本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)套料的制備方法，屬于電纜保護(hù)材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電線電纜是電力輸送及信息傳遞的載體，廣泛用于工業(yè)、民用用電設(shè)施中。電線電纜使用于不同的環(huán)境或場合，要求各異，這就對包覆于電纜線外的電纜護(hù)套提出了較高的要求。電纜護(hù)套的主要功能是在機(jī)械上和電氣上保護(hù)傳輸用的電纜線不致遭受會使其失去傳輸功能的各種情況。電纜護(hù)套須在安裝、接續(xù)與電纜的整個服務(wù)壽命期中完成這種保護(hù)功能。在電纜的服務(wù)壽命期內(nèi)，護(hù)套必須保護(hù)纜芯不受潮及其他污染，保護(hù)的程度要使纜芯中的回路性能保持正常，一旦過多的潮氣或其他污染物進(jìn)入纜芯，傳輸性能就會嚴(yán)重惡化。這就要求電纜護(hù)套具備較高的機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)部韌度，以防在惡劣的環(huán)境下產(chǎn)生開裂或破損，導(dǎo)致電纜線傳輸失?；虍a(chǎn)生安全隱患。
現(xiàn)有的聚乙烯電線電纜護(hù)套料，或是阻燃性能好，而力學(xué)性能和加工成纜性能差；或是力學(xué)性能及加工成纜性能好而阻燃性能差。原因是所用無鹵阻燃劑的阻燃效率低，要使護(hù)套料達(dá)到一定的阻燃效果，必須添加大劑量的無鹵阻燃劑，這就必然導(dǎo)致嚴(yán)重影響護(hù)套料的力學(xué)性能和加工成纜性能。以無鹵阻燃劑氫氧化鋁為例，用量達(dá)到60％時，聚乙烯電線電纜護(hù)套料的氧指數(shù)可到30，但是其力學(xué)拉伸強(qiáng)度卻下降50％，不能同時兼顧阻燃性能和力學(xué)性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的聚乙烯電纜護(hù)套料的阻燃性和力學(xué)性能差，不能廣泛應(yīng)用于電纜中的問題，本發(fā)明首先將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行混合，經(jīng)厭氧發(fā)酵和好氧曝氣，收集得到下層沉淀，對其進(jìn)行塑化后，利用無水乙醇進(jìn)行溶解、分離、干燥，制備得到活化干燥物，再將其與利用氨綸廢絲熔融得到的纖維熔融膠體進(jìn)行混合，得到熔融混合物，最后將其與聚乙烯等物質(zhì)進(jìn)行混合，即可得到電纜護(hù)套料。本發(fā)明主要是利用凹凸棒土的阻燃性能，經(jīng)厭氧發(fā)酵和好氧曝氣，對其進(jìn)行表面改性后，與氨綸纖維熔融膠體混合，使得改性后的物質(zhì)變得更加致密，提高了其強(qiáng)度。本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料具有優(yōu)異的阻燃性能和力學(xué)性能，實用性強(qiáng)，易于推廣。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）收集1～2kg氨綸廢絲，將其投入纖維切絲機(jī)中，切割粉碎成10～15mm短纖維，按質(zhì)量比2:1，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％乙醇溶液和四氫呋喃進(jìn)行攪拌混合均勻，得到纖維清洗液，再按質(zhì)量比1:2，將短纖維浸泡于纖維清洗液中，對其進(jìn)行加熱，控制溫度為25～35℃，加熱攪拌清洗10～15min，再靜置冷卻至室溫，取出清洗后的短纖維；
（2）將上述清洗后的短纖維置于40～45℃烘箱中干燥40～50min，將干燥纖維置于熔融爐中進(jìn)行熔融，控制溫度為60～85℃，熔融40～55min，隨后隨爐冷卻至室溫，得到纖維熔融膠體，備用；
（3）按質(zhì)量比3:2，將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行攪拌混合均勻后，置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，并過100～120目篩，得到球磨粉末，將其置于發(fā)酵罐中，再按固液質(zhì)量比1:3，取造紙廢水處理工藝中二沉池活性污泥與造紙廢水進(jìn)行攪拌混合均勻，得發(fā)酵基料，將發(fā)酵基料加入至發(fā)酵罐中，加入的量為球磨粉末質(zhì)量的1～2倍，待加入完成后，對其進(jìn)行密封發(fā)酵5～7天，控制發(fā)酵溫度為35～40℃；
（4）待上述發(fā)酵完成后，用曝氣管向發(fā)酵罐內(nèi)充入空氣，進(jìn)行曝氣處理10～20h，待發(fā)酵罐中活性污泥全部流失，隨后靜置40～50min，收集下層沉淀，將得到的下層沉淀浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％聚乙二醇中，在溫度為30～50℃下浸泡1～3h，過濾，得濾渣；
