專利名稱：一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著國家電網(wǎng)建設(shè)加快、特高壓工程相繼投入建設(shè)，極大的促進(jìn)了電線電纜行業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近15年來，電線電纜行業(yè)年均增長達(dá)15%以上，成為我國機(jī)械電子工業(yè)中僅次于汽車行業(yè)的第二大產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)能力超過美國，居世界首位?！ㄊ濉ㄆ陂g我國電網(wǎng)總投資將達(dá)到2. 9萬億元，可以預(yù)見，西電東送、特高壓交流/直流輸電工程、骨架電網(wǎng)升壓擴(kuò)容、全國聯(lián)網(wǎng)等大規(guī)模的電網(wǎng)建設(shè)將為電線電纜行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間。此外， 通信、汽車、造船、煤礦、建筑等領(lǐng)域的快速發(fā)展也為電線電纜行業(yè)創(chuàng)造了巨大的需求。我國電線電纜企業(yè)大多集中在華東、華南地區(qū)，占全國總數(shù)的72. 4%。江蘇省電線電纜企業(yè)有792家，成產(chǎn)能力居全國第二位，而宜興企業(yè)約占了江蘇省的34. 4%，是我國最大的電線電纜制造基地。2010年，宜興電線電纜年產(chǎn)值超過1000億，成為宜興市支柱性產(chǎn)業(yè)之一。目前，電線電纜絕緣體和包覆保護(hù)層所用原料主要為聚乙烯和聚氯乙烯，其中交聯(lián)聚乙烯電纜料是將線型結(jié)構(gòu)聚乙烯經(jīng)過氧化物或硅烷交聯(lián)形成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)，具有不溶解不融熔的特性，與聚氯乙烯相比，其耐熱性優(yōu)良，可以在90°C下長期使用；絕緣電阻高，介質(zhì)損耗角正切??；有良好的耐化學(xué)性、耐磨性和耐環(huán)境應(yīng)力開裂，且交聯(lián)聚乙烯一旦發(fā)生電纜燃燒，散發(fā)出的是二氧化碳和水，而聚氯乙烯電纜燃燒時(shí)產(chǎn)生氯化氫等有害氣體；此外，交聯(lián)聚乙烯的密度比聚氯乙烯小40%左右，可以明顯減輕架空線的質(zhì)量，因此，交聯(lián)聚乙烯絕緣料已成為電線電纜生產(chǎn)中最主要的絕緣料。由于電線電纜制備工藝的特殊性，在生產(chǎn)和制造過程中，約產(chǎn)生5%的廢棄交聯(lián)聚乙烯。此外，隨著我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造和通信設(shè)施的大面積升級(jí)，每年產(chǎn)生大量的廢棄電纜，其中電纜中的導(dǎo)電材料，如銅、鋁等金屬可通過簡單的方法回收利用，但產(chǎn)生大量的交聯(lián)聚乙烯由于不熔難以回收，造成環(huán)境污染，帶來了沉重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。但廢棄交聯(lián)聚乙烯是極具回收利用價(jià)值的資源，回收利用I噸廢舊交聯(lián)聚乙烯相當(dāng)于少用3-5噸石油，這對(duì)缺乏原生資源，原油大量依賴進(jìn)口(2009年，我國原油進(jìn)口量為2. 04億噸，中國國家統(tǒng)計(jì)年鑒2010)的我國國民經(jīng)濟(jì)無疑具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)外處理廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的方法主要有填埋、焚燒和回收利用等。填埋法占地面積大，與城市建設(shè)爭地矛盾突出，填埋費(fèi)用高，多與其他城市固體垃圾一同填埋，填埋滲出的有機(jī)物污染水源，影響地下生態(tài)環(huán)境。焚燒法多余其他城市廢棄固體垃圾一起焚燒，產(chǎn)生有毒氣體，污染大氣，焚燒的無毒化處理設(shè)備投資大，成本高(建一座大型焚燒廠需20多億元)。填埋和焚燒均浪費(fèi)了廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料中有用的物質(zhì)和能量。
目前采用專利號(hào)為95111258.9的固相力化學(xué)反應(yīng)器將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料制成超細(xì)粉碎制成粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體，作為制備其他材料的原料進(jìn)行循環(huán)再利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體。本發(fā)明的目的在于另一目的在于提供一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，按重量份計(jì)包含以下組份
廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料 200-400份
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS) 300-500份
填充油10 :100份
硅烷偶聯(lián)劑I 20份
膦酸酯阻燃劑100 200份
其他助劑0~10份所述的廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料是將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器在室溫(25±5°C)下進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體。所述的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)可選用韓國LG化學(xué)SBSLG-501 ;臺(tái)橡(TAIPOL) SBS 4202 ;巴陵石化SBS ΥΗ_788、ΥΗ_792等牌號(hào)的市售產(chǎn)品中的一種或多種。所述的填充油為石蠟油或白油。所述的膦酸酯阻燃劑為三苯基氧化膦、三(3-羥丙基)氧化膦、環(huán)狀烷基膦酸酯中的一種或幾種；所述的硅烷偶聯(lián)劑為ΚΗ-550、ΚΗ-560和Α-171中的任意一種。所述的其他助劑為為抗氧化劑、抗紫外劑、潤滑劑中的一種或幾種。所述的抗氧化劑為168和1098 ;所述的抗紫外劑為UV-P或抗紫外劑770 ;所述的潤滑劑為AC-540A。上述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，采用以下方法制備(1)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為0. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體；(2)按比例將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯(lián)劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速30(T400r/min，機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)20(T210°C，二區(qū) 21(T220°C，三區(qū)至七區(qū)溫度在 220 230°C，加料口 150 170°C。
上述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體的制備方法(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體；(2)按比例將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯(lián)劑、膦酸酯阻 燃劑和其他助劑加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速30(T400r/min，機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)20(T21(TC，二區(qū)21(T220°C，三區(qū)至七區(qū)溫度在220 230°C，加料口 150 170°C。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體為廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的循環(huán)利用提供了途徑，可以降低成本，減少環(huán)境污染，節(jié)約資源。所制備的阻燃熱塑性彈性體具有優(yōu)越的阻燃型且其它性能均符合標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料 200份
SBS400份 32#白油 50份 KH-550 10 份
三苯基氧化膦150份
