本发明专利技术公开了一种动车组用阻燃耐火电缆，属于电线电缆技术领域。由从内至外依次设置的导线、绝缘层、填充料、保护套构成；其中绝缘层使用云母带，能赋予电缆显著的耐火性能；保护套材料由低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷以质量之比50:5‑15:3:3熔融共混，接枝交联制得，过氧化二苯甲酰作为引发剂，可降低成本；黑磷能与助剂起协同作用，共同加强保护套的阻燃性；此外，助剂能提升保护套的综合性能，还加强了保护套阻燃性、耐热性和一定程度的抗氧化性。因此制得的电缆具有显著的耐火性，出色的综合性能，稳定且高效的阻燃性、耐热性和一定程度的、机械强度、抗氧化性，无卤环保，在动车组电缆有着重要的应用意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电线电缆，具体地，涉及一种动车组用阻燃耐火电缆。
技术介绍
1、随着人们生活水平的日益提高和高速动车的普及，越来越多的人出行选择动车组。而作为一个在运行期间为密封状态的交通工具来说，一旦控制电缆发生着火，在密封动车组内将会产生严重的后果，对内部电缆的阻燃耐火特性提出了更高的要求。常见的电缆料包括pvc(聚氯乙烯)、pe(聚乙烯)、pp(聚丙烯)、橡胶、云母带，其中聚乙烯是一种简单易得，无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，因聚合物分子内通过碳-碳单键相连，能耐大多数酸碱的侵蚀，且电绝缘性优良，是非常优质的电缆材料。但聚乙烯氧指数为17.4易燃，且耐热性能不足，难以作为动车组电缆料被使用。
2、相关技术公开号为cn110818997a的中国专利技术专利申请公开了一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，通过添加阻燃剂、抗氧化剂、成壳剂等改性剂，能提升聚乙烯一定的阻燃性和抗氧化性，成壳剂还能进一步提高聚乙烯的阻燃性能，降低了阻燃剂的添加量；但添加的各类试剂之间相容性较差易脱离，不耐热，另外聚乙烯的机械强度也要进一步提升，以满足动车组电缆更高的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种动车组用阻燃耐火电缆。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种动车组用阻燃耐火电缆，由从内至外依次设置的导线、绝缘层、填充料、保护套构成。
4、进一步地，所述绝缘层为云母带。
5、云母带是一种出色的耐火绝缘材料，在高温下仍能在一段时间内维持线路的正常运行，能赋予电缆显著的耐火性能。
6、进一步地，所述保护套材料通过如下步骤制备：
7、将低密度聚乙烯母料在烘箱中干燥12h，将干燥后的聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰(过氧化物引发剂)、黑磷混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出，制成片材，在90℃水煮条件下发生交联，制成保护套材料。
8、加入过氧化二苯甲酰作为引发剂，可减少助剂的用量，降低成本；黑磷作为一种新兴的二维材料，除了具有特征尺寸效应和热稳定性外，还拥有优异的阻燃效果，增强保护套材料的阻燃性。
9、进一步地，所述低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷的质量之比为50:5-15:3:3。
10、进一步地，所述助剂通过以下步骤制备：
11、s1、室温，氮气保护下在装有搅拌回流的三口烧瓶中将正丙胺、吡啶、三乙胺混合搅拌均匀，边滴加6-氯-1-己烯边进行搅拌，控制反应温度为75℃，回流反应6h，停止反应，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用苯/氯仿的混合溶剂，二者的体积比为1:1)，旋蒸除去洗脱液，得到中间体1；正丙胺、吡啶、三乙胺、6-氯-1-己烯的用量之比为6.5g:50ml:20ml:11.8g；
12、6-氯-1-己烯上的-cl和正丙胺上的-nh2发生亲核取代，通过控制二者的摩尔比接近1:1且正丙胺略微过量；三乙胺能除去反应生成的氯化氢，得到中间体1；具体反应过程如下所示：
13、
14、s2、室温，氮气保护下在装有搅拌回流的三口烧瓶中将中间体1、二氯甲基膦、四氢呋喃、三乙胺混合搅拌均匀，控制反应温度为65℃，回流反应8h，停止反应，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用丙酮/氯仿的混合溶剂，二者的体积比为2:5)，旋蒸除去洗脱液，得到中间体2；中间体1、二氯甲基膦、四氢呋喃、三乙胺的用量之比为14.1g:15.2g:100ml:50ml；
15、中间体1和二氯甲基膦发生亲核取代，通过控制二者的摩尔比接近1:1且二氯甲基膦略微过量，使二氯甲基膦上只有一个-cl参与反应，三乙胺除去反应生成的氯化氢，得到中间体2；具体反应过程如下所示：
16、
17、s3、室温，氮气保护下在装有搅拌的三口烧瓶中将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-550)、中间体2、甲苯、三乙胺混合搅拌均匀，控制反应温度为80℃应反应3h，反应完成，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用丙酮/苯的混合溶剂，二者的体积比为8:3)，旋蒸除去洗脱液，得到中间体3；γ-氨丙基三乙氧基硅烷、中间体2、甲苯、三乙胺的用量之比为25.5g:23.7g:100ml:50ml；
18、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和二氯甲基膦发生亲核取代，通过控制二者的摩尔比接近1:1且γ-氨丙基三乙氧基硅烷略微过量，三乙胺除去反应生成的氯化氢，得到中间体3；具体反应过程如下所示：