（5）按質(zhì)量比2:1，將無水乙醇與上述得濾渣進(jìn)行混合，在70～80℃下攪拌混合30～40min后，冷卻至室溫，并將冷卻物置于離心分離機(jī)中，以2000～3000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離30～40min，收集下層沉淀，將下層沉淀置于40～45℃烘箱中干燥1～2h，得到活化干燥物；
（6）將上述制備的活化干燥物置于燒杯中，并向燒杯中加入步驟（2）備用的纖維熔融膠體，加入的量為活化干燥物質(zhì)量的30～40％，并對燒杯進(jìn)行加熱，控制溫度為50～60℃，加熱40～50min后，冷卻至室溫，得熔融混合物；
（7）按重量份數(shù)計，分別稱取50～60份聚乙烯，30～35份上述制備的熔融混合物，1～2份偶聯(lián)劑KH-550，2～3份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，將其混合均勻后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為160～165℃，二區(qū)溫度為165～170℃，三區(qū)溫度為170～175℃，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50r/min，進(jìn)行擠出造粒，收集擠出料，即可制備得到電纜護(hù)套料。
本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料氧指數(shù)達(dá)到36以上，拉伸強(qiáng)度達(dá)到26MPa以上，擊穿強(qiáng)度達(dá)到22.1kV/mm以上，斷裂伸長率達(dá)到320％以上，20℃時體積電阻率大于2.5×1010Ω·m。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料阻燃性能優(yōu)越，氧指數(shù)達(dá)到36以上，不易燃燒；
（2）本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料力學(xué)性能優(yōu)越，拉伸強(qiáng)度達(dá)到26MPa以上，斷裂伸長率達(dá)到320％以上；
（3）本發(fā)明制備步驟簡單，所需成本低。
具體實施方式
首先收集1～2kg氨綸廢絲，將其投入纖維切絲機(jī)中，切割粉碎成10～15mm短纖維，按質(zhì)量比2:1，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％乙醇溶液和四氫呋喃進(jìn)行攪拌混合均勻，得到纖維清洗液，再按質(zhì)量比1:2，將短纖維浸泡于纖維清洗液中，對其進(jìn)行加熱，控制溫度為25～35℃，加熱攪拌清洗10～15min，再靜置冷卻至室溫，取出清洗后的短纖維；將上述清洗后的短纖維置于40～45℃烘箱中干燥40～50min，將干燥纖維置于熔融爐中進(jìn)行熔融，控制溫度為60～85℃，熔融40～55min，隨后隨爐冷卻至室溫，得到纖維熔融膠體，備用；按質(zhì)量比3:2，將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行攪拌混合均勻后，置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，并過100～120目篩，得到球磨粉末，將其置于發(fā)酵罐中，再按固液質(zhì)量比1:3，取造紙廢水處理工藝中二沉池活性污泥與造紙廢水進(jìn)行攪拌混合均勻，得發(fā)酵基料，將發(fā)酵基料加入至發(fā)酵罐中，加入的量為球磨粉末質(zhì)量的1～2倍，待加入完成后，對其進(jìn)行密封發(fā)酵5～7天，控制發(fā)酵溫度為35～40℃；待上述發(fā)酵完成后，用曝氣管向發(fā)酵罐內(nèi)充入空氣，進(jìn)行曝氣處理10～20h，待發(fā)酵罐中活性污泥全部流失，隨后靜置40～50min，收集下層沉淀，將得到的下層沉淀浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％聚乙二醇中，在溫度為30～50℃下浸泡1～3h，過濾，得濾渣；按質(zhì)量比2:1，將無水乙醇與上述濾渣進(jìn)行混合，在70～80℃下攪拌混合30～40min后，冷卻至室溫，并將冷卻物置于離心分離機(jī)中，以2000～3000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離30～40min，收集下層沉淀，將下層沉淀置于40～45℃烘箱中干燥1～2h，得到活化干燥物；最后將上述制備的活化干燥物置于燒杯中，并向燒杯中加入備用的纖維熔融膠體，加入的量為活化干燥物質(zhì)量的30～40％，并對燒杯進(jìn)行加熱，控制溫度為50～60℃，加熱40～50min后，冷卻至室溫，得熔融混合物；最后按重量份數(shù)計，分別稱取50～60份聚乙烯，30～35份上述制備的熔融混合物，1～2份偶聯(lián)劑KH-550，2～3份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，將其混合均勻后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為160～165℃，二區(qū)溫度為165～170℃，三區(qū)溫度為170～175℃，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50r/min，進(jìn)行擠出造粒，收集擠出料，即可制備得到電纜護(hù)套料。
