偏高岭土电缆绝缘填料及其制备方法与流程

文档序号:12093629阅读:718来源:国知局

本发明属于电缆填料技术领域,尤其涉及一种偏高岭土电缆绝缘填料及其制备方法。



背景技术:

我国是高岭土资源大国,尤其广东茂名地区有着丰富的高岭土资源,但在高岭土资源高效利用和新材料开发方面还亟待加强。

近年来,偏高岭土作为水泥混凝土工程的新一代高活性辅助凝胶材料在国外的研究与应用正日趋活跃;而在国内虽然有一些研究工作,但在工程应用却十分少见。对于偏高岭土的生产工艺技术及产业化实施,更是鲜见报道。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本发明提供了一种高岭土电缆绝缘填料及其制备方法。该技术方案经过适当温度煅烧、高效解聚分散等工艺对高岭土资源进行深加工,可以制备具有火山灰特性和偏高岭土用作电缆填料,具有凝结时间短,早期强度高、补偿收缩、对钢筋无锈蚀、电阻率高等特点,提升高岭土资源附加值,市场空间潜力巨大。

本发明所提供的技术方案如下:

一种偏高岭土电缆绝缘填料,包括以下重量份的各组分:PVC树脂90~110份,增塑剂45~55份,稳定剂5~7份,偏高岭土6~10份。

优选的,所述偏高岭土由以下步骤制备得到:

1)制备固含量为60~70%的高岭土滤饼,所述高岭土滤饼中粒径在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土滤饼中高岭土颗粒的85wt%以上;

2)将步骤1)得到的高岭土滤饼在-200pa~-100pa微负压条件下闪蒸、干燥,得到含水率在2.5%以下的高岭土干粉;

3)对步骤2)得到的高岭土干粉进行煅烧,煅烧温度为700~900℃,煅烧时间为1.0~2.0小时,得到热活化高岭土;

4)将步骤3)所得到的所述热活化高岭土进行解聚,消除高温煅烧时产生的烧结团聚的结块,得到偏高岭土。

更优选的,步骤1)中,所述的高岭土滤饼的制备方法为:将固含量为10~15%的高岭土矿浆进行分级与沉降,使所述高岭土矿浆中粒径在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土矿浆中高岭土颗粒的85wt%以上,再将高岭土矿浆浓缩至固含量为20~25%,将浓缩后的高岭土矿浆压滤,得到所述固含量为60~70%的高岭土滤饼。

更优选的,步骤3)中,所述煅烧温度为750~880℃,煅烧时间为75min~100min。

进一步的,所述偏高岭土由以下步骤制备得到:

1)制备固含量为62~68%的高岭土滤饼,所述高岭土滤饼中粒径在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土滤饼中高岭土颗粒的90wt~95wt%;

2)将步骤1)得到的高岭土滤饼在-200pa~-100pa微负压条件下闪蒸、干燥,得到含水率在2.0%以下的高岭土干粉;

3)以天然气或液化石油气作为燃烧介质煅烧步骤2)所得到的高岭土干粉,煅烧温度为700~900℃,煅烧时间为1.5~2小时,得到热活化高岭土;

4)将步骤3)得到的所述热活化高岭土进行解聚,在解聚过程中添加硼酸酯偶联剂,消除高温煅烧时的产生的烧结团聚结块并增加高岭土粉末表面活性,得到偏高岭土,其中,所述硼酸酯偶联剂的用量与所述热偏高岭土的重量百分比为1.5~2.5%。

更进一步的,所述步骤1)中的所述高岭土滤饼的制备方法为:将固含量为10~15%的高岭土矿浆进行分级与沉降,使所述高岭土矿浆中粒径在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土矿浆中高岭土颗粒的85wt%以上,再以质量百分含量为98%的浓硫酸调节所述高岭土矿浆的pH至2.0~3.0,添加所述高岭土矿浆固含量5wt~8wt‰的连二亚硫酸钠搅拌漂白,控制白度在85%以上,再将高岭土矿浆浓缩至固含量为20~25%,将浓缩后的高岭土矿浆压滤,得到固含量为55~60%的滤饼,将所述滤饼、所述滤饼4wt~5wt‰的六偏磷酸钠、质量百分含量为10%的聚丙烯酸钠溶液混合,其中所述聚丙烯酸钠溶液中聚丙烯酸钠与所述滤饼的重量百分比为2~3‰,并以质量百分含量为40%的氢氧化钠溶液调节pH至6.0后搅拌化浆,化浆后经过研磨、剥片,使所述滤饼化浆后的矿浆中粒径在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述滤饼化浆后的矿浆中高岭土颗粒的90wt~95wt%,再将经过研磨、剥片的矿浆压滤至固含量为64~67%,得到高岭土滤饼。

优选的,所述步骤3)中的所述煅烧温度为840~860℃,煅烧时间为75min~100min。

优选的,所述步骤4)中的在解聚过程中添加的硼酸酯偶联剂的用量与所述热偏高岭土的重量百分比为2.0%。

本发明还提供了上述偏高岭土电缆绝缘填料的制备方法,将90~110份的PVC树脂、45~55份的增塑剂,5~7份的稳定剂以及6~10份的偏高岭土混合均匀,得到偏高岭土电缆绝缘填料。

