【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆材料，具体涉及一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料及其制备方法。
技术介绍
1、在对高压电缆结构的研究中，作为核心结构的主绝缘层一直是研究的焦点，而外护套的研究相对较少，由于高压电缆外护套直接与外部环境接触，因此，在较为恶劣的环境下，对电缆护套材料的耐热性、抗冲击性和耐曲挠性的要求更高；
2、聚乙烯是常采用的电缆材料，聚乙烯电缆具有机械强度高、耐化学腐蚀优良的特点，为了进一步提高聚乙烯电缆的抗冲击性和耐热性，则会在外护套材料中添加一定量的无机填料或玻璃纤维等增强助剂；但是，上述增强助剂会削减外护套材料的耐曲挠性，使得电缆护套材料难以承受在实际运用中频繁的弯曲和拉伸，而如何通过设计电缆护套材料组分，使得聚乙烯电缆材料具有较高的抗冲击性和耐热性的同时，仍然具备一定的耐曲挠性仍然是亟须解决的技术问题。
3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料及其制备方法，用于解决现有技术中的掺杂增强材料和耐热材料的电缆护套材料的耐曲挠性差的技术问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，按照重量份计，包括50-60份的硅烷交联聚乙烯、20-30份的烯烃共聚物、5-10份的混合无机填料、1-2份的无碱玻璃纤维、1-2份的热稳定剂、1-2份的增塑剂、1-2份的抗氧剂和1-2份的光稳定剂。
3、以硅烷交联聚乙烯和烯烃共
4、进一步地，所述硅烷交联聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
5、a1、对叔丁基邻苯二酚和四氯化碳混合、溶解，得到对叔丁基邻苯二酚溶液；三口圆底烧瓶的一侧连接实验用填料塔柱，此填料塔柱的上端连接冷凝器，下端连接回流瓶；冷凝器通入冷却介质水，回流瓶装有1/3体积的石油醚；回流瓶连接加热装置，设置温度为30-40℃；
6、a2、三口烧瓶的两个端口连接滴液计量瓶，分别装有对叔丁基邻苯二酚溶液和三氯硅氢，以1ml/min的速率缓慢滴加至三口圆底烧瓶中；滴加完毕后，三口烧瓶在25-30℃下进行回流反应4-6h，副产物氯化氢气体通过填料塔柱的冷凝器排出；后将三口烧瓶加热至80-85℃，直至蒸发完全部有机液体，收集三口烧瓶底部的固体产物；固体产物采用去离子水洗涤、在70-80℃下真空干燥至恒重，得到多硅氯有机体；
7、对叔丁基邻苯二酚和三氯硅氢发生亲核取代，制备得到多硅氯有机体。
8、对叔丁基邻苯二酚和三氯硅氢的反应式如下：
9、
10、a3、多硅氯有机体、引发剂、聚乙烯和水混合，在70-80℃下缩聚交联24h，后过滤，得到硅烷交联聚乙烯。
11、以二月桂酸二丁基锡作为过氧化物引发剂，过氧化物引发剂受热分解，使之成为化学活性很高的游离基，这些游离基可以夺取聚乙烯主链上的氢原子，使其产生活性游离基，然后再与多硅氯有机体发生接枝反应，接枝后的聚乙烯在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，发生水解缩合形成-si-，经缩聚交联制备得到硅烷交联聚乙烯。
12、进一步地，步骤a1中，对叔丁基邻苯二酚和四氯化碳的用量比为20-30g:50ml；步骤a2中，对叔丁基邻苯二酚溶液的用量为70-80ml，三氯硅氢的用量为5-10g。
13、进一步地，步骤a3中，引发剂为二月桂酸二丁基锡；多硅氯有机体、引发剂、聚乙烯和水的用量比为50-60g:1-3g:300g:500ml。
14、进一步地，所述烯烃共聚物的制备方法，包括以下步骤：
15、环氧化聚丁二烯树脂、甲基丙烯酸和引发剂混合，在30-40℃下反应3-5h，得到产物；产物采用滤布过滤，去除引发剂固体，得到烯烃共聚物。
16、在引发剂的作用下，环氧化聚丁二烯树脂和甲基丙烯酸发生加聚反应，制备得到烯烃共聚物。
17、进一步地，所述引发剂为过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵水溶液由1-3g的过硫酸铵和30ml的去离子水混合均匀得到；所述环氧化聚丁二烯树脂、甲基丙烯酸和催化剂的用量比为50-100g:10-20g:1-3g。
18、进一步地，所述混合无机填料由以下步骤制备得到：
19、将硅藻土、粉煤灰漂珠、0.2-1mm的氧化铝空心微球、0.5-1mm的氧化镁空心微球混合均匀，得到混合物；将混合物研磨至100-200nm，得到混合无机填料。
20、本专利技术是以粉末状保温隔热耐火材料硅藻土、粉煤灰漂珠和氧化物空心微球作为组分，混合均匀，制备得到混合无机填料。
21、进一步地，所述无碱玻璃纤维的直径为10-20μm；所述热稳定剂为马来酸二丁基锡和亚磷酸酯按照质量比3-2:1混合得到；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，具体为邻苯二甲酸甲酯、邻苯二甲酸乙酯或丁基邻苯二甲酰甘醇酸丁酯中的任意一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂dstp按照质量比2-3:1混合得到；所述光稳定剂为uv-9和uv-531按照质量比1:1混合得到。
22、作为本专利技术的另一方面，本专利技术还提出一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
23、b1、将硅烷交联聚乙烯、烯烃共聚物、混合无机填料、无碱玻璃纤维、热稳定剂、增塑剂、抗氧剂和光稳定剂混合均匀，得到混合料；
24、b2、混合料在双辊开炼机上熔融共混，得到样品；样品置于平板硫化机依次进行热压和冷压，后自然冷却至室温，得到耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料。
