CN1314530C - 用pvc树脂生产电缆或光缆托架组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，它以聚氯乙烯、磷石膏粉与白云石粉的混合粉、助剂、金属砂为原料，生产的托架及其组件包括托架、托板和专用鱼尾形穿心螺栓，制法是先将磷石膏水洗、晾干、煅烧、磨细成粉；再将白云石粉碎、煅烧、冷却后磨细成粉，按比例将两种粉混匀，得混合粉；接着将各原料按比例混合均匀，再将粉状物料加热并挤压成颗粒物料，最后将颗粒物料加热使其呈膏状，通过挤塑制得托架、托板坯料，再加工得到成品；通过注塑制得鱼尾形穿心螺栓。该托架组件具有绝缘性能优良、耐老化、耐腐蚀性强、使用寿命长、防水、防潮、阻燃、成本低、易安装等优点，可广泛地应用在电力和电信部门。

Description

用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法

技术领域

本发明涉及用于电缆的支架，具体而言涉及以PVC树脂为原料生产电缆托架组件的方法。

背景技术

电力和电信部门使用的电缆或光缆支架目前几乎全是用金属材料制成，尤其是用钢材制成。钢材虽有强度高的优点，但普通钢材在空气和潮湿环境中易锈蚀，使用寿命有限，经常更换耗费人力和财力。随着社会经济的发展，电力负荷不断增加，地下电缆已成为必然趋势，而钢材制成的托架及其组件在地下更容易遭受腐蚀和浸蚀，因此，采用新的材料来制造电缆或光缆支架及其组件，是人们正在探索的课题。纵观现有的专利技术，例如中国专利申请98800183.7号“组合式电缆托架组件”、99113911.9号“拼装式电缆托架”、88204910.0号“电缆桥架C J型铆接式托架”、92215157.1号“组合式电缆托架”、93225157.9号“伸缩式电缆托架”、96228063.1号“陶瓷直埋式电缆托架”等等，多数是在托架结构上进行改进，很少选用新材质。迄今为止用PVC树脂生产电缆或光缆托架及其组件尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，以适应电力和电信部门地下埋设电缆或光缆的需要。

为达到发明目的，发明人提供的用PVC树脂生产的电缆或光缆托架组件是按以下配方(质量分数)制造的：

聚氯乙烯                                          18％～23％

磷石膏粉与白云石粉的混合粉                        71％～76％

助剂                                                1％～5％

金属砂                                                   1％

在磷石膏粉与白云石粉的混合粉中，磷石膏粉的质量分数占70％，白云石粉的质量分数占30％；所用的白云石粉是经半煅烧的白云石的粉末。

用上述配方生产的电缆或光缆托架组件主要包括托架、托板和专用鱼尾形穿心螺栓，也可以根据用户需要制造相关的组件。

托架和托板的制法如下：

第一步，配制混合粉：

将磷石膏用清水清洗干净并晾干，送至隧道窑在1300～1360℃下高温煅烧20～30分钟，脱出磷石膏中的部分水分、P₂O₅和氟，使其水含量低于10％，P₂O₅≤0.3％，F≤0.1％；再将经过煅烧后的炉料磨细到400～450目备用。

为了保证磷石膏相对洁净，隧道窑采用气体燃料燃烧，例如用普通城市煤气、天然气、水煤气或半水煤气、经过滤净化的黄磷电炉尾气、电石炉尾气等作燃料，但不能用煤粉作燃料。

再将白云石粉碎至20～30mm，在700±20℃条件下煅烧2小时，冷却后磨细至400～450目，密封包装备用。实践证明，加入这种半煅烧的白云石，既能降低型材密度，又可较大幅度地提高型材强度。

之后，按照磷石膏粉与白云石粉的质量比例70％∶30％混合均匀，配成磷石膏粉与白云石粉的混合粉，简称混合粉。

第二步，进行配料：

加入聚氯乙烯树脂，加热至90～100℃时加入增塑剂、稳定剂、表面活性剂等辅料，在1分钟的搅拌下混匀后加入上一步制成的混合粉，同时加入金属砂，继续搅拌混匀。其中聚氯乙烯与混合粉的质量比为25∶75。

常用的增塑剂为对苯二甲酸二丁酯或对苯二甲酸二辛酯，常用的稳定剂为硬脂酸铅、硬脂酸钡、三碱性硫酸铅、二苯基硫脲等，常用的表面活性剂为硬脂酸和石蜡。

金属砂的加入可以增强托架与托板的强度。常用的金属砂有：铝砂、锰砂、硅砂、钛砂等。

第三步，进行高强度混料：

在高强度搅拌下对上述混合物料加热至90～100℃，连续搅拌10-12分钟，得到均匀混合的粉状物料。

第四步，进行造粒：

将上述粉状物料加热至160℃，用挤压式造粒机挤压成直径5mm左右的颗粒物料。

第五步，进行挤塑成型：

将上述颗粒物料送入挤塑机，加热至180～200℃，使其呈膏状，通过挤塑挤入事先准备好的∏形托架和T形头托板模具，制得托架、托板坯料。

第六步，对坯料进行切割、钻孔等加工，制成成品，经检验合格后即可作为产品入库或出厂。

∏形托架的形状近似于∏形钢材，为了与托板安装配合，在∏形托架的正面钻有装配孔，该装配孔一端为一圆孔，另一端为一长孔；为了与其它型材连接，在∏形托架的正面钻有圆形的连接孔，可以用专用螺栓将它与其它型材连接起来。托架长度、宽度、厚度均可根据需要确定。

