專利名稱：粘度為50～80毫帕·秒的粘結劑的制備方法及粘結劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及礦物質絕緣電纜領域，尤其涉及一種粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法，同時還涉及該制備方法所得的粘結劑以及該粘結劑在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中的應用。
背景技術：
礦物質絕緣電纜作為防火電纜，在國民經濟建設中起到非常重要作用。隨著經濟發展，礦物質絕緣電纜的使用也越來越廣泛。傳統礦物質絕緣電纜瓷柱采用聚乙烯醇和硬脂酸鋅的混合物作為粘結劑，在瓷柱的制作過程中，將聚乙烯醇和硬脂酸鋅的混合物通過熱水浴融化后，在氧化鎂粉造粒的同時時，以不超過3%的比例噴霧添加。上述粘結劑存在 兩個缺點(1)粘結劑使用時，需要通過熱水浴將其融化方可使用，使用麻煩且存在耗能；瓷柱制作的后期，瓷柱需要在1250°C下經過7個小時的煅燒方可將粘結劑中的水分完全揮發掉，能耗巨大。在節能減排及安全生產的大背景下，降低能耗、提高效率、節省材料越來越得到企業的重視。因此，需要一種應用方便、節能能源的礦物質絕緣電纜瓷柱用的粘結劑。
發明內容
針對上述技術問題，本發明提供了一種粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，同時給出了本發明的方法制備的粘結劑及其在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中的應用。本發明采用聚合度在600 800的纖維素作為原材料，經過一定工藝條件下的堿化處理和醚化處理，得到粘度在50 80mPa *s的粘結劑，該粘結劑具有適宜的粘度以及良好的水溶性。本發明提供的技術方案為一種粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法，包括步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理O. 5 lh，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 5 O. 6倍，堿化溫度小于等于50°C ；步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理O. 5 lh，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. I O. 2倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的O. 8 I. 2倍；步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，得到粘結劑。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法中，所述纖維素通過硫酸化廢棉絨進行處理得到，其中，所述硫酸化廢棉絨中所含的纖維素的聚合度為600 800。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，通過硫酸化廢棉絨處理制備纖維素的方法如下
步驟(I)、去除硫酸化廢棉絨中的雜質，步驟(2)、利用次氯酸鈉對所述步驟(I)處理的硫酸化廢棉絨進行漂白，步驟(3)、中和或者水洗，使所述步驟(2)處理的硫酸化廢棉絨的pH值為7，得到
纖維素。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟一中，所述堿化處理在氮氣環境下進行，壓強小于等于O. 05MPa。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟二中，所述醚化處理的反應環境的壓強小于等于O. 15MPa。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟三中， 對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，其中，所述后續處理包括有以下步驟步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物，步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行中和，至pH值為7，步驟(c)、將步驟(b)得到的固體反應產物干燥，得到粘結劑。優選的是，所述的粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟(a)中，對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷。一種采用所述的方法制備的粘結劑。所述的粘結劑在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中的應用。本發明具有以下有益效果本發明采用聚合度在600 800的纖維素作為原材料，經過一定工藝條件下的堿化處理和醚化處理，得到粘度在50 80mPa · s的粘結劑；粘結劑的純度大于99%，醚化度O. 7 O. 9，在水中溶解后水中游離纖維或不溶物小于O. 5%。經過本發明的制備方法得到的粘結劑具有適宜的粘度，使用時粘結效果良好，無分層產生；瓷柱制作的后期，在750°C下煅燒3個小時就可以完成干燥，極大的降低了能耗；粘結劑具有良好的水溶性，在常溫下即可以溶于水，使用非常方便，相比于傳統的粘結劑，省去了粘結劑溶解步驟的能耗。本發明采用硫酸化廢棉絨作為制備纖維素的原材料，硫酸化廢棉絨所含的纖維素的聚合度為600 800，正好滿足礦物質絕緣電纜瓷柱用粘結劑的工藝需要，因為只有當纖維素聚合度在600 800時，才能夠得到本發明中粘度在50 80mPa *s的粘結劑，本發明利用硫酸化廢棉絨的特性，實現了對硫酸化廢棉絨的再利用，提高了資源的利用效率。
