一种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂及其制备方法，属于 聚合物加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 石墨尾砂由石墨矿开采加工后形成的工业废渣，大量石墨尾砂的堆放不仅占用了 大量的土地，而且还污染生态环境，每逢刮风便沙尘漫天，严重影响了人们的正常生活，制 约了石墨矿的可持续发展，将石墨尾砂用作塑料、橡胶制品的填料，是变废为宝、保护环境、 节约耕地的有效措施，具有良好的社会、经济效益，然而目前市场上的石墨尾砂存在着填充 功能较低，无法满足多功能填料的要求，限制了应用范围，因此必须要对石墨尾砂进行改 性，以提尚其综合性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种综合性能优异、填充功能高的高抗拉耐磨地下矿井电 缆料用改性石墨尾砂及其制备方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂，由以下重量份的原料制成:石 墨尾砂27-39、木节土 15-25、纳米金刚石12-18、碱式氯化镁晶须5-10、纳米碳化银14-22、磷 酸三叔丁基苯酯5-10、二硫化钽4-8、牛脂氨基丙胺聚氧丙烯醚2-3、十二氟庚基丙基三甲氧 基硅烷3-4、2_己基癸酸季戊四醇酯4-8、邻羟基肉桂酸镧1-2、4,4'_亚丁基-双(6-叔丁基间 甲酚)〇.5-1、复合助剂5-8;
[0006] 所述复合助剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:戊二酸二乙酯4-8、草酰 乙酸2-3、废弃型砂10-15、有机硅微球4-6、新癸酸钕1-2、椰油酰胺丙基氧化胺2-3、赭石粉 3-6、醋酸丁酸纤维素2-4、羊毛脂镁皂3-5、硼酰化钴2-4、N-乙基-邻、对甲苯磺酰胺l-2;b、 将废弃型砂、戊二酸二乙酯加入高速搅拌机内搅拌至60_70°C时，加入硼酰化钴、新癸酸钕， 搅拌2-4min，出料得混合料A;c、将赭石粉、羊毛脂镁皂加入高速搅拌机内搅拌至70-80°C 时，加入N-乙基-邻、对甲苯磺酰胺、草酰乙酸，搅拌3-5min，出料得混合料B;d、将上述制得 混合料A和混合料B加入高速搅拌机内搅拌至65-75°C时，转入冷混机内，再加入余下原料， 搅拌至40_50°C时，出料，即得所述复合助剂。
[0007] -种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将石墨尾砂和木节土混合均匀，620-740°〇煅烧2-411，粉碎，过100-150目筛，加 适量的水打浆制成浓度为55-60 %的浆液，然后用10 %氢氧化钠溶液调节浆液PH至7-8，超 声波处理30-40min，再用15 %盐酸溶液调节浆液PH至6.5-7，微波处理25-35min，再用饱和 氨水溶液调节浆液PH至中性，磁力搅拌20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干；
[0009] (2)将步骤（1)制得的粉体与纳米金刚石、碱式氯化镁晶须、纳米碳化钒、二硫化 钽、牛脂氨基丙胺聚氧丙稀醚一起投入高速搅拌机内进行混合搅拌，1500-20001'/111；[11高速 搅拌2-4min，再加入磷酸三叔丁基苯酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-己基癸酸季戊四 醇酯，1000_1500r/min高速搅拌4_6min，最后加入余下原料，1500_2000r/min高速搅拌3-5min，出料，烘干，粉碎，过100-150目筛即可。
[0010] 本发明的有益效果：
[0011] 本发明添加的木节土、纳米金刚石、碱式氯化镁晶须、纳米碳化钒、二硫化钽通过 与石墨尾砂的协同作用，增强了材料的机械强度耐磨性和抗冲击性，保持其机械性能稳定， 添加的增塑剂磷酸三叔丁基苯酯和偶联剂十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷，可以显著改善石 墨尾砂的耐磨、耐候、防腐、抗静电等功能，添加的2-己基癸酸季戊四醇酯、邻羟基肉桂酸镧 等其他助剂可以提尚石墨尾砂的热稳定性和耐老化性。
【具体实施方式】
[0012] -种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂，由以下重量(kg)的原料制成： 石墨尾砂33、木节土 20、纳米金刚石16、碱式氯化镁晶须8、纳米碳化银16、磷酸三叔丁基苯 酯7、二硫化钽5、牛脂氨基丙胺聚氧丙烯醚2.5、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷3、2_己基癸 酸季戊四醇酯6、邻羟基肉桂酸镧1.5、4，4 亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)0.8、复合助剂6;
[0013] 所述复合助剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:戊二酸二乙酯7、草酰 乙酸2.5、废弃型砂12、有机硅微球5、新癸酸钕1.5、椰油酰胺丙基氧化胺2.5、赭石粉4、醋酸 丁酸纤维素3、羊毛脂镁皂4、硼酰化钴3、N-乙基-邻、对甲苯磺酰胺1.5;b、将废弃型砂、戊二 酸二乙酯加入高速搅拌机内搅拌至70°C时，加入硼酰化钴、新癸酸钕，搅拌2min，出料得混 合料A; c、将赭石粉、羊毛脂镁皂加入高速搅拌机内搅拌至80°C时，加入N-乙基-邻、对甲苯 磺酰胺、草酰乙酸，搅拌3min，出料得混合料B; d、将上述制得混合料A和混合料B加入高速搅 拌机内搅拌至75°C时，转入冷混机内，再加入余下原料，搅拌至50°C时，出料，即得所述复合 助剂。
