一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳及其制造工艺，该制造工艺包括：S1：将增稠剂、无卤阻燃纳米颗粒加入芳纶纳米纤维分散液中，搅拌形成阻燃体系；S2：将芳纶浆粕纤维经疏解分散、湿法成形、热压干燥，造成芳纶浆粕原纸；S3：将阻燃体系均匀附着于芳纶浆粕原纸表面，然后烘干，使得无卤阻燃纳米颗粒通过芳纶纳米纤维吸附于芳纶浆粕纤维的表面，得到阻燃芳纶纸；S4：将阻燃芳纶纸经过收卷机器收卷并切割、绞成绳状即得。针对传统阻燃填充绳耐温等级低、会释放卤素、密度大等问题，本发明专利技术优选无卤阻燃纳米颗粒作为阻燃添加剂，并通过芳纶纳米纤维实现了其分散与黏附，赋予了芳纶浆粕纤维填充绳高阻燃特性，拓展了芳纶浆粕纤维填充绳的功能。充绳的功能。充绳的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳及其制造工艺


[0001]本专利技术涉及电缆制造领域，具体地，涉及一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳及其制造工艺。

技术介绍

[0002]目前，生产轨道机车电缆、船舶电缆、核电电缆及其它特种电缆中，常用玻纤绳、石棉、普通棉纱填充于电缆内部间隙，实现电缆外保护层圆形完整、强度提高、结构稳定。然而，这些填充绳有的能耐高温，但无阻燃性；有的具有耐高温特性，但对环境不友好，对生产制造人员造成极大危害，如玻璃纤维麻绳，硬度较大，密度高，会增加电缆重量，同时细小纤维还会随风飘扬容易使得制造工人吸入肺部，造成病变；再如石棉填充，存在比重大，也存在危害人体健康的问题，已被世界卫生公约组织禁止使用，我国相关法律法规也规定逐步要减少其使用；普通棉纱填充绳则存在无阻燃、不耐高温易吸湿等问题。目前市场上缺少一种无卤素、耐高温且轻质的电缆填充绳，越来越无法满足特定领域对电缆制造的要求。