具體實施例方式下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。本發明提供一種粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法，包括步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理O. 5 lh，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 5 O. 6倍，堿化溫度小于等于50°C ；步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理O. 5 lh，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. I O. 2倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的O. 8 I. 2倍；步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，得到粘結劑。
所述的粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法中，所述纖維素通過硫酸化廢棉絨進行處理得到，其中，所述硫酸化廢棉絨中所含的纖維素的聚合度為600 800。所述的粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法中，通過硫酸化廢棉絨處理制備纖維素的方法如下步驟(I)、去除硫酸化廢棉絨中的雜質，
步驟⑵、利用次氯酸鈉對所述步驟⑴處理的硫酸化廢棉絨進行漂白，步驟(3)、中和或者水洗，使所述步驟(2)處理的硫酸化廢棉絨的pH值為7，得到
纖維素。所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟一中，所述堿化處理在氮氣環境下進行，壓強小于等于O. 05MPa。所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟二中，所述醚化處理的反應環境的壓強小于等于O. 15MPa。所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟三中，對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，其中，所述后續處理包括有以下步驟步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物，步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行中和，至pH值為7，步驟(c)、將步驟(b)得到的固體反應產物干燥，得到粘結劑。所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法中，所述步驟(a)中，對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷。一種采用所述的方法制備的粘結劑。所述的粘結劑在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中的應用。本發明的粘結劑在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中應用時，先按照一定的添加比例溶于水中，然后在造粒機中以噴霧的形式與氧化鎂混合。上述過程中，添加比例為氧化鎂重量的2 3%。混合有粘結劑的氧化鎂通過壓片機進行壓制，得到瓷柱。將壓制好的瓷柱置于電爐內進行煅燒，煅燒溫度從原先的1250°C降低至750°C，煅燒時間從原先的7h縮短至3h。瓷柱經煅燒后冷卻。實施例實施例一步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理O. 5h，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 5倍，堿化溫度在40°C，堿化處理在氮氣環境下進行，壓強始終在 O. 04MPa ；步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理O. 5h，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. I倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的O. 8倍，醚化處理的反應環境的壓強保持O. 14MPa ；步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物；對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷，實現對有機溶劑的回收，步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行冰醋酸中和，并用純水洗滌至pH值為7，
步驟(C)、利用離心機甩干步驟(b)得到的固體反應產物，并利用烘干機干燥，得到粘結劑。本實施例中粘結劑的粘度為68mPa · S。實施例二步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理lh，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 6倍，堿化溫度50°C，堿化處理在氮氣環境下進行，壓強O. 05MPa ；步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理lh，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. 2倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的I. 2倍，醚化處理的反應環境的壓強O. 15MPa ；
