一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥及其制备方法与流程

1.本发明涉及耐火泥制备领域，具体涉及一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥及其制备方法。


背景技术：

2.据统计，由电气原因引起的火灾占我国发生火灾的50％左右。在火灾发生时，火焰可能会引燃传统电线电缆中的绝缘和护套材料，从而产生出大量烟雾和有毒有害气体，导致火灾事故进-步扩大。特别在轨道交通地下车站等空间狭小、人员密集、湿度高的场合，一旦发生火灾事故，大量烟雾和有毒有害气体将合，一旦发生火灾事故，大量烟雾和有毒有害气体将散也更加困难。如果不能保证消防设备的控制线路、火灾自动报警系统的信号传输线路、消防广播线路和消防电话线路等消防电缆供电安全，启动正确的消防和疏散模式，容易造成更大的生命财产损失。因此，耐火电缆要有严格的要求。耐火绝缘层是耐火电缆最重要的组成部分。耐火绝缘层材料赋予了耐火电缆优异的耐火性能。使得耐火电缆在众多防火要求较高的高层建筑、电厂、国防航空领城得到广泛应用。经过数十年的研究，国内耐火电缆用耐火绝缘层材料的制造技术取得了长足的进步，但与国外相比，还存在不小的差距。耐火泥是一种很好的耐火绝缘层材料，耐火性能好，可塑性好，施工方便，价格低廉。耐火泥是由耐火粉料、结合剂和外加剂组成，在满足流动性等性能的前提下，几乎所有的耐火原料都可以制成用来配制耐火泥所用的粉料。
3.印染污水处理界“重水轻泥”的倾向导致印染污泥卫生化、无害化处理处置问题一直未得到重视与解决，大量富含铜、铬、锌、砷等重金属元素和病菌等有害物质的污泥任意堆放和排放造成了二次污染。印染企业排放的污泥内在水份比例高，很难脱水，成份非常复杂、有一定的粘性等特殊性，污泥的处理处置需要进过分离、稳定、消化、脱水及处置等几个步骤，需要大量的基建投资和高昂的运行费用。每处理1000吨染整废水将产生10吨湿污泥，脱水后为1.5立方米干污泥。据不完全统计，我国日排放1.5万t左右印染污泥，业内专家表示，印染污泥的处理处置已经成为我国许多城市可持续发展的重要制约因素。印染污泥的无害化处置一般采用填埋、焚烧等手段，填埋存在泄漏风险，焚烧工艺能耗高，且产生废气、废渣、二次污染，经过微波光催化干化处理的印染污泥富含容易和结晶水结合性能良好的重金属和无机胶凝材料，可作为无机防火剂和水玻璃组合用于电缆的专用耐火泥。
4.作为磷复肥的副产物，磷石膏的综合利用一直以来被业内探索已久。其最常见的处理方式是堆存和做建材，但这两种方式都无法彻底解决难题：堆存存在不可预知的风险，且占用大量场地，不可持续；做建材则囿于磷石膏品质和成本缺陷，下游推广难度大。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对上述问题，提供一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥及其制备方法。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤s1、向20重量份的中模数液体水玻璃中添加60-65重量份的无机防火剂、0.1-1重量份的保湿剂、1-5重量份的润滑剂、1重量份的固化剂和0.01重量份的固体粉末填充剂并均匀混合，得到初步耐火泥；
9.步骤s2、对初步耐火泥进行超声波处理后搅拌，调成无块稠糊状，再静置至少2小时得到耐火电缆用改性水玻璃耐火泥。
10.本发明的有益效果为：本专利利用磷石膏富含水分且易于形成二水磷石膏而保存水分的特点，将固体废弃物磷石膏和纳米材料作为无机防火剂制备电缆专用耐火泥。本发明制备了一种新型的耐火泥，加入了无机防火剂和保湿剂，使该耐火泥的耐火性能更好。加入了润滑剂和固化剂，使得该耐火泥的附着性更好，能更容易的附着在电缆铜丝上，且强度更高。该耐火泥制备过程中，使用了超声波，改善了水玻璃的性能，使老化的水玻璃恢复活性，还能促进各种物质的均匀化，极大的提高了该耐火泥的使用性能。
11.进一步的，所述步骤s1的无机防火剂为磷石膏粉、干化印染污泥粉末中任意一种或其混合物。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：本发明针对干化印染污泥粉末、磷石膏粉受热后生成水的特性，能够更好地阻止进一步的燃烧，是很好的阻燃剂。磷石膏粉含有2个结晶水，在50℃以下，磷石膏主要失去其物理吸附水；温度大于50℃时，磷石膏将逐步脱去结晶水生成半水石膏。干化印染污泥粉末富含大量的毛细结合水、表面吸附水、内部结合水和胶凝物质，能够阻止进一步的燃烧，是很好的阻燃剂。