19、
20、s4、室温，氮气保护下在装有搅拌的三口烧瓶中将中间体3、2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、甲苯、三乙胺混合搅拌均匀，控制反应温度为90℃，回流反应8h，停止反应，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯(洗脱液采用苯/丙酮的混合溶剂，二者的体积比为3:5)，旋蒸除去洗脱液，得到助剂；中间体3、2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、甲苯、三乙胺的用量之比为42.2g:29.9g:200ml:50ml；
21、中间体3和2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚发生亲核取代，三乙胺除去反应生成的溴化氢，得到助剂；具体反应过程如下所示：
22、
23、制得的助剂两端分别为碳碳双键和硅氧烷，其中的碳碳双键在熔融聚合过程中能够接枝于聚乙烯分子链，从而形成硅氧烷接枝聚乙烯，而硅氧烷在水的作用下发生水解形成硅醇，硅醇之间缩合从而形成交联，产生si-o-si的交联网络结构，形成交联聚乙烯，这种结构使聚乙烯耐热性、绝缘性、机械强度、耐腐蚀性都得到进一步的提升，极大提高了保护套的综合性能，这种交联结构还能让助剂不易析出，保障各项功能的持久性；另外助剂中还含有p-n阻燃成分、受阻酚结构，其中p-n阻燃成分是一种优秀的无卤阻燃成分，具备磷系和氮系阻燃剂的协同阻燃效果，能够赋予保护套环保且高效的阻燃性能；另外，受阻酚结构能在一定程度上提高保护套的抗氧化性。
24、需要补充说明的是，聚乙烯会因预交联产生杂质，影响其电绝缘性能，助剂中的受阻酚可在一定程度阻止预交联过程中的热氧化，提高聚乙烯热稳定性，同时能捕捉自由基，延迟预交联反应；另外助剂也属于含磷阻燃剂，能与黑磷起协同作用，共同增强了保护套的阻燃性能。
25、本专利技术的有益效果：
26、本专利技术的电缆由导线、绝缘层、填充料、保护套构成；其中绝缘层使用云母带，能赋予电缆显著的耐火性能；保护套由低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷熔融共混，接枝交联制得，过氧化二苯甲酰作为引发剂，可降低成本；黑磷能与助剂起协同作用，共同加强电缆的阻燃性；此外，助剂能与聚乙烯发生交联，提升了电缆的综合性能，还加强了电缆阻燃性、耐热性和一定程度的抗氧化性。因此制得的电缆具有显著的耐火性，出色的综合性能，稳定且高效的阻燃性、耐热性和一定程度的机械强度、抗氧化性，无卤环保，在动车组电缆领域有着重要的应用意义。
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【技术保护点】
1.一种动车组用阻燃耐火电缆，由从内至外依次设置的导线、绝缘层、填充料、保护套构成，其特征在于，所述保护套材料由低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷熔融共混，接枝交联制得；
2.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤S1中正丙胺、吡啶、三乙胺、6-氯-1-己烯的用量之比为6.5g:50mL:20mL:11.8g。
3.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤S2中中间体1、二氯甲基膦、四氢呋喃、三乙胺的用量之比为14.1g:15.2g:100mL:50mL。
4.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤S3中γ-氨丙基三乙氧基硅烷、中间体2、甲苯、三乙胺的用量之比为25.5g:23.7g:100mL:50mL。
5.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤S4中中间体3、2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、甲苯、三乙胺的用量之比为42.2g:29.9g:200mL:50mL。
6.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，绝缘层使用云母带。
7.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷的质量之比为50:5-15:3:3。
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【技术特征摘要】
1.一种动车组用阻燃耐火电缆，由从内至外依次设置的导线、绝缘层、填充料、保护套构成，其特征在于，所述保护套材料由低密度聚乙烯母料、助剂、过氧化二苯甲酰、黑磷熔融共混，接枝交联制得；
2.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤s1中正丙胺、吡啶、三乙胺、6-氯-1-己烯的用量之比为6.5g:50ml:20ml:11.8g。
3.根据权利要求1所述的一种动车组用阻燃耐火电缆，其特征在于，步骤s2中中间体1、二氯甲基膦、四氢呋喃、三乙胺的用量之比为14.1g:15.2g:100ml:50ml。
4.根据权利要求1所述的一种动车组用...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚平，王兆兵，李贝贝，
申请(专利权)人：迈特诺马鞍山特种电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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