步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物；對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷，實現對有機溶劑的回收，步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行冰醋酸中和，并用純水洗滌至pH值為7，步驟(C)、利用離心機甩干步驟(b)得到的固體反應產物，并利用烘干機干燥，得到粘結劑。本實施例中步驟一中的纖維素為通過硫酸化廢棉絨進行處理得到,其中，所述硫酸化廢棉絨中所含的纖維素的聚合度為600 800。通過硫酸化廢棉絨處理制備纖維素的方法如下步驟(I)、利用重力分離設備去除硫酸化廢棉絨中的棉籽殼、砂、煤灰等雜質，步驟(2)、利用次氯酸鈉對所述步驟(I)處理的硫酸化廢棉絨進行漂白，同時加入少量表面活性劑，表面活性劑的添加比例為硫酸化廢棉絨的質量的1/2000，漂白時間為45min，步驟(3)、對所述步驟⑵處理的硫酸化廢棉絨反復沖洗，清洗掉蠟、果膠等雜質，使硫酸化廢棉絨的PH值為7，得到纖維素，此時，纖維素的聚合度在600 800，純度大于95%,纖維長度小于180 μ m,白度大于82。本實施例中粘結劑的粘度為60mPa · S。實施例三步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理O. 8h，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 7倍，堿化溫度45°C，堿化處理在氮氣環境下進行，壓強O.02MPa ；步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理O. 9h，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. 18倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的I. I倍，醚化處理的反應環境的壓強保持O. IlMPa ；步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物；對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷，實現對有機溶劑的回收，步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行冰醋酸中和，并用純水洗滌至pH值為7，步驟(C)、利用離心機甩干步驟(b)得到的固體反應產物，并利用烘干機干燥，得到粘結劑。本實施例中步驟一中的纖維素為通過硫酸化廢棉絨進行處理得到，其中，所述硫酸化廢棉絨中所含的纖維素的聚合度為600 800。通過硫酸化廢棉絨處理制備 纖維素的方法如下步驟(I)、利用重力分離設備去除硫酸化廢棉絨中的棉籽殼、砂、煤灰等雜質，步驟(2)、利用次氯酸鈉對所述步驟(I)處理的硫酸化廢棉絨進行漂白，同時加入少量表面活性劑，表面活性劑的添加比例為硫酸化廢棉絨的質量的1/2000，漂白時間為45min，步驟(3)、對所述步驟(2)處理的硫酸化廢棉絨反復沖洗，清洗掉蠟、果膠等雜質，使硫酸化廢棉絨的PH值為7，得到纖維素，此時，纖維素的聚合度在600 800，純度大于95%,纖維長度小于180 μ m,白度大于82。本實施例中粘結劑的粘度為74mPa · S。盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里描述的實施例。
權利要求
1.粘度為50 80毫帕·秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，包括 步驟一、采用氫氧化鈉對聚合度在600 800的纖維素進行堿化處理O. 5 lh，氫氧化鈉的用量為纖維素的質量的O. 5 O. 6倍，堿化溫度小于等于50°C ； 步驟二、采用環氧丙烷和氯乙烷對所述步驟一得到的反應產物進行醚化處理O. 5 lh，其中，環氧丙烷的用量分別為纖維素的質量的O. I O. 2倍，氯乙烷的用量為纖維素的質量的O. 8 I. 2倍； 步驟三、對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，得到粘結劑。
2.如權利要求I所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，所述纖維素通過硫酸化廢棉絨進行處理得到，其中，所述硫酸化廢棉絨中所含的纖維素的聚合度為600 800。
3.如權利要求2所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，通過硫酸化廢棉絨處理制備纖維素的方法如下 步驟(I)、去除硫酸化廢棉絨中的雜質， 步驟(2)、利用次氯酸鈉對所述步驟(I)處理的硫酸化廢棉絨進行漂白， 步驟(3)、中和或者水洗，使所述步驟⑵處理的硫酸化廢棉絨的pH值為7，得到纖維素。
4.如權利要求I所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，所述堿化處理在氮氣環境下進行，壓強小于等于O. 05MPa。
5.如權利要求I所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，所述醚化處理的反應環境的壓強小于等于O. 15MPa。
6.如權利要求I所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，所述步驟三中，對所述步驟二得到的反應產物進行后續處理，其中，所述后續處理包括有以下步驟 步驟(a)、分離所述步驟二得到的反應產物中的液體，得到固體反應產物， 步驟(b)、對步驟(a)中的固體反應產物進行中和，至pH值為7， 步驟(C)、將步驟(b)得到的固體反應產物干燥，得到粘結劑。
7.如權利要求6所述的粘度為50 80毫帕 秒的粘結劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)中，對分離得到的液體進行加熱蒸餾，收集環氧丙烷和氯乙烷。
8.一種采用如權利要求I 7所述的方法制備的粘結劑。
9.如權利要求8所述的粘結劑在礦物質絕緣電纜瓷柱的制備中的應用。
全文摘要
本發明公開一種粘度為50～80毫帕·秒的粘結劑的制備方法及粘結劑及其應用。本發明采用聚合度在600～800的纖維素作為原材料，經過一定工藝條件下的堿化處理和醚化處理，得到粘度在50～80mPa·s的粘結劑。粘結劑具有適宜的粘度，使用時粘結效果良好；瓷柱制作的后期，在750℃下煅燒3個小時就可以完成干燥，極大的降低了能耗；粘結劑具有良好的水溶性，在常溫下即可以溶于水，使用非常方便，省去了粘結劑溶解步驟的能耗。本發明采用硫酸化廢棉絨作為制備纖維素的原材料，硫酸化廢棉絨所含的纖維素的聚合度為600～800，正好滿足礦物質絕緣電纜瓷柱用粘結劑的工藝需要，本發明利用硫酸化廢棉絨的特性，實現了對硫酸化廢棉絨的再利用，提高了資源的利用效率。
文檔編號D21C5/00GK102863544SQ201210364168
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者張楠, 崔永坤 申請人:上海同化新材料科技有限公司