13.进一步的，所述步骤s1的保湿剂为山梨糖醇、正硅酸乙酯、钛酸酯偶联剂中任意一种或多种的混合物。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：山梨糖醇、正硅酸乙酯和钛酸酯偶联剂都有很好的保湿润滑效果，且钛酸酯偶联剂有一定的粘合性能，对耐火泥有一定的固化效果。
15.进一步的，所述步骤s1的润滑剂是硬脂酸钙。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：硬脂酸钙的润滑效果很好，添加一定的润滑剂，能改善耐火泥的流动性和延展性，能够使耐火泥更好的附着在电缆铜丝上面。
17.进一步的，所述步骤s1的固化剂为低模数液态水玻璃、含水率10％的速溶水玻璃中任意一种或多种的混合物。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：液态水玻璃和含水率10％的速溶水玻璃都有一定的固化效果，添加固化剂是为了使耐火泥能够更好地塑形，使它有一定的粘合度和强度，更够更好的包裹电缆铜丝，高温时牢固附着在铜丝导线上，电缆的耐火性好。
19.进一步的，所述步骤s1的固体粉末填充剂是建筑垃圾纳米晶核。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：建筑垃圾纳米晶核有一定的耐火性能，且价格低廉，而且还能增加耐火泥的固化效果。
21.进一步的，所述步骤s2中的超声波处理功率为40khz，超声波处理时间为20min。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：改善了水玻璃的性能，使老化的水玻璃恢复活性，还能促进各种物质的均匀化，极大的提高了该耐火泥的使用性能。
23.进一步的，所述步骤s2中的搅拌时间为15min，静置的时间为2h。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：使耐火泥的成分均匀，更加细化，静置时间使
得它的固化效果更好。
25.一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥，由上述方法制备得到。
具体实施方式
26.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。
27.水玻璃无色无味且无毒，容易制造且成本低廉，阻燃性能良好。磷石膏粉、干化印染污泥粉末、山梨糖醇、正硅酸乙酯、钛酸酯偶联剂都是很好的阻燃剂。该耐火泥都是由绿色环保材料组成，该耐火泥的耐火性能好，无毒且成本低廉。
28.本发明的一种耐火电缆用改性水玻璃耐火泥制备方法，包括以下步骤：
29.步骤s1、向20重量份的中模数液体水玻璃中添加60-65重量份的无机防火剂、0.1-1重量份的保湿剂、5-10重量份的润滑剂、1重量份的固化剂、0.01重量份的固体粉末填充剂；
30.步骤s2、将步骤s1中的无机防火剂、保湿剂、润滑剂、固化剂、固体粉末填充剂进行均匀混合；
31.步骤s3、将步骤s2混合后的耐火泥进行超声波处理，超声波的运行功率为40khz,进行超声波的时间为20min；
32.步骤s4、将s3中经过超声波处理后的耐火泥进行搅拌15min，调成无块稠糊状，再静置2h即可。
33.所述步骤s1的无机防火剂为磷石膏粉、干化印染污泥粉末中任意一种或多种的混合物。
34.所述步骤s1的保湿剂为山梨糖醇、正硅酸乙酯、钛酸酯偶联剂中任意一种或多种的混合物。
35.所述步骤s1的润滑剂是硬脂酸钙。
36.所述步骤s1的固化剂为液态水玻璃、含水率10％的速溶水玻璃中任意一种或多种的混合物。
37.所述步骤s1的固体粉末填充剂是建筑垃圾纳米晶核。
38.本发明用的是kq2200e型号的超声波仪器，运行功率为40khz。
39.本发明的一种新型耐火泥，针对以往的耐火泥，此新型耐火泥的防火性能更好、价格更低廉、无毒而且环保。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。