專利名稱：一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著國家電網建設加快、特高壓工程相繼投入建設，極大的促進了電線電纜行業的發展。據統計，近15年來，電線電纜行業年均增長達15%以上，成為我國機械電子工業中僅次于汽車行業的第二大產業，生產能力超過美國，居世界首位。〃十二五〃期間我國電網總投資將達到2. 9萬億元，可以預見，西電東送、特高壓交流/直流輸電工程、骨架電網升壓擴容、全國聯網等大規模的電網建設將為電線電纜行業提供廣闊的發展空間。此外， 通信、汽車、造船、煤礦、建筑等領域的快速發展也為電線電纜行業創造了巨大的需求。我國電線電纜企業大多集中在華東、華南地區，占全國總數的72. 4%。江蘇省電線電纜企業有792家，成產能力居全國第二位，而宜興企業約占了江蘇省的34. 4%，是我國最大的電線電纜制造基地。2010年，宜興電線電纜年產值超過1000億，成為宜興市支柱性產業之一。目前，電線電纜絕緣體和包覆保護層所用原料主要為聚乙烯和聚氯乙烯，其中交聯聚乙烯電纜料是將線型結構聚乙烯經過氧化物或硅烷交聯形成網狀或體型結構，具有不溶解不融熔的特性，與聚氯乙烯相比，其耐熱性優良，可以在90°C下長期使用；絕緣電阻高，介質損耗角正切小；有良好的耐化學性、耐磨性和耐環境應力開裂，且交聯聚乙烯一旦發生電纜燃燒，散發出的是二氧化碳和水，而聚氯乙烯電纜燃燒時產生氯化氫等有害氣體；此外，交聯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量，因此，交聯聚乙烯絕緣料已成為電線電纜生產中最主要的絕緣料。由于電線電纜制備工藝的特殊性，在生產和制造過程中，約產生5%的廢棄交聯聚乙烯。此外，隨著我國城鄉電網改造和通信設施的大面積升級，每年產生大量的廢棄電纜，其中電纜中的導電材料，如銅、鋁等金屬可通過簡單的方法回收利用，但產生大量的交聯聚乙烯由于不熔難以回收，造成環境污染，帶來了沉重的環境負擔。但廢棄交聯聚乙烯是極具回收利用價值的資源，回收利用I噸廢舊交聯聚乙烯相當于少用3-5噸石油，這對缺乏原生資源，原油大量依賴進口(2009年，我國原油進口量為2. 04億噸，中國國家統計年鑒2010)的我國國民經濟無疑具有十分重要的意義。目前，國內外處理廢棄交聯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，與城市建設爭地矛盾突出，填埋費用高，多與其他城市固體垃圾一同填埋，填埋滲出的有機物污染水源，影響地下生態環境。焚燒法多余其他城市廢棄固體垃圾一起焚燒，產生有毒氣體，污染大氣，焚燒的無毒化處理設備投資大，成本高(建一座大型焚燒廠需20多億元)。填埋和焚燒均浪費了廢棄交聯聚乙烯電纜料中有用的物質和能量。
目前采用專利號為95111258.9的固相力化學反應器將廢棄交聯聚乙烯電纜料制成超細粉碎制成粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體，作為制備其他材料的原料進行循環再利用。
發明內容
本發明的目的在于針對背景技術中存在的技術問題，提供一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體。本發明的目的在于另一目的在于提供一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體的制備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案實現一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體，按重量份計包含以下組份
廢棄交聯聚乙烯電纜料 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份所述的廢棄交聯聚乙烯電纜料是將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器在室溫(25±5°C)下進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體。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SBSLG-501 ;臺橡(TAIPOL) SBS 4202 ;巴陵石化SBS ΥΗ_788、ΥΗ_792等牌號的市售產品中的一種或多種。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、環狀烷基膦酸酯中的一種或幾種；所述的硅烷偶聯劑為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聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體，采用以下方法制備(1)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為0. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體；(2)按比例將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速30(T400r/min，機頭到加料口溫度為一區20(T210°C，二區 21(T220°C，三區至七區溫度在 220 230°C，加料口 150 170°C。
上述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體的制備方法(I)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體；(2)按比例將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯劑、膦酸酯阻 燃劑和其他助劑加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速30(T400r/min，機頭到加料口溫度為一區20(T21(TC，二區21(T220°C，三區至七區溫度在220 230°C，加料口 150 170°C。本發明的有益效果本發明的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體為廢棄交聯聚乙烯電纜料的循環利用提供了途徑，可以降低成本，減少環境污染，節約資源。所制備的阻燃熱塑性彈性體具有優越的阻燃型且其它性能均符合標準。
具體實施例方式實施例I
廢棄交聯聚乙烯電纜料 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)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器(專利號為95111258. 9的固相力化學反應器)進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體。(2)將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、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)加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速400r/min ;其機頭到加料口溫度為一區205°C，二區215°C，三區220°C，四區225°C，五區220°C，六區220°C，七區 220°C，加料口 1600C ο所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(LOI)為33. 