一种耐老化阻燃电缆及加工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种耐老化阻燃电缆及加工工艺，具有优异的耐老化性和阻燃性，机械性能优异。本发明专利技术先将多根导线相互绞合成束并在外侧依次包裹绕包层和绝缘层，得到线芯，然后将多组线芯成束排列形成缆芯，最后在缆芯外侧依次包裹隔离层和护套层，即得所述电缆。护套层以甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、热塑性聚酯弹性体为主要原料，保证产品的基本机械性能和耐老化性。在聚磷酸铵‑氢氧化铝‑硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁，然后将所得产物与乙萘酚、六环石粉、碳化硅纤维混合，接着利用季戊四醇三烯丙基醚、3‑氨丙基三甲氧基硅烷改性处理得到一种有机改性填料，可与甲基乙烯基等良好融合，避免影响产品的机械性能。

An aging resistant and flame retardant cable and its processing technology

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化阻燃电缆及加工工艺
本专利技术涉及电线电缆
，特别是涉及一种耐老化阻燃电缆及加工工艺。
技术介绍
电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。它们都是由单股或多股导线和软铜导体组成，用来连接电路和电器等。电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电以及过江海水下输电线，是用于传输和分配电能的电缆。为了保护城乡居住和投资环境，减少架空电力电缆输电线路达到美化城市的目的，电力电缆输电线逐渐从架空发展为埋地，电缆的地下对电缆具有更高要求。对于电力电缆来说，其阻燃性是基本性的要求，以防发生电路短路。电力电缆常用的外包绝缘保护层大都采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料，此类聚合物材料在受热、熔化、分解后，会产生可燃性气体。高温时，这些气体会与氧发生反应而燃烧，燃烧时会产生大量的热，而这些热量会促使聚合物进一步熔化、分解、持续燃烧，使火灾扩大，从而造成巨大损失。我国仅由电缆引起的火灾损失，每年高达几十亿元人民币，随着电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，人们开始研究各种阻燃防火材料,为了提高电线电缆的阻燃性能，通常添加卤系阻燃剂来获得阻燃电缆材料。但这种阻燃电缆材料在燃烧时会产生大量烟雾和卤化氢气体，容易使人窒息而死，造成二次灾难。因此，无卤阻燃电缆料发展的研究成为当今热点,且几乎所有的电缆橡胶护套材料对耐老化性都具有较高的要求，个别的要求在全天候下使用寿命达60～80年，有的甚至达到100年以上，研究具有耐老化和阻燃性能的电缆已经成为目前急需解决的问题。专利CN106751362B公开了一种耐高温无卤阻燃热塑性弹性体电缆料，是以热塑性动态硫化弹性体、均聚聚丙烯、苯乙烯类弹性体、膨胀型阻燃剂、橡胶油、润滑剂、抗氧剂、光稳定剂等为原料制成，依靠膨胀型阻燃剂不同组分之间的协效配合，阻燃性能尚可，但是耐老化性能欠佳，仍然很难满足当前对电缆的高标准要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种耐老化阻燃电缆及加工工艺，具有优异的耐老化性和阻燃性，机械性能优异。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种耐老化阻燃电缆的加工工艺，先将多根导线相互绞合成束并在外侧依次包裹绕包层和绝缘层，得到线芯，然后将多组线芯成束排列形成缆芯，最后在缆芯外侧依次包裹隔离层和护套层，即得所述电缆，其中，以重量份计，所述护套层是通过以下方法制备得到的：（1）先将100份甲基乙烯基硅橡胶、30～40份三元乙丙橡胶、15～20份热塑性聚酯弹性体、5～8份羧基液体丁腈橡胶与4～6份结构控制剂、5～8份有机改性填料利用捏合机混合，得到混合物；所述有机改性填料是在聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁，然后将所得产物与乙萘酚、六环石粉、碳化硅纤维混合，接着利用季戊四醇三烯丙基醚、3-氨丙基三甲氧基硅烷改性处理得到；（2）然后向混合物中加入1.2～1.5份硫化剂和0.2～0.3份1,6-二苯基-1,3,5-己三烯，混合均匀后混炼，得到混炼胶；（3）最后对混炼胶进行定型硫化处理，即得所述的护套层。优选的，步骤（1）中，所述结构控制剂选自二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷或环硅氮烷中的任一种。优选的，步骤（1）中，聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物的制备方法如下：以重量份计，将1份聚磷酸、0.1～0.2份磷酸、0.3～0.5份尿素、0.03～0.05份氢氧化铝、0.02～0.03份硼酸锌混合加热至160～170℃，保温处理1～1.5小时，粉碎过300目筛，即得所述复合物。进一步优选的，将所述复合物与2～3份硫酸镁一并加入10～15份水中，得到悬浮液，然后向该悬浮液中加入1.2～1.5份氢氧化钙，60～80℃搅拌1～2小时，过滤取滤渣，即为产物。进一步优选的，将所述产物与10份季戊四醇三烯丙基醚、6～8份3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.08～0.1份四丁基锡、1～1.2份乙萘酚、0.7～0.9份六环石粉、0.5～0.8份碳化硅纤维搅拌混匀，再加入0.08～0.1份四丁基锡，80～90℃反应50～80分钟，即得所述的有机改性填料。优选的，所述导线为精绞无氧铜丝，其直径不大于0.1mm。优选的，所述绕包层的材质为芳纶纤维，绝缘层的材质为高密度聚乙烯，隔离层的材质为铝塑复合带。优选的，所述绕包层的厚度为0.08～0.1mm，绝缘层的厚度为0.2～0.3mm，隔离层的厚度为0.2～0.3mm，护套层的厚度为1～2mm。