环保型高强度电缆 |
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| 申请号 | CN201710998106.9 | 申请日 | 2016-04-06 | 公开(公告)号 | CN107522995A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 余晓飞; | 发明人 | 余晓飞; | ||||
| 摘要 | 环保型高强度 电缆 ，该电缆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、制革 污泥 、 膨润土 、 石墨 烯、辛基三乙 氧 基 硅 烷、 硬脂酸 、氧化锌、海藻酸钠、双酚芴、六苯氧环三磷腈，所制备的电缆 阻燃性 和强度高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.环保型高强度电缆，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，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 环保型高强度电缆[0001] 本申请是分案申请，母案申请号为201610209161.0。 技术领域[0003] 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。 [0004] 制革污泥由于产生量大，其处理成本已占到末端处理成本的一半甚至更高。目前，大陆地区制革工业每年约产生250万吨的固体废弃物，其中无铬皮革副产物约为80多万吨，含铬副产物70多万吨，制革污泥100万吨，含铬污泥7.5万吨。 发明内容[0005] 本发明利用丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物在制革污泥的作用下，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、制革污泥、白炭黑的分散，石墨烯增加了电缆的耐光性，同时石墨烯也增加了电缆的力学性能，氧化锌让所有波段的紫外线攻击无效，海藻酸钠增加了氧化锌丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、白炭黑相互间的相容性，同时使制革污泥、膨润土之间发生螯和，双酚芴增加了电缆的强度，六苯氧环三磷腈具有独特的P、N难燃元素组成的环状结构，是具有高热稳定性、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。 [0006] 高强度、高阻燃性丙烯腈-乙烯-苯乙烯电缆，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： [0007] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70～80重量份 [0008] 制革污泥5～10重量份 [0009] 膨润土1～3重量份 [0010] 石墨烯0.2～0.6重量份 [0011] 辛基三乙氧基硅烷0.8～1.2重量份 [0012] 硬脂酸2重量份 [0013] 氧化锌1～2重量份 [0014] 海藻酸钠0.2～0.7重量份； [0015] 双酚芴1～2.2重量份 [0016] 六苯氧基环三磷腈1.2～3.6重量份 [0017] 制备方法：包括以下步骤： [0018] (1)熔融共混：将聚丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、海藻酸钠、双酚芴、六苯氧环三磷腈按照上述比例混合，以600r/min的速度搅拌10min，然后在190℃下熔融共混10min，得到胶料； [0019] (2)交联：将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后，再按照加入阿拉伯树胶3～5重量份和白炭黑0.8重量份，反应10min，得到混合料； [0021] (4)制备护套管：将步骤(3)中所得的颗粒料加入到基础成型机中进行成型、定径、牵引、切割后，得到护套管A； [0022] 制备电缆：将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层，得到电缆。 [0023] 本发明的优势在于： [0024] (1)丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物(AES)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； [0025] (2)制革污泥来自于莱阳制革厂，其制革污泥中无铬，该污泥经过加热到105℃，保温4h，除掉水分，其他制革的无铬污泥也能得到本发明的实际效果，制革污泥中含有大量有机物，增加氧化锌、丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、白炭黑中有机物和无机物的相容性。 [0026] (3)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、制革污泥、白炭黑的分散； [0027] (4)石墨烯增加了电缆的耐光性，同时石墨烯也增加了电缆的力学性能，N,N-亚甲基双丙烯酰胺增加所有组分材料粘结性； [0028] (5)氧化锌吸收几乎可以让所有波段的紫外线攻击无效,而且不致敏； [0029] (6)海藻酸钠增加了氧化锌、丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、白炭黑相互间的相容性，同时使制革污泥、膨润土之间发生螯和。 [0030] (7)双酚芴增加了电缆的强度，厂家为济南福景化工有限公司。 [0031] (8)六苯氧基环三磷腈具有独特的P、N难燃元素组成的环状结构，是具有高热稳定性、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。 [0032] (9)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。 具体实施方式[0033] 实例1 [0034] 环保型高强度电缆，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： [0035] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70kg、制革污泥5kg、膨润土1kg、石墨烯0.2kg、辛基三乙氧基硅烷0.8kg、硬脂酸2kg、氧化锌1kg、海藻酸钠0.2kg、双酚芴1kg、六苯氧基环三磷腈1.2kg制备方法：包括以下步骤： [0036] (1)熔融共混：将聚丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、海藻酸钠、双酚芴、六苯氧环三磷腈按照上述比例混合，以600r/min的速度搅拌10min，然后在190℃下熔融共混10min，得到胶料； [0037] (2)交联：将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后，再按照加入阿拉伯树胶3kg和白炭黑0.8kg，反应10min，得到混合料； [0038] (3)造粒：将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中200℃进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料； [0039] (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1； [0040] 制备电缆：将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层，得到电缆。 [0041] 实例2 [0042] 环保型高强度电缆，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： [0043] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物80kg、制革污泥10kg、膨润土3kg、石墨烯0.2kg、辛基三乙氧基硅烷1.2kg、硬脂酸2kg、氧化锌2kg [0044] 海藻酸钠0.7kg、双酚芴2.2kg、六苯氧基环三磷腈3.6kg [0045] 制备方法：包括以下步骤： [0046] (1)熔融共混：将聚丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、石墨烯、辛基三乙氧基硅烷、硬脂酸、氧化锌、海藻酸钠、双酚芴、六苯氧环三磷腈按照上述比例混合，以600r/min的速度搅拌10min，然后在190℃下熔融共混10min，得到胶料； [0047] (2)交联：将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后，再按照加入阿拉伯树胶5kg和白炭黑0.8kg，反应10min，得到混合料； [0048] (3)造粒：将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机200℃中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料； [0049] (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2； [0050] 制备电缆：将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层，得到电缆。 [0051] 实例3 [0052] 环保型高强度电缆，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： [0053] 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物75kg、制革污泥7.5kg、膨润土2kg [0054] 石墨烯0.4kg、辛基三乙氧基硅烷1kg、硬脂酸2kg、氧化锌1.5kg[0055] 白炭黑0.8kg、海藻酸钠0.45kg、双酚芴1.6kg、六苯氧基环三磷腈2.4kg[0056] 制备方法：包括以下步骤： [0057] (1)熔融共混：将丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物75kg、制革污泥7.5kg、膨润土2kg石墨烯0.4kg、辛基三乙氧基硅烷1kg、硬脂酸2kg、氧化锌1.5kg、海藻酸钠0.45kg、双酚芴1.6kg、六苯氧基环三磷腈2.4kg [0058] 混合，以600r/min的速度搅拌10min，然后在190℃下熔融共混10min，得到胶料； [0059] (2)交联：将步骤(1)所得的胶料在200℃下交联30min后，再按照加入阿拉伯树胶4kg、白炭黑0.8kg和N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.2kg，反应10min，得到混合料； [0060] (3)造粒：将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机190℃中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料； [0061] (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3； [0062] 制备电缆：将步骤(4)所得的护套管用于电缆的最外层，得到电缆。 [0063] 强度性能和阻燃性能测试标准：按照GB/T1040.1-2006的标准测试本发明实施例1-3所得的护套管A、护套管B、护套管C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，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。 [0064] 表1 高强度、高阻燃性丙烯腈-乙烯-苯乙烯电缆护套管性能 [0065] 护套管1 护套管2 护套管3 普通护套管 拉伸强度(MPa) 32 28 35 22 断裂伸长率(％) 890 780 652 598 氧指数/％ 35 38 39 28 阻燃等级 B B A C |
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