25、进一步地，步骤b2中，熔融共混的温度为100-110℃、熔融共混的时长为10min；热压的温度为110-120℃、热压的压力为10-20mpa、热压的时长为3-5min；冷压的温度为25℃、冷压的压力为10mpa、冷压的时长为3-5min。
26、本专利技术具备下述有益效果：
27、本专利技术是以硅烷交联聚乙烯和烯烃共聚物作为电缆护套材料基料，以混合无机填料和无碱玻璃纤维作为增强助剂，并添加相关助剂，制备得到耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料。对叔丁基邻苯二酚和三氯硅氢发生亲核取代反应，得到含有多苯环、多硅元素的多硅氯有机体；聚乙烯和多硅氯有机体经缩聚交联制备得到硅烷交联聚乙烯。由于硅烷交联聚乙烯中含有高含量的苯环、硅、氯元素，整体性地提高硅烷交联聚乙烯的阻燃性和机械性能，表现为硅烷交联聚乙烯的耐热性、耐磨性和抗冲击性能的显著提升。但是，硅烷交联聚乙烯硬度过高，易产生脆性断裂，因此，本专利技术以环氧化聚丁二烯树脂和甲基丙烯酸的加聚产物-烯烃共聚物作为另一基料组分。此外，烯烃共聚物中的环氧基团可与多硅氯有机体中未反应的氯元素反应，从而增强基料两组分之间的交联性，进而提高制备的电缆护套材料的热稳定性和刚性。
28、本专利技术制备的电缆护套材料还包括增强助剂混合无机填料和无碱玻璃纤维；混合无机填料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，按照重量份计，包括50-60份的硅烷交联聚乙烯、20-30份的烯烃共聚物、5-10份的混合无机填料、1-2份无碱玻璃纤维、1-2份热稳定剂、1-2份增塑剂、1-2份抗氧剂和1-2份光稳定剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述硅烷交联聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，步骤A1中，对叔丁基邻苯二酚和四氯化碳的用量比为20-30g:50mL；步骤A2中，对叔丁基邻苯二酚溶液的用量为70-80mL，三氯硅氢的用量为5-10g；所述后工艺处理包括：三口圆底烧瓶加热至80-85℃，直至蒸发完所有有机液体，收集固体产物；固体产物采用去离子水洗涤、在70-80℃下真空干燥至恒重，得到多硅氯有机体。
4.根据权利要求3所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，步骤A3中，引发剂为二月桂酸二丁基锡；多硅氯有机体、引发剂、聚乙烯和水的用量比为50-60g:1-3g:300g:500mL。p>
5.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述烯烃共聚物的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，环氧化聚丁二烯树脂、甲基丙烯酸和催化剂的用量比为50-100g:10-20g:1-3g。
7.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述混合无机填料由以下步骤制备得到：
8.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述无碱玻璃纤维的直径为10-20μm；所述热稳定剂为马来酸二丁基锡和亚磷酸酯按照质量比2-3:1混合得到；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，具体为邻苯二甲酸甲酯、邻苯二甲酸乙酯或丁基邻苯二甲酰甘醇酸丁酯中的任意一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DSTP按照质量比2-3:1混合得到；所述光稳定剂为UV-9和UV-531按照质量比1:1混合得到。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料的制备方法，其特征在于，步骤B2中，熔融共混的温度为100-110℃、熔融共混的时长为10min；热压的温度为110-120℃、热压的压力为10-20MPa、热压的时长为3-5min；冷压的温度为25℃、冷压的压力为10MPa、冷压的时长为3-5min。
...【技术特征摘要】
1.一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，按照重量份计，包括50-60份的硅烷交联聚乙烯、20-30份的烯烃共聚物、5-10份的混合无机填料、1-2份无碱玻璃纤维、1-2份热稳定剂、1-2份增塑剂、1-2份抗氧剂和1-2份光稳定剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述硅烷交联聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，步骤a1中，对叔丁基邻苯二酚和四氯化碳的用量比为20-30g:50ml；步骤a2中，对叔丁基邻苯二酚溶液的用量为70-80ml，三氯硅氢的用量为5-10g；所述后工艺处理包括：三口圆底烧瓶加热至80-85℃，直至蒸发完所有有机液体，收集固体产物；固体产物采用去离子水洗涤、在70-80℃下真空干燥至恒重，得到多硅氯有机体。
4.根据权利要求3所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，步骤a3中，引发剂为二月桂酸二丁基锡；多硅氯有机体、引发剂、聚乙烯和水的用量比为50-60g:1-3g:300g:500ml。
5.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击的耐曲挠电缆护套材料，其特征在于，所述烯烃共聚物的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏永乾，武星，石磊，
申请(专利权)人：西部电缆陕西有限公司，
类型：发明
国别省市：
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