技术实现思路

[0003]针对目前市场上缺少一种无卤素、耐高温且轻质的电缆填充绳的问题，本专利技术提供了一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳及其制造工艺，解决了国内外同类产品卤素高、耐温性差、不环保、制造工艺不安全等问题，为制造特种电缆提供了一种新型的耐高温填充绳，且能更好的满足轨道机车、核电站、水力发电等领域对电缆制造的要求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳的制造工艺，该制造工艺包括如下步骤：
[0005]S1：将增稠剂、无卤阻燃纳米颗粒加入芳纶纳米纤维分散液中，搅拌形成阻燃体系；
[0006]S2：将芳纶浆粕纤维经疏解分散、湿法成形、热压干燥，造成芳纶浆粕原纸；
[0007]S3：将阻燃体系均匀附着于所述芳纶浆粕原纸表面，然后烘干，使得无卤阻燃纳米颗粒通过芳纶纳米纤维吸附于芳纶浆粕纤维的表面，得到阻燃芳纶纸；
[0008]S4：将阻燃芳纶纸经过收卷机器收卷并切割、绞成绳状即得。
[0009]针对传统阻燃填充绳耐温等级低、会释放卤素、密度大等问题，本专利技术优选无卤阻燃纳米颗粒作为阻燃添加剂，并通过芳纶纳米纤维实现了其分散与黏附，赋予了芳纶浆粕纤维填充绳高阻燃特性，拓展了芳纶浆粕纤维填充绳的功能。
[0010]步骤S2中，相比传统阻燃型填充绳，本专利技术利用芳纶浆粕纤维良好的水分散特性采用造纸法成形，一方面，芳纶浆粕自身耐温等级高，自熄，无胶粘剂，解决了现有市售填充绳污染的问题，同时赋予了所制备的填充绳柔韧性。
[0011]芳纶纳米纤维通过采用常规化学裂解对位芳纶得到，不限定来源，不限定化学试剂，分散试剂为自来水。
[0012]优选地，步骤S1中，所述增稠剂、无卤阻燃纳米颗粒、芳纶纳米纤维的质量比为(3
～5)：(40～45)：(50～55)。
[0013]上述技术方案中，增稠剂具有增稠、黏附作用，纯芳纶纳米纤维，用量很大时才能有黏度，本专利技术通过添加少量增稠剂，可以快速增稠，提高效率，降低成本。芳纶纳米纤维用量在最低添加下保持无卤阻燃纳米颗粒的均匀分散，提升阻燃效果。
[0014]优选地，步骤S1中，所述增稠剂为聚乙烯醇、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素；
[0015]聚乙烯醇氢键位点多，更容量黏附，但是它的耐温性差，因此将耐高温的芳纶纳米纤维与少量的聚乙烯醇配合使用，保证耐温性同时增加黏附。
[0016]所述无卤阻燃纳米颗粒为氢氧化铝纳米颗粒或者氢氧化镁纳米颗粒，无卤阻燃纳米颗粒的粒径在1μm以下。
[0017]芳纶纳米纤维长度1微米左右，直径小于200纳米。
[0018]上述无卤阻燃纳米颗粒作为主阻燃组分，可以通过3种机理实现高效阻燃：(1)纳米颗粒表面含有一定量的结晶水，吸热后会迅速降低火焰表面的温度，同时水蒸气会占用气体空间实现阻燃；(2)纳米颗粒尺度小、比表面积大，均匀分布于芳纶浆粕纤维细小纤维表面，可实现更加均匀的阻燃；(3)在环境温度达到一定温度,如300℃以上时，纳米颗粒脱水后会形成活性氧化铝或氧化镁，促进相关材料脱氢形成炭层，形成无可燃物的保护作用。
[0019]本专利技术优选芳纶纳米纤维作为无卤阻燃纳米颗粒的辅助分散试剂，在最大程度上保留了芳纶浆粕纤维的耐高温特性，使得填充绳制造过程不会降低材料本征耐高温性质。
[0020]优选地，步骤S2中，所述芳纶浆粕纤维中长度小于50μm，宽度小于5μm的芳纶细小纤维含量超过30wt％。足够含量的芳纶细小纤维，可以增加纤维分丝程度，提供更多的触角，有利于阻燃剂的夹杂和保留。
[0021]优选地，步骤S2中，所述芳纶浆粕纤维疏解浓度为(2～5)g/L(可以让纤维充分舒展)，成形网目数为600～800目(能够保证高的过滤效率，又不容易损失细小纤维)，干燥温度为100～120℃，干燥时间为15～20min。
[0022]优选地，步骤S2中，所述芳纶浆粕原纸的定量为60～80g/m2。浆粕原纸定量为60
‑
80属于较低定量，方便填充绳卷曲、收卷。
[0023]优选地，步骤S3中，所述附着方法为喷涂或者涂覆。
[0024]优选地，步骤S3中，所述阻燃体系的附着量为70～100g/m2。阻燃体系附着过多，容易脱落，太少阻燃效果太差。
[0025]优选地，步骤S3中，所述烘干操作条件为：温度为120～150℃，时间为30～40min。在节能降耗基础上最大程度缩短了制备工艺周期。
[0026]本专利技术第二方面提供一种上述的制造工艺制造的无卤耐高温芳纶浆粕填充绳。
[0027]通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
[0028]1、针对传统阻燃填充绳耐温等级低、会释放卤素、密度大等问题，本专利技术优选无卤阻燃纳米颗粒作为阻燃添加剂，并通过芳纶纳米纤维实现了其分散与黏附，赋予了芳纶浆粕纤维填充绳高阻燃特性，拓展了芳纶浆粕纤维填充绳的功能。
[0029]2、相比传统阻燃型填充绳，本专利技术利用芳纶浆粕纤维良好的水分散特性采用造纸法成形，一方面，芳纶浆粕自身耐温等级高，自熄，无胶粘剂，解决了现有市售填充绳污染的问题，同时赋予了所制备的填充绳柔韧性。
[0030]3、本专利技术制造工艺过程芳纶浆粕纤维用量、氢氧化铝用量、造纸工艺、干燥工艺等
参数均为长期工艺优化的结果，如干燥温度在节能降耗基础上最大程度缩短了制备工艺周期，芳纶纳米纤维用量在最低添加下保持氢氧化铝的均匀分散，提升阻燃效果。
[0031]4、本专利技术工艺过程所采用的药品试剂均为常规材料，无毒性、价格低廉、易于获取，所采用设备为常规设备，为专利技术所保护的技术产品市场化奠定了基础，控制了制造成本，提高了商业化的竞争力。
[0032]说明书附图
[0033]图1是本专利技术实施例1制造的填充绳内部微观结构(SEM)图。
具体实施方式
[0034]以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤耐高温芳纶浆粕填充绳的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：将增稠剂、无卤阻燃纳米颗粒加入芳纶纳米纤维分散液中，搅拌形成阻燃体系；S2：将芳纶浆粕纤维经疏解分散、湿法成形、热压干燥，造成芳纶浆粕原纸；S3：将阻燃体系均匀附着于所述芳纶浆粕原纸表面，然后烘干，使得无卤阻燃纳米颗粒通过芳纶纳米纤维吸附于芳纶浆粕纤维的表面，得到阻燃芳纶纸；S4：将阻燃芳纶纸经过收卷机器收卷并切割、绞成绳状即得。2.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，步骤S1中，所述增稠剂、无卤阻燃纳米颗粒、芳纶纳米纤维的质量比为(3～5)：(40～45)：(50～55)。3.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，步骤S1中，所述增稠剂为聚乙烯醇、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素；和/或所述无卤阻燃纳米颗粒为氢氧化铝纳米颗粒或者氢氧化镁纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，江涛，张灿灿，邹红飞，
申请(专利权)人：扬州腾飞电缆电器材料有限公司，
类型：发明
国别省市：