优选的，步骤（2）中，混炼的工艺条件为：160～190℃处理2～3小时，接着在真空状态下加热50～60分钟，冷却至室温（25℃）出料，得到混炼胶。优选的，步骤（2）中，所述硫化剂为双酚AF。优选的，步骤（3）的具体方法是：先将混炼胶切割、压模后，利用热压机依次在120～150℃、5～8MPa条件下热压3～5分钟，230～250℃、15～18MPa条件下热压10～12分钟，得到定型硫化产物；然后将定型硫化产物置于烘箱内，250～280℃条件下放置7～9小时，即得所述的护套层。利用上述加工工艺得到的一种耐老化阻燃电缆。本专利技术的有益效果是：本专利技术先将多根导线相互绞合成束并在外侧依次包裹绕包层和绝缘层，得到线芯，然后将多组线芯成束排列形成缆芯，最后在缆芯外侧依次包裹隔离层和护套层，即得所述电缆，本专利技术的创新点在于护套层的制备，具体分析如下：1、护套层以甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、热塑性聚酯弹性体为主要原料，甲基乙烯基硅橡胶具有良好的耐高、低温性和耐老化性，三元乙丙橡胶具有较好的耐热性和耐候性，热塑性聚酯弹性体具有优良的弹性和耐候性、机械性能，三者共混硫化，保留了各自优点，并且，甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶中含有的双键发生反应，双键也会与热塑性聚酯弹性体中的酯基形成不稳定结构，促进甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、热塑性聚酯弹性体三者的主链、支链彼此靠近，发生缠绕，保证产品的基本机械性能和耐老化性。2、本专利技术在聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁，然后将所得产物与乙萘酚、六环石粉、碳化硅纤维混合，接着利用季戊四醇三烯丙基醚、3-氨丙基三甲氧基硅烷改性处理得到一种有机改性填料，可与甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、热塑性聚酯弹性体等良好融合，避免影响产品的机械性能。聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁后，聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物遇热膨胀，促使表面氢氧化镁迅速受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低电缆在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用，起到良好的阻燃作用。乙萘酚具有良好的抗老性，六环石粉具有的独特能量特性，可降低紫外线等老化因素对整体性能的影响，提高乙萘酚的抗老性。碳化硅纤维可吸收紫外线，进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐老化阻燃电缆的加工工艺，先将多根导线相互绞合成束并在外侧依次包裹绕包层和绝缘层，得到线芯，然后将多组线芯成束排列形成缆芯，最后在缆芯外侧依次包裹隔离层和护套层，即得所述电缆，其特征在于，以重量份计，所述护套层是通过以下方法制备得到的：/n（1）先将100份甲基乙烯基硅橡胶、30～40份三元乙丙橡胶、15～20份热塑性聚酯弹性体、5～8份羧基液体丁腈橡胶与4～6份结构控制剂、5～8份有机改性填料利用捏合机混合，得到混合物；所述有机改性填料是在聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁，然后将所得产物与乙萘酚、六环石粉、碳化硅纤维混合，接着利用季戊四醇三烯丙基醚、3-氨丙基三甲氧基硅烷改性处理得到；/n（2）然后向混合物中加入1.2～1.5份硫化剂和0.2～0.3份1,6-二苯基-1,3,5-己三烯，混合均匀后混炼，得到混炼胶；/n（3）最后对混炼胶进行定型硫化处理，即得所述的护套层。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐老化阻燃电缆的加工工艺，先将多根导线相互绞合成束并在外侧依次包裹绕包层和绝缘层，得到线芯，然后将多组线芯成束排列形成缆芯，最后在缆芯外侧依次包裹隔离层和护套层，即得所述电缆，其特征在于，以重量份计，所述护套层是通过以下方法制备得到的：
（1）先将100份甲基乙烯基硅橡胶、30～40份三元乙丙橡胶、15～20份热塑性聚酯弹性体、5～8份羧基液体丁腈橡胶与4～6份结构控制剂、5～8份有机改性填料利用捏合机混合，得到混合物；所述有机改性填料是在聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物表面包覆氢氧化镁，然后将所得产物与乙萘酚、六环石粉、碳化硅纤维混合，接着利用季戊四醇三烯丙基醚、3-氨丙基三甲氧基硅烷改性处理得到；
（2）然后向混合物中加入1.2～1.5份硫化剂和0.2～0.3份1,6-二苯基-1,3,5-己三烯，混合均匀后混炼，得到混炼胶；
（3）最后对混炼胶进行定型硫化处理，即得所述的护套层。


2.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述结构控制剂选自二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷或环硅氮烷中的任一种。


3.根据权利要求1-2任一项所述的加工工艺，其特征在于，步骤（1）中，聚磷酸铵-氢氧化铝-硼酸锌复合物的制备方法如下：以重量份计，将1份聚磷酸、0.1～0.2份磷酸、0.3～0.5份尿素、0.03～0.05份氢氧化铝、0.02～0.03份硼酸锌混合加热至160～170℃，保温处理1～1.5小时，粉碎过300目筛，即得所述复合物。


4.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，将所述复合物与2～3份硫酸镁一并加入10...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德文，
申请(专利权)人：东莞福川精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44