托板由板面、T形头和支撑板构成，其T形头可以横插入装配孔的长孔内，进入圆孔后，T形头可以旋转90°，依靠T形头和支撑板就可以相对固定，其板面即可用来承受电缆或光缆的铺设，为增加摩擦力，防止缆绳滑落，在板面上有若干圆形摩擦纹和一根扁凸台。托板长度、宽度、厚度均可根据需要确定。

电缆或光缆托架组件所用的专用螺栓是一种鱼尾形穿心螺栓，其制法的前四步与托架和托板制法相同，第五步是注塑成型，即将制备的颗粒物料送入注塑机，加热至180～200℃，使其呈膏状，注入事先准备好的鱼尾形穿心螺栓模具，并加入加强筋，制得螺杆；注入事先准备好的专用螺栓螺帽模具，制得螺帽。

本发明方法生产的电缆或光缆托架组件，具有绝缘性能优良、耐老化、耐腐蚀性强、使用寿命长、防水、防潮、阻燃、成本低、易安装等优点。根据贵州电网公司贵阳市北供电局检修试验所高压试验结果，本发明方法生产的电缆或光缆托架组件工频交流耐压50kV，1分钟无击穿，无闪络通过，符合国家标准的要求。

使用本发明方法，既可有效地减少磷石膏对环境的污染，有利于改善环境，化害为利；又降低了电缆或光缆托架组件的造价。以电缆托架为例，槽钢每根售价为76.8元，而本发明的∏形(槽型)托架每根售价仅为32元；钢铁托板每块售价为7元，而本发明的托板每块售价仅为5元，鱼尾形穿心螺栓，铁的每根售价为7元，本发明的每根售价为5元，而且，使用本发明的电缆或光缆托架组件寿命长，检修更换成本低。因而本发明具有良好的社会和环境效应，又有良好的经济效益。

附图说明

结合以下附图可以更清楚地说明本发明：

图1为托架正视图，图2为托架顶视图，图3为托架右剖视图，图4为托架左视图，图5为托板正视图，图6为托板顶视图，图7为托板右视图，图8为鱼尾形穿心螺栓正视图，图9为螺栓侧视图，图10为托架、托板和螺栓安装示意图。

以上附图中，1为装配孔，2为连接孔，3为托板板面，4为T形头，5为支撑板，6为螺栓的鱼尾，7为螺杆，8为螺帽，9为托架。

具体实施方式

实施例：取贵州省某企业排放的磷石膏为原料，经检测其化学成分(质量分数)如下表所示：

成分     SO₃      CaO    SiO₂   F     MgO      Al₂O₃        Fe₂O₃

含量％    39.46      31.40    4.99      0.2     0.04       0.04            0.21

成分     P₂O₅    Na₂O K₂O   TiO₂  MnO       烧失量          合计

含量％    1.18       0.09     0.09      0.07    0.01       21.76           100

第一步，配制混合粉：将湿法磷酸生产过程中产生的废渣磷石膏用清水清洗干净并晾干，送至隧道窑用民用煤气在1300～1360℃下高温煅烧25分钟，脱出磷石膏中的部分水分、P₂O₅和氟，再将经过煅烧后的炉料磨细到400～450目备用。此时磷石膏的成分发生了变化，经检测其化学成分(质量分数)如下表所示：

成分   SO₃    CaO     SiO₂   F       MgO     Al₂O₃  Fe₂O₃

含量％  44.46    32.40      2.99     0.04      0.02      0.02       0.18

成分   P₂O₅  Na₂O   K₂O   TiO₂   MnO      烧失量     合计

含量％  0.18      0.04      0.04     0.04      0.01      19.67      100

检测结果表明：P₂O₅≤0.3％，F≤0.1％，符合生产本发明的电缆或光缆托架组件的要求。

再取贵阳市乌当区某白云石矿点的白云石，其组成(质量分数)如下：

成分   CaO      MgO      SiO₂    Al₂O₃   Fe₂O₃

含量％  31.36      21.58      0.15      0.06        0.09

将白云石粉碎至20～30mm，在700±20℃条件下煅烧2小时，实现半煅烧，冷却后磨细至400～450目，备用。半煅烧后的白云石组成如下：

成分     CaO   MgO      MgCO₃  CaCO₃   其他

含量％    3.65    23.50      8.76     61.84     2.25

半煅烧后碳酸镁的分解率为85.24％，碳酸钙的分解率为9.11％。

之后，按照磷石膏粉与白云石粉的质量比例70％∶30％混合均匀，配成混合粉。

第二步进行配料，加入15kg聚氯乙烯树脂，加热至90～100℃时加入对苯二甲酸二丁酯增塑剂250g、硬脂酸铅400g、硬脂酸钡350g、硬脂酸250g和石蜡250g等辅料，同时加入铝金属砂1kg，在搅拌1min混匀后加入上一步制成的混合粉35kg，继续搅拌混匀，得到物料约52.5kg。