抗氧劑1685份(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器(專利號(hào)為95111258. 9的固相力化學(xué)反應(yīng)器)進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體。(2)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS YH 792，巴陵石化)、32#白油、KH-550 (南京能德化工有限公司)和三苯基氧化膦(科萊恩公司)、抗氧劑168 (汽巴公司提供)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速400r/min ;其機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)205°C，二區(qū)215°C，三區(qū)220°C，四區(qū)225°C，五區(qū)220°C，六區(qū)220°C，七區(qū) 220°C，加料口 1600C ο所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(shù)(LOI)為33. 8%，通過UL 94V-0級(jí)阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為14. 5MPa，保留強(qiáng)度約為93. 2%，力學(xué)保留率較高。其綜合性能較好。實(shí)施例2廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料300份
SBS300 份
石蠟油150SN60份
KH-560丨 5 份
三(3-羥丙基)氧化膦120份
潤滑劑AC-540A8份(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器(專利號(hào)為95111258. 9的固相力化學(xué)反應(yīng)器)進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體。(2)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS YH 788，巴陵石化)、石蠟油150SN、KH-560 (南·京能德化工有限公司)和三(3-羥丙基)氧化膦(科萊恩公司)、潤滑劑AC-540A (honeywell公司提供)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速350r/min ;其機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)200°C，二區(qū)210°C，三區(qū)220°C，四區(qū)225°C，五區(qū) 220°C，六區(qū) 220°C，七區(qū) 220°C，加料口 160°C。所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(shù)(LOI)為30. 5%，通過UL 94V-0級(jí)阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為15. 8MPa，保留強(qiáng)度約為92. 8%，力學(xué)保留率較高。其綜合性能較好。實(shí)施例3
廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料 400份SBS500份
32#白油90份
KH-55015 份
三苯基氧化膦180份
抗氧劑1686份(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器(專利號(hào)為95111258. 9的固相力化學(xué)反應(yīng)器)進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體。(2)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS YH 792，巴陵石化)、32#白油、KH-550 (南京能德化工有限公司)和三苯基氧化膦(科萊恩公司)、抗氧劑168 (汽巴公司提供)加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速400r/min ;其機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)205°C，二區(qū)215°C，三區(qū)220°C，四區(qū)225°C，五區(qū)220°C，六區(qū)220°C，七區(qū) 220°C，加料口 1600C ο所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(shù)(LOI)為34. 6%，通過UL 94V-0級(jí)阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為15. OMPa,保留強(qiáng)度約為93. 0%，力
學(xué)保留率較高。其綜合性能較好。
權(quán)利要求
1.一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于按重量份計(jì)包含以下組份 廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料200 400份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 300~500份 填充油IO 100份硅烷偶聯(lián)劑1 20份。
膦酸酯阻燃劑100-200份 其他助劑0~10份
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料是將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O.riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的填充油為石蠟油或白油。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的膦酸酯阻燃劑為三苯基氧化膦、三(3-羥丙基)氧化膦、環(huán)狀烷基膦酸酯中的一種或幾種；所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550、KH-560和A-171中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的其他助劑為為抗氧化劑、抗紫外劑、潤滑劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的抗氧化劑為168和1098 ;所述的抗紫外劑為UV-P或抗紫外劑770 ;所述的潤滑劑為AC-540A。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于采用以下方法制備(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細(xì)粉體；(2)按比例將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯(lián)劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速30(T400r/min，機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)20(T210°C，二區(qū)21(T220°C，三區(qū)至七區(qū)溫度在22(T230°C，加料口15(Tl70°C。
8.權(quán)利要求I所述的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體的制備方法，其特征在于(I)將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料常規(guī)粉碎得到粒徑為0. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行固相超細(xì)粉碎得到的粒徑為20μπΓ 00μπι的超細(xì)粉體；(2)按比例將廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的超細(xì)粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯(lián)劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉(zhuǎn)速30(T400r/min，機(jī)頭到加料口溫度為一區(qū)20(T210°C，二區(qū)21(T220°C，三區(qū)至七區(qū)溫度在220 230°C，加料口 150 170°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法，按重量份計(jì)包含以下組份廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料200~400份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物300~500份、填充油10~100份、硅烷偶聯(lián)劑1~20份、膦酸酯阻燃劑 100~200份、其他助劑0~10份。本發(fā)明的利用廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料生產(chǎn)的阻燃熱塑性彈性體為廢棄交聯(lián)聚乙烯電纜料的循環(huán)利用提供了途徑，可以降低成本，減少環(huán)境污染，節(jié)約資源。所制備的阻燃熱塑性彈性體具有優(yōu)越的阻燃型且其它性能均符合標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)B29C47/92GK102898768SQ201210363459
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者沈考權(quán), 田濤, 劉云燕, 曹駿 申請人:江蘇興海線纜有限公司