气，进行不充分燃烧，至火焰熄灭后外放并收集燃烧尾气，经检测燃烧尾气中CO含量占CO和CO2总含量≥85％VOL；
2)在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至500℃活化1h，随后保持恒温并利用步骤1)所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气1h后继续恒温至反应设备内压力稳定，保护气吹扫风冷至≤80℃，扫出反应设备中的固态物料；
3)将步骤2)所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料；
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约5～7％，光缆的抗压强度上升约9％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约1％的永久变形。
实施例4
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于90℃条件下水热反应26h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约5～6％，光缆的抗压强度上升约7％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约2％的永久变形。
实施例5
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于110℃条件下水热反应22h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约4～6％，光缆的抗压强度上升约8％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约3％的永久变形。
上述实施例4和实施例5与实施例1相比，螺旋碳纤维的得率分别为99.2wt％和102.4wt％，表明水滑石催化剂粉末的制备参数调整，对实际效果影响并不显著。
实施例6
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.6mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.4mol/L；
尿素以每升混合盐溶液6.4mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约5～8％，光缆的抗压强度上升约8％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约3％的永久变形。
实施例7
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.3Co0.15Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为0.8mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.6mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.2mol/L；
尿素以每升混合盐溶液4mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约5～7％，光缆的抗压强度上升约6％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约4％的永久变形。
通过实施例6和实施例7与实施例1的对比，可以看出在调整实际A类盐和B类盐的浓度参数后，对最终所制得的螺旋碳纤维线缆护套填料的力学性能有所影响。
实施例8
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.27Co0.14Mg0.13Zn0.13Al0.20Fe0.13(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.8mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.4mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约3～5％，光缆的抗压强度上升约5％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生约3％的永久变形。
实施例9
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本实施例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于90℃条件下水热反应26h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.34Co0.17Mg0.17Zn0.17Al0.09Fe0.06(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为4:2:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.4mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.2mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5.2mol/L的比例加入。
所制得的线缆护套填料替换市售GCYFXTY光缆中的填充料作为试验组，以原光缆作为对照组，光缆段长度质量下降约6～8％，光缆的抗压强度上升约10％；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生15％的挤压变形后，对照组发生约4％的永久变形，试验组光缆完全恢复；
施加同样的压力使得光缆在径向方向上产生25％的挤压变形后，对照组发生约16％的永久变形，试验组光缆发生≤1％的永久变形。
对比上述实施例8、实施例9和实施例1后，可以明显看出，实际水滑石催化剂的构成对于所制得的螺旋碳纤维线缆护套填料性能具有显著的影响，合理范围内提高A类盐的含量有利于制备得到更优的填料。
对比例1
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本对比例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.45Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为6:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的螺旋碳纤维线缆护套填料仅为实施例1的76wt％。且整体明显丧失螺旋特征。
对比例2
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本对比例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Co0.45Mg0.15Zn0.15Al0.15Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为6:2:2；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的螺旋碳纤维线缆护套填料仅为实施例1的22wt％。
对比上述对比例1、对比例2和实施例1可以明显看出，Mn元素对于促进催化一氧化碳形成螺旋碳纤维起到主导作用，能够决定性地影响其产量，而Co元素则对产量影响较小，着重影响了螺旋碳纤维的形态。Co元素的缺失会导致碳纤维无法有效形成螺旋结构。
对比例3
与实施例1采用相同的工艺参数对线缆护套填料进行制备，所不同的是：
本对比例所用的水滑石催化剂由以下方法进行制备：
配制A类盐和B类盐的混合盐溶液，加入尿素于105℃条件下水热反应24h，过滤分离并以无水乙醇清洗、60℃干燥固态产物，过60目筛即得到六方晶系水滑石催化剂粉末；
水滑石催化剂粉末分子式为：
[Mn0.15Co0.075Mg0.2625Zn0.2625Al0.1Fe0.1(OH)2](CO3)0.125·mH2O，m≥1。
所述混合盐溶液中：
A类盐：MnCl2、CoCl2、MgCl2和ZnCl2的摩尔比为2:1:3.5:3.5；
B类盐：AlCl3和FeCl3的摩尔比为6:4；
A类盐和B类盐的总摩尔浓度为1.2mol/L，其中A类盐的总摩尔浓度为0.9mol/L，B类盐总摩尔浓度为0.3mol/L；
尿素以每升混合盐溶液5mol/L的比例加入。
所制得的螺旋碳纤维线缆护套填料仅为实施例1的46wt％，且碳纤维的螺旋形态较弱，大多呈相互纠缠的平面网状结构，无法形成三维立体的支撑。
从上述对比例3与实施例1对比也可以看出，在Mn和Co含量同时减少的情况下，催化剂的催化效果明显减弱，同时也显著影响了碳纤维的结构特征。
因此，实际上对于螺旋碳纤维线缆护套填料影响较大的因素在于催化剂，尤其在于催化剂的构成方面。元素的调整、改变均会显著影响其制备效果以及实际制备得到的螺旋碳纤维线缆护套填料的品质。

Claims (5)

1.一种线缆护套填料的制备方法，其特征在于，
所述方法包括：
1）将有机物料置于燃烧设备中进行不充分燃烧，形成燃烧尾气；
2）在反应设备中铺设水滑石催化剂粉末，并升温至400～500 ℃活化1～2 h，随后利用步骤1）所得的燃烧尾气缓慢吹扫水滑石催化剂粉末，持续通气1～3 h后，保护气吹扫风冷至≤80 ℃，扫出反应设备中的固态物料；
3）将步骤2）所得的固态物料置于有机溶液浮选分离，过滤分离出悬浮物，干燥即得到螺旋碳纤维线缆护套填料；
步骤2）所述水滑石催化剂粉末目数≥60 目；
所述水滑石催化剂粉末分子式为：[AaBb(OH)2](CO3)c·mH2O；
式中：b=1-a，c=(1-a)/2，m≥1；
且A元素包括Mg、Zn、Mn和Co，B元素包括Al和Fe；
Mn和Co占A元素的总摩尔百分比≥35 mol%；
步骤1）所述不充分燃烧于含氧量≤8 %VOL条件下进行；
步骤1）所述燃烧尾气中CO含量占CO和CO2总含量≥85 %VOL。
2.根据权利要求1所述的一种线缆护套填料的制备方法，其特征在于，
步骤1）所述有机物料包括废弃布料或生物质废弃物。
3.根据权利要求1所述的一种线缆护套填料的制备方法，其特征在于，
所述水滑石催化剂粉末的制备方法为：
配制含有二价A元素离子的溶液和含有三价B元素离子的混合盐溶液，加入尿素于90～110 ℃条件下水热反应22～26 h，过滤分离并清洗干燥固态产物，即得到水滑石催化剂粉末。
4.根据权利要求3所述的一种线缆护套填料的制备方法，其特征在于，
所述混合盐溶液中A元素与B元素的摩尔比为(2～6):1；
所述混合盐溶液中A元素和B元素的总摩尔浓度为0.8～1.6 mol/L；
所述尿素添加量与A元素和B元素的总摩尔比为(4～5):1。
5.一种如权利要求1至4任一方法所制得的线缆护套填料。
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