[发明专利]利用制革含铬污泥制备的环保型高强度、高阻燃性电缆

说明书

技术领域

本发明涉及到一种高强度电缆，特别是利用制革含铬污泥制备的环保型高强度、高阻燃性电缆。

技术背景

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。

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

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，碳纤维也增加了电缆的力学强度，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与丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物、制革污泥、膨润土、碳纤维、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。

利用制革含铬污泥制备的环保型高强度、高阻燃性电缆，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：

丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物70～80重量份

制革含铬污泥5～9重量份

改性栲胶颗粒2～3重量份

膨润土2～3重量份

碳纳米管1.2～1.6重量份

甲基三乙氧基硅烷0.8～1.2重量份

硬脂酸3重量份

氧化锌2～5重量份

海藻酸钠0.2～0.8重量份

双酚芴1～3.2重量份

六苯氧环三磷腈2.2～3.6重量份

N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.6～2.2重量份

N-羟甲基丙烯酰胺0.1～0.5重量份

钼酸钠0.2～0.5重量份

铋酸钠0.1～0.2重量份

双酚A0.1～0.3重量份

制备方法：包括以下步骤：

(1)熔融共混：将上述成份按照比例混合，以600r/min的速度搅拌10min，然后在190℃下熔融共混10min，得到胶料；

(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3～4重量份和白炭黑0.4重量份，反应10min，得到混合料；

(3)造粒：将步骤(2)所得的混合料加入到双螺杆挤出机中进行共混挤出，然后进行造粒，得到颗粒料；

(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A；

(5)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。

本发明的优势在于

(1)乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物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；制革污泥来自于莱阳制革厂，其制革污泥中含铬，三氧化二铬含量为11.20g/L,该污泥经过加热到105℃，保温4h，除掉水分，其他制革的含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，改性栲胶颗粒对污泥中的铬进行固定，为制革中含铬污泥处理提供一种新的资源化利用方式。

(2)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；