【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆加工，具体涉及一种耐高温抗扭曲的电缆。
技术介绍
1、电线电缆作为电能输送的载体，扮演着不可或缺的重要角色，电线电缆外部的绝缘层起到保护金属导体、防止短路和漏电等作用，常见的绝缘层基体材料为聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等，这些绝缘材料具有良好的电绝缘性和耐磨损性能够有效地保护金属导体，延长线缆材料的使用寿命，但这些绝缘材料均存在不耐高温和易燃的缺点，当导体导电性不良，或绝缘层出现老化、损坏等问题，导致导体暴露，可能局部高温，产生火花甚至引发火灾，造成人员伤亡和经济财产损失；
2、并且，在一些工业应用中，电缆常常被安装在机械臂、传输带、起重机等设备上，这些设备的运动过程中电缆经常会受到扭转、拉伸和弯曲等多重应力，如果电缆抗扭曲性能不足，长期的扭转会导致电缆外护套磨损、导体破损或者绝缘老化，最终影响电力或信号的传输稳定性。
3、在现有技术中，为提高电缆的耐高温性能，在制造电缆保护套时，加入耐热阻燃剂是常用的方法，但是这些阻燃剂，通常难以和制备电缆的其他填料相容，导致材料的脆性增加，使得电缆在弯曲、拉伸或扭曲时更容易产生裂纹或破裂，且有机耐热阻燃剂会因为高温、紫外线照射或电缆长期使用等影响，逐渐分解或挥发，导致其阻燃效果逐渐减弱，难以提供长期稳定的阻燃保护，加入具有耐高温阻燃性能的无机材料与有机阻燃剂协同发挥作用时，会由于界面不相容导致电缆的机械性能不佳，进而影响电缆的耐高温阻燃效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐高温抗扭曲的电缆，包括由内而外依次设置的数根线芯、绝缘橡胶层、绕包层和护套层；
3、所述线芯包括由若干根相互绞合的金属合金线组成的导电体和包覆在导电体外部的绝缘橡胶层；
4、绕包层由绕包带绕包在数根线芯外部后得到；
5、所述护套层包括按重量份计的以下组成：改性聚氨酯20-30份、改性阻燃剂5-10份、改性海泡石15-20份和辅助添加剂2-4份。
6、进一步的，所述金属合金线为铜锡合金线，所述绝缘橡胶层为丁苯橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶中的一种或多种，所述绕包带为聚酯带、铝金属带中的一种或多种。
7、进一步的，所述护套层的制备方法为：将改性聚氨酯、改性阻燃剂、改性海泡石和辅助添加剂加入双螺杆挤出机中，熔融挤包于绕包层外部，在绕包层的外部形成护套层。
8、进一步的，所述辅助添加剂由润滑剂、抗老剂、填料按重量比1:1:2组成，所述润滑剂为硬脂酸钡、硅油中的一种或多种，所述抗老剂为防老剂6ppd、防老剂mb、防老剂mbi中的一种或多种，所述填料为炭黑、蒙脱土、碳酸钙中的一种或多种；双螺杆挤出机从进料口朝向出料口方向的八个温度区段的温度依次为150℃、150℃、155℃、155℃、165℃、165℃、170℃、170℃，双螺杆挤出机的主机转速为60-110rpm，压力为120bar。
9、进一步的，所述改性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
10、a1、将八甲基环四硅氧烷、氢氧化钠溶液和甲苯置于氮气氛围保护的反应釜中，升温至85-105℃，保温反应1-2h，后处理得到端羟基聚硅氧烷；
11、端羟基聚硅氧烷的制备反应式为：
12、
13、端羟基聚硅氧烷的制备反应原理为：
14、在氢氧化钠的碱性环境下，八甲基环四硅氧烷的硅氧键受氢氧化钠催化，发生开环反应，生成一个活泼的硅醇基团，生成的端羟基中间体进一步通过缩合聚合反应形成聚硅氧烷链，氢氧化钠溶液中的去离子水提供羟基对聚硅氧烷链进行封端，得到端羟基聚硅氧烷。
15、a2、将端羟基聚硅氧烷、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基锡、甲苯和二苯基甲烷二异氰酸酯置于氮气氛围保护的反应釜中，升温至75-85℃，后处理得到改性聚氨酯前驱体；
16、改性聚氨酯前驱体的制备反应式为：
17、
18、式中：，。
19、改性聚氨酯前驱体的制备反应原理为：
20、在二月桂酸二丁基锡和高温的催化下，端羟基聚硅氧烷和1,4-丁二醇中的羟基与二苯基甲烷二异氰酸酯发生缩合反应，制备得到异氰酸酯基修饰的改性聚氨酯前驱体。
21、a3、将改性聚氨酯前驱体、kh-550和甲苯置于反应釜中，升温至90-110℃，保温反应1-2h，后处理得到改性聚氨酯。
22、改性聚氨酯的制备反应式为：
23、
24、式中：
25、
26、改性聚氨酯的制备反应原理为：
27、在反应过程中，kh-550中的氨基作为亲核试剂，进攻改性聚氨酯前驱体中的异氰酸酯基封端，制备得到硅烷偶联剂修饰的改性聚氨酯。
28、进一步的，步骤a1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10-15wt%，所述八甲基环四硅氧烷、氢氧化钠溶液和甲苯的用量比为5-10g:2-4ml:60-90ml，所述后处理步骤包括：反应完成后，待反应体系降至室温，向反应液中加入乙酸乙酯和纯水，洗萃1-2遍，有机相转移至温度为40-50℃的旋转蒸发仪中，旋至无液体采出，得到端羟基聚硅氧烷；步骤a2中，所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为端羟基聚硅氧烷和1,4-丁二醇中的羟基的摩尔量的2倍，所述端羟基聚硅氧烷、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基锡和甲苯的用量比为5-10g:4-6g:0.1-1.5g:100-120ml，所述后处理步骤包括：反应完成后，待反应体系降至室温，向反应液中加入乙醇，反应釜升温至110-120℃，减压蒸馏至无液体采出，得到改性聚氨酯前驱体；步骤a3中，所述改性聚氨酯前驱体、kh-550和甲苯的用量比为8-13g:2-3g:150-200ml，所述后处理步骤包括：反应完成后，向反应液中加入乙醇，将反应升温至100-110℃，减压蒸馏至无液体采出，得到改性聚氨酯。
29、进一步的，所述改性阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
30、b1、将对甲基苯乙胺、2-苯基丙醛和乙醇置于反应釜中，升温至80-90℃，搅拌4-6h，后处理得到中间体ⅰ；
31、中间体ⅰ的制备反应式为：
32、