8%，通過UL 94V-0級阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復合材料的拉伸強度為14. 5MPa，保留強度約為93. 2%，力學保留率較高。其綜合性能較好。實施例2廢棄交聯聚乙烯電纜料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)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器(專利號為95111258. 9的固相力化學反應器)進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體。(2)將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、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)加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速350r/min ;其機頭到加料口溫度為一區200°C，二區210°C，三區220°C，四區225°C，五區 220°C，六區 220°C，七區 220°C，加料口 160°C。所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(LOI)為30. 5%，通過UL 94V-0級阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復合材料的拉伸強度為15. 8MPa，保留強度約為92. 8%，力學保留率較高。其綜合性能較好。實施例3
廢棄交聯聚乙烯電纜料 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)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器(專利號為95111258. 9的固相力化學反應器)進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體。(2)將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、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)加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速400r/min ;其機頭到加料口溫度為一區205°C，二區215°C，三區220°C，四區225°C，五區220°C，六區220°C，七區 220°C，加料口 1600C ο所得的阻燃熱塑性彈性體的極限氧指數(LOI)為34. 6%，通過UL 94V-0級阻燃測試以及850°C的GWIT測試。阻燃復合材料的拉伸強度為15. OMPa,保留強度約為93. 0%，力
學保留率較高。其綜合性能較好。
權利要求
1.一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于按重量份計包含以下組份 廢棄交聯聚乙烯電纜料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份硅烷偶聯劑1 20份。
膦酸酯阻燃劑100-200份 其他助劑0~10份
2.根據權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于所述的廢棄交聯聚乙烯電纜料是將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O.riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體。
3.根據權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產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.根據權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產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、環狀烷基膦酸酯中的一種或幾種；所述的硅烷偶聯劑為KH-550、KH-560和A-171中的任意一種。
5.根據權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產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.根據權利要求5所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產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.根據權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體，其特征在于采用以下方法制備(I)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為O. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器進行固相超細粉碎得到的粒徑為20 μ πΓ ΟΟ μ m的超細粉體；(2)按比例將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速30(T400r/min，機頭到加料口溫度為一區20(T210°C，二區21(T220°C，三區至七區溫度在22(T230°C，加料口15(Tl70°C。
8.權利要求I所述的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體的制備方法，其特征在于(I)將廢棄交聯聚乙烯電纜料常規粉碎得到粒徑為0. riOmm的粗粉體；再將上述粗粉體，利用固相力化學反應器進行固相超細粉碎得到的粒徑為20μπΓ 00μπι的超細粉體；(2)按比例將廢棄交聯聚乙烯電纜料的超細粉體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、填充油、硅烷偶聯劑、膦酸酯阻燃劑和其他助劑加入攪拌機中攪拌均勻后，經雙螺桿擠出機共混造粒而成，其擠出工藝為螺桿轉速30(T400r/min，機頭到加料口溫度為一區20(T210°C，二區21(T220°C，三區至七區溫度在220 230°C，加料口 150 170°C。
全文摘要
本發明公開了一種利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體及其制備方法，按重量份計包含以下組份廢棄交聯聚乙烯電纜料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、硅烷偶聯劑1~20份、膦酸酯阻燃劑 100~200份、其他助劑0~10份。本發明的利用廢棄交聯聚乙烯電纜料生產的阻燃熱塑性彈性體為廢棄交聯聚乙烯電纜料的循環利用提供了途徑，可以降低成本，減少環境污染，節約資源。所制備的阻燃熱塑性彈性體具有優越的阻燃型且其它性能均符合標準。
文檔編號B29C47/92GK102898768SQ201210363459
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者沈考權, 田濤, 劉云燕, 曹駿 申請人:江蘇興海線纜有限公司