實例1
首先收集2kg氨綸廢絲，將其投入纖維切絲機(jī)中，切割粉碎成15mm短纖維，按質(zhì)量比2:1，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％乙醇溶液和四氫呋喃進(jìn)行攪拌混合均勻，得到纖維清洗液，再按質(zhì)量比1:2，將短纖維浸泡于纖維清洗液中，對其進(jìn)行加熱，控制溫度為35℃，加熱攪拌清洗15min，再靜置冷卻至室溫，取出清洗后的短纖維；將上述清洗后的短纖維置于45℃烘箱中干燥50min，將干燥纖維置于熔融爐中進(jìn)行熔融，控制溫度為85℃，熔融55min，隨后隨爐冷卻至室溫，得到纖維熔融膠體，備用；按質(zhì)量比3:2，將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行攪拌混合均勻后，置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，并過120目篩，得到球磨粉末，將其置于發(fā)酵罐中，再按固液質(zhì)量比1:3，取造紙廢水處理工藝中二沉池活性污泥與造紙廢水進(jìn)行攪拌混合均勻，得發(fā)酵基料，將發(fā)酵基料加入至發(fā)酵罐中，加入的量為球磨粉末質(zhì)量的2倍，待加入完成后，對其進(jìn)行密封發(fā)酵7天，控制發(fā)酵溫度為40℃；待上述發(fā)酵完成后，經(jīng)曝氣管向發(fā)酵罐內(nèi)充入空氣，進(jìn)行曝氣處理20h，待發(fā)酵罐中活性污泥全部流失，隨后靜置50min，收集下層沉淀，將得到的下層沉淀浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％聚乙二醇中，在溫度為50℃下浸泡3h，過濾，得濾渣；按質(zhì)量比2:1，將無水乙醇與上述濾渣進(jìn)行混合，在80℃下攪拌混合40min后，冷卻至室溫，并將冷卻物置于離心分離機(jī)中，以3000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離40min，收集下層沉淀，將下層沉淀置于45℃烘箱中干燥2h，得到活化干燥物；最后將上述制備的活化干燥物置于燒杯中，并向燒杯中加入備用的纖維熔融膠體，加入的量為活化干燥物質(zhì)量的40％，并對燒杯進(jìn)行加熱，控制溫度為60℃，加熱50min后，冷卻至室溫，得熔融混合物；最后按重量份數(shù)計，分別稱取60份聚乙烯，35份上述制備的熔融混合物，2份偶聯(lián)劑KH-550，3份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，將其混合均勻后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為165℃，二區(qū)溫度為170℃，三區(qū)溫度為175℃，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50r/min，進(jìn)行擠出造粒，收集擠出料，即可制備得到電纜護(hù)套料。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料氧指數(shù)達(dá)到37，拉伸強(qiáng)度達(dá)到27MPa，擊穿強(qiáng)度達(dá)到22.5kV/mm，斷裂伸長率達(dá)到325％，20℃時體積電阻率為2.6×1010Ω·m。
實例2
首先收集1kg氨綸廢絲，將其投入纖維切絲機(jī)中，切割粉碎成10mm短纖維，按質(zhì)量比2:1，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％乙醇溶液和四氫呋喃進(jìn)行攪拌混合均勻，得到纖維清洗液，再按質(zhì)量比1:2，將短纖維浸泡于纖維清洗液中，對其進(jìn)行加熱，控制溫度為25℃，加熱攪拌清洗10min，再靜置冷卻至室溫，取出清洗后的短纖維；將上述清洗后的短纖維置于40℃烘箱中干燥40min，將干燥纖維置于熔融爐中進(jìn)行熔融，控制溫度為60℃，熔融40min，隨后隨爐冷卻至室溫，得到纖維熔融膠體，備用；按質(zhì)量比3:2，將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行攪拌混合均勻后，置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，并過100目篩，得到球磨粉末，將其置于發(fā)酵罐中，再按固液質(zhì)量比1:3，取造紙廢水處理工藝中二沉池活性污泥與造紙廢水進(jìn)行攪拌混合均勻，得發(fā)酵基料，將發(fā)酵基料加入至發(fā)酵罐中，加入的量為球磨粉末質(zhì)量的1倍，待加入完成后，對其進(jìn)行密封發(fā)酵5天，控制發(fā)酵溫度為35℃；待上述發(fā)酵完成后，用曝氣管向發(fā)酵罐內(nèi)充入空氣，進(jìn)行曝氣處理