进一步的,在90~100℃条件下进行混合。

本发明的有益效果为:

本发明所提供的偏高岭土电缆绝缘填料及其制备方法以摸索出合适、优化的高岭土锻烧温度、停留时间等工艺参数,在高效解聚分散过程中实现偏高岭土改性,制备出偏高岭土,作为电缆填料,具有很好的机械强度和电气强度。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1

1)将固含量为57%高岭土原矿矿浆的pH值调节到6.0并加入六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠分散剂,所述六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠与所述高岭土原矿矿浆中高岭土的重量百分比分为5‰和2‰,进行搅拌化浆。搅拌化浆之后将矿浆在超细研磨机中进行研磨、剥片,并进一步压滤脱水至固含量为65%,得到高岭土滤饼。其中,所述高岭土原矿矿浆中粒度在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土原矿矿浆中高岭土颗粒的95wt%。

其中,将矿浆过75mm、25mm毫米旋流器后,旋流器溢流矿浆再经由卧螺分级机离心分级,高岭土粒度可控制到两微米以下含量在85%以上。

2)将步骤1)得到的高岭土滤饼在-150pa微负压条件下闪蒸、干燥,得到含水率在1.5%以下的高岭土干粉;

3)以天然气作为燃烧介质煅烧步骤2)所得到的高岭土干粉,煅烧温度为750℃,煅烧时间为1.5小时,得到热活化高岭土;

4)向步骤3)得到的热活化高岭土添加改性剂硼酸酯偶联剂,所述硼酸酯偶联剂用量与所述偏高岭土的重量百分比2%。并打散、解聚,消除高温煅烧时的产生的烧结团聚结块并使高岭土粉末表面活化,得到粉末状的偏高岭土。

5)将110份的PVC树脂、45份的增塑剂,7份的稳定剂以及6份的偏高岭土在100℃条件下混合均匀,得到偏高岭土电缆绝缘填料1。

实施例2

1)将固含量为57%高岭土原矿矿浆的pH值调节到6.0并加入六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠分散剂,所述六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠与所述高岭土原矿矿浆中高岭土的重量百分比分为5‰和2‰,进行搅拌化浆。搅拌化浆之后将矿浆在超细研磨机中进行研磨、剥片,并进一步压滤脱水至固含量为65%,得到高岭土滤饼,其中,所述高岭土原矿矿浆中粒度在两微米以下的高岭土颗粒的含量占所述高岭土原矿矿浆中高岭土颗粒的95wt%。

其中,将矿浆过75mm、25mm毫米旋流器后,旋流器溢流矿浆再经由卧螺分级机离心分级,高岭土粒度可控制到两微米以下含量在85%以上。

2)将步骤1)得到的高岭土滤饼在-150pa微负压条件下闪蒸、干燥,得到含水率在1.5%以下的高岭土干粉;

3)以天然气作为燃烧介质煅烧步骤2)所得到的高岭土干粉,煅烧温度为750℃,煅烧时间为1.5小时,得到热活化高岭土;

4)向步骤3)得到的热活化高岭土添加改性剂硼酸酯偶联剂,所述硼酸酯偶联剂用量与所述偏高岭土的重量百分比2%。并打散、解聚,消除高温煅烧时的产生的烧结团聚结块并使高岭土粉末表面活化,得到粉末状的偏高岭土。

5)将90份的PVC树脂、55份的增塑剂,5份的稳定剂以及10份的偏高岭土在90℃条件下混合均匀,得到偏高岭土电缆绝缘填料2。

实施例3

1)将精选除砂后的固含量为12%的高岭土矿浆,通过水力旋流器、卧螺分级,使高岭土矿浆2微米以下含量达到85%以上;再利用碟片脱水机将高岭土矿浆固含量浓缩至25%;将浓缩矿浆压滤至固含量为65%的滤饼。

其中,将矿浆过75mm、25mm毫米旋流器后,旋流器溢流,矿浆再经由卧螺分级机离心分级,高岭土粒度可控制到两微米以下含量在85%以上。

2)将步骤1)得到的高岭土滤饼在-150pa微负压条件下闪蒸、干燥,得到含水率在1.5%以下的高岭土干粉。

3)以生物颗粒作为燃烧介质煅烧步骤2)所得到的高岭土干粉,煅烧温度为750℃,煅烧时间为1.5小时,得到热活化高岭土。

4)向步骤3)得到的热活化高岭土添加改性剂硼酸酯偶联剂,所述硼酸酯偶联剂用量与所述偏高岭土的重量百分比2%。并打散、解聚,消除高温煅烧时的产生的烧结团聚结块并使高岭土粉末表面活化,得到粉末状的偏高岭土。

5)将100份的PVC树脂、50份的增塑剂,6份的稳定剂以及8份的偏高岭土在95℃条件下混合均匀,得到偏高岭土电缆绝缘填料3。

效果例

以上所述仅为本发明的较佳实施方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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