第三步进行高强度混料，在高强度搅拌下对上述混合物料加热至98℃，连续搅拌12min，得到均匀混合的粉状物料。

第四步进行造粒，将上述粉状物料加热至160℃，用挤压式造粒机挤压成直径5mm左右的颗粒物料。

第五步，将上述颗粒物料送入挤塑机，加热至195℃，使其呈膏状，通过挤塑挤入事先准备好的∏形托架和T形头托板模具，制得托架、托板坯料；将上述颗粒物料送入注塑机，加热至180～200℃，使其呈膏状，注入事先准备好的鱼尾形螺栓模具，并加入加强筋，制得螺杆；注入事先准备好的专用螺栓螺帽模具，制得螺帽。

第六步，对托架和托板坯料进行切割、钻孔等加工，制成成品，经检验合格后即可作为产品入库或出厂。

产品经国家建筑材料测试中心检测，结果如下：

耐腐蚀性，用10％HCl溶液浸泡48h，表面无变化；用10％NaOH48h，表面无变化；

平整度1.0mm；平泽度60.2；

落锤冲击：200g重球自1m处落下冲击试样表面，无变化(跨距为450mm)；

不燃性：酒精灯垂直燃试样5min，离火自熄；

耐高温：(70±2)℃下2h，试样表面无变化；

耐低温：(-40±2)℃下2h，试样表面无变化；

耐人工候老化：200h人工加速老化，色差为1.1，变色0级；

耐高压：20000v机械加压冲击1.0无变A级。

经中科院地球化学研究所资源环境测试分析中心测试，该托架组件的放射性样品γ谱的测量值均未超出国家标准，属A类材料。

Claims (4)

1一种用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，它以聚氯乙烯、磷石膏粉与白云石粉的混合粉、助剂和金属砂为原料，其特征包括：

(1)电缆或光缆托架组件包括托架、托板和专用鱼尾形穿心螺栓；

(2)生产过程为：

第一步，配制混合粉

将磷石膏用清水清洗干净并晾干，送至隧道窑在1300～1360℃下高温煅烧20～30分钟，脱出磷石膏中的部分水分、P₂O₅和氟，使其水含量低于10％，P₂O₅≤0.3％，F≤0.1％；再将经过煅烧后的炉料磨细到400～450目备用；再将白云石粉碎至20～30mm，在700±20℃条件下煅烧2小时，冷却后磨细至400～450目，密封包装备用；之后，按照磷石膏粉与白云石粉的质量比例70％∶30％混合均匀，配成磷石膏粉与白云石粉的混合粉；

第二步，进行配料

加入聚氯乙烯树脂，加热至90～100℃时加入由增塑剂、稳定剂、表面活性剂组成的助剂，在1分钟的搅拌下混匀后加入上一步制成的混合粉，同时加入金属砂，继续搅拌混匀，其中聚氯乙烯与混合粉的质量比为25∶75；

第三步，进行高强度混料

在高强度搅拌下对上述混合物料加热至90～100℃，连续搅拌10-12分钟，得到均匀混合的粉状物料；

第四步，进行造粒

将上述粉状物料加热至160℃，用挤压式造粒机挤压成直径5mm左右的颗粒物料；

第五步，将上述颗粒物料送入挤塑机，加热至195℃，使其呈膏状，通过挤塑挤入事先准备好的∏形托架和T形头托板模具，制得托架、托板坯料；将上述颗粒物料送入注塑机，加热至180～200℃，使其呈膏状，注入事先准备好的鱼尾形穿心螺栓模具，并加入加强筋，制得螺杆；注入事先准备好的专用螺栓螺帽模具，制得螺帽；

第六步，对托架和托板坯料进行切割、钻孔加工，制成成品，经检验合格后作为产品入库或出厂。

2如权利要求1所述用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，其特征在于磷石膏粉与白云石粉的质量配比为7∶3；聚氯乙烯树脂与混合粉的质量配比为1∶3；助剂占原料总质量的1％～5％，金属砂占原料总质量的1％。

3如权利要求1所述用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，其特征在于所用的增塑剂为对苯二甲酸二丁酯或对苯二甲酸二辛酯；所用的稳定剂为硬脂酸铅、或硬脂酸钡、或三碱性硫酸铅、或二苯基硫脲；所用的表面活性剂为硬脂酸和石蜡；所用的金属砂为铝砂、或锰砂、或钛砂。

4如权利要求1所述用PVC树脂生产电缆或光缆托架组件的方法，其特征在于磷石膏在隧道窑里采用气体燃料燃烧，采用的气体燃料是普通城市煤气、或天然气、或水煤气、或半水煤气、或经过滤净化黄磷电炉尾气、或经过滤净化的电石炉尾气。

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