10h，待發(fā)酵罐中活性污泥全部流失，隨后靜置40min，收集下層沉淀，將得到的下層沉淀浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％聚乙二醇中，在溫度為30℃下浸泡1h，過濾，得濾渣；按質(zhì)量比2:1，將無水乙醇與上述濾渣進(jìn)行混合，在70℃下攪拌混合30min后，冷卻至室溫，并將冷卻物置于離心分離機(jī)中，以2000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離30min，收集下層沉淀，將下層沉淀置于40℃烘箱中干燥1h，得到活化干燥物；最后將上述制備的活化干燥物置于燒杯中，并向燒杯中加入備用的纖維熔融膠體，加入的量為活化干燥物質(zhì)量的30％，并對燒杯進(jìn)行加熱，控制溫度為50℃，加熱40min后，冷卻至室溫，得熔融混合物；最后按重量份數(shù)計，分別稱取50份聚乙烯，30份上述制備的熔融混合物，1份偶聯(lián)劑KH-550，2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，將其混合均勻后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為160℃，二區(qū)溫度為165℃，三區(qū)溫度為170℃，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50r/min，進(jìn)行擠出造粒，收集擠出料，即可制備得到電纜護(hù)套料。
本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料氧指數(shù)達(dá)到38，拉伸強(qiáng)度達(dá)到28MPa，擊穿強(qiáng)度達(dá)到23.1kV/mm，斷裂伸長率達(dá)到330％，20℃時體積電阻率為2.8×1010Ω·m。
實例3
首先收集2kg氨綸廢絲，將其投入纖維切絲機(jī)中，切割粉碎成12mm短纖維，按質(zhì)量比2:1，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％乙醇溶液和四氫呋喃進(jìn)行攪拌混合均勻，得到纖維清洗液，再按質(zhì)量比1:2，將短纖維浸泡于纖維清洗液中，對其進(jìn)行加熱，控制溫度為30℃，加熱攪拌清洗12min，再靜置冷卻至室溫，取出清洗后的短纖維；將上述清洗后的短纖維置于42℃烘箱中干燥45min，將干燥纖維置于熔融爐中進(jìn)行熔融，控制溫度為70℃，熔融50min，隨后隨爐冷卻至室溫，得到纖維熔融膠體，備用；按質(zhì)量比3:2，將凹凸棒土與亞麻纖維進(jìn)行攪拌混合均勻后，置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，并過110目篩，得到球磨粉末，將其置于發(fā)酵罐中，再按固液質(zhì)量比1:3，取造紙廢水處理工藝中二沉池活性污泥與造紙廢水進(jìn)行攪拌混合均勻，得發(fā)酵基料，將發(fā)酵基料加入至發(fā)酵罐中，加入的量為球磨粉末質(zhì)量的1倍，待加入完成后，對其進(jìn)行密封發(fā)酵6天，控制發(fā)酵溫度為37℃；待上述發(fā)酵完成后，用曝氣管向發(fā)酵罐內(nèi)充入空氣，進(jìn)行曝氣處理10h，待發(fā)酵罐中活性污泥全部流失，隨后靜置45min，收集下層沉淀，將得到的下層沉淀浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32％聚乙二醇中，在溫度為35℃下浸泡2h，過濾，得濾渣；按質(zhì)量比2:1，將無水乙醇與上述濾渣進(jìn)行混合，在75℃下攪拌混合35min后，冷卻至室溫，并將冷卻物置于離心分離機(jī)中，以2500r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離35min，收集下層沉淀，將下層沉淀置于42℃烘箱中干燥1h，得到活化干燥物；最后將上述制備的活化干燥物置于燒杯中，并向燒杯中加入備用的纖維熔融膠體，加入的量為活化干燥物質(zhì)量的35％，并對燒杯進(jìn)行加熱，控制溫度為55℃，加熱45min后，冷卻至室溫，得熔融混合物；最后按重量份數(shù)計，分別稱取55份聚乙烯，32份上述制備的熔融混合物，1份偶聯(lián)劑KH-550，2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，將其混合均勻后，置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為162℃，二區(qū)溫度為167℃，三區(qū)溫度為172℃，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速50r/min，進(jìn)行擠出造粒，收集擠出料，即可制備得到電纜護(hù)套料。
本發(fā)明制備的電纜護(hù)套料氧指數(shù)達(dá)到37，拉伸強(qiáng)度達(dá)到29MPa，擊穿強(qiáng)度達(dá)到25.1kV/mm，斷裂伸長率達(dá)到328％，20℃時體積電阻率為2.8×1010Ω·m。