33、中间体ⅰ的质谱分析数据，m/z：251.14(100.0%)，252.14(19.7%)，253.14(1.9%)。
34、中间体ⅰ的制备反应原理为：
35、对甲基苯乙胺中的氨基氮原子带有孤电子对，作为亲核试剂，能够进攻2-苯基丙醛中的醛基碳原子，形成一个中间的醇胺中间体，进一步脱水，得到一个含有亚胺结构的中间体ⅰ。
36、b2、将中间体ⅰ、乙醇和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液置于反应釜中，升温至80-90℃，保温反应8-10h，后处理得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，包括由内而外依次设置的数根线芯（1）、绕包层（3）和护套层（4）；
2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述金属合金线为铜锡合金线，所述绝缘橡胶层为丁苯橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶中的一种或多种，所述绕包带为聚酯带、铝金属带中的一种或多种；步骤A1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10-15wt%，所述八甲基环四硅氧烷、氢氧化钠溶液和甲苯的用量比为5-10g:2-4mL:60-90mL；步骤A2中，所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为端羟基聚硅氧烷和1,4-丁二醇中的羟基的摩尔量的2倍，所述端羟基聚硅氧烷、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基锡和甲苯的用量比为5-10g:4-6g:0.1-1.5g:100-120mL；步骤A3中，所述改性聚氨酯前驱体、KH-550和甲苯的用量比为8-13g:2-3g:150-200mL。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述护套层（4）的制备方法为：将改性聚氨酯、改性阻燃剂、改性海泡石和辅助添加剂加入双螺杆挤出机中，熔融挤包于绕包层（3）外部，在绕包
4.根据权利要求3所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述辅助添加剂由润滑剂、抗老剂、填料按重量比1:1:2组成，所述润滑剂为硬脂酸钡、硅油中的一种或多种，所述抗老剂为防老剂6PPD、防老剂MB、防老剂MBI中的一种或多种，所述填料为炭黑、蒙脱土、碳酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述改性阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，步骤B1中，所述对甲基苯乙胺、2-苯基丙醛和乙醇的用量比为5-7g:4-6g:100-150mL；步骤B2中，所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液由9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和乙醇按用量比10-12g:40-50mL组成，所述中间体Ⅰ、乙醇和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶液的用量比为10-12g:100-120mL:10-15mL；步骤B3中，所述中间体Ⅱ、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、三乙胺和甲苯的用量比为12-15g:2-3g:1.5-2g:200-250mL。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述改性海泡石的制备方法为：将海泡石和稀硝酸置于反应釜中，升温至20-30℃，保温搅拌12-16h，抽滤，洗涤干燥，球磨后，得到改性海泡石。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述稀硝酸的浓度为0.5-1.5mol/mL，所述海泡石和稀硝酸的用量比为10-20g:100-150mL。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，包括由内而外依次设置的数根线芯（1）、绕包层（3）和护套层（4）；
2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述金属合金线为铜锡合金线，所述绝缘橡胶层为丁苯橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶中的一种或多种，所述绕包带为聚酯带、铝金属带中的一种或多种；步骤a1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10-15wt%，所述八甲基环四硅氧烷、氢氧化钠溶液和甲苯的用量比为5-10g:2-4ml:60-90ml；步骤a2中，所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为端羟基聚硅氧烷和1,4-丁二醇中的羟基的摩尔量的2倍，所述端羟基聚硅氧烷、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基锡和甲苯的用量比为5-10g:4-6g:0.1-1.5g:100-120ml；步骤a3中，所述改性聚氨酯前驱体、kh-550和甲苯的用量比为8-13g:2-3g:150-200ml。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述护套层（4）的制备方法为：将改性聚氨酯、改性阻燃剂、改性海泡石和辅助添加剂加入双螺杆挤出机中，熔融挤包于绕包层（3）外部，在绕包层（3）的外部形成护套层（4）。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温抗扭曲的电缆，其特征在于，所述辅助添加剂由润滑剂、抗老剂、填料按重量比1:1:2组成，所述润滑剂为硬脂酸钡、硅油中的一种或多种，所述抗老剂为防老剂6...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘北喜，林伟江，侯泰旭，黄伟弟，王