[0014] -种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将石墨尾砂和木节土混合均匀，690°C煅烧3h，粉碎，过100目筛，加适量的水打 浆制成浓度为55%的浆液，然后用10 %氢氧化钠溶液调节浆液PH至7.5，超声波处理35min， 再用15 %盐酸溶液调节浆液PH至6.5，微波处理30min，再用饱和氨水溶液调节浆液PH至中 性，磁力搅拌25min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干；
[0016] ⑵将步骤⑴制得的粉体与纳米金刚石、碱式氯化镁晶须、纳米碳化钒、二硫化 钽、牛脂氨基丙胺聚氧丙稀醚一起投入高速搅拌机内进行混合搅拌，2000r/min高速搅拌 3min，再加入磷酸三叔丁基苯酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-己基癸酸季戊四醇酯， 1500r/min高速搅拌5min，最后加入余下原料，1800r/min高速搅拌4min，出料，烘干，粉碎， 过100目筛即可。
[0017] 上述实施例制得的改性石墨尾砂用于填充高抗拉耐磨地下矿井电缆料的性能测 试结果如下表所示：
[0018] 表1填充改性石墨尾砂的填充高抗拉耐磨地下矿井电缆料的性能测试结果
[0019]
【主权项】
1. 一种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂，其特征在于，由以下重量份的原 料制成:石墨尾砂27_39、木节土 15_25、纳米金刚石12_18、喊式氣化儀晶须5_10、纳米 碳化钒14-22、磷酸三叔丁基苯酯5-10、二硫化钽4-8、牛脂氨基丙胺聚氧丙烯醚2-3、十二 氟庚基丙基三甲氧基硅烷3-4、2_己基癸酸季戊四醇酯4-8、邻羟基肉桂酸镧1-2、4,4'_亚 丁基-双(6-叔丁基间甲酚）0.5-1、复合助剂5-8; 所述复合助剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:戊二酸二乙酯4-8、草酰乙酸 2-3、废弃型砂10-15、有机硅微球4-6、新癸酸钕1-2、椰油酰胺丙基氧化胺2-3、赭石粉3-6、 醋酸丁酸纤维素2-4、羊毛脂镁皂3-5、硼酰化钴2-4、N-乙基-邻、对甲苯磺酰胺1-2 ;b、将废 弃型砂、戊二酸二乙酯加入高速搅拌机内搅拌至60-70°C时，加入硼酰化钴、新癸酸钕，搅拌 2-4min，出料得混合料A;c、将赭石粉、羊毛脂镁皂加入高速搅拌机内搅拌至70-80°C时，加 入N-乙基-邻、对甲苯磺酰胺、草酰乙酸，搅拌3-5min，出料得混合料B;d、将上述制得混合料 A和混合料B加入高速搅拌机内搅拌至65-75°C时，转入冷混机内，再加入余下原料，搅拌至 40-50°C时，出料，即得所述复合助剂。2. 根据权利要求1所述的高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂的制备方法，其 特征在于，包括以下步骤： (1) 将石墨尾砂和木节土混合均匀，620-740°C煅烧2-4h，粉碎，过100-150目筛，加适量 的水打浆制成浓度为55-60%的浆液，然后用10%氢氧化钠溶液调节浆液PH至7-8，超声波处 理30-40min，再用15%盐酸溶液调节浆液PH至6.5-7，微波处理25-35min，再用饱和氨水溶液 调节衆液PH至中性，磁力搅拌20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干； (2) 将步骤（1)制得的粉体与纳米金刚石、碱式氯化镁晶须、纳米碳化钒、二硫化钽、牛 脂氨基丙胺聚氧丙稀醚一起投入高速搅拌机内进行混合搅拌，1500-2000r/min高速搅拌 2-4min，再加入磷酸三叔丁基苯酯、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-己基癸酸季戊四醇 酯，1000_1500r/min高速搅拌4_6min，最后加入余下原料，1500_2000r/min高速搅拌3-5min，出料，烘干，粉碎，过100-150目筛即可。
【专利摘要】本发明公开了一种高抗拉耐磨地下矿井电缆料用改性石墨尾砂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：石墨尾砂27-39、木节土15-25、纳米金刚石12-18、碱式氯化镁晶须5-10、纳米碳化钒14-22、磷酸三叔丁基苯酯5-10、二硫化钽4-8、牛脂氨基丙胺聚氧丙烯醚2-3、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷3-4、2-己基癸酸季戊四醇酯4-8、邻羟基肉桂酸镧1-2、4,4ˊ-亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)0.5-1、复合助剂5-8。本发明改性石墨尾砂不仅可以增强电缆材料的机械强度耐磨性和抗冲击性，保持其机械性能稳定，还可以改善起的耐磨、耐候、热稳定性、防腐、耐老化性、抗静电等功能。
【IPC分类】C08K5/5419, C08K9/00, C08K5/103, C08K3/04, C08K3/30, C08K13/08, C08K3/14, C08K11/00, C08K7/08, C08K5/13, C08K5/523
【公开号】CN105440313
【申请号】CN201510929191
【发明人】陈亦峰, 彭永领
【申请人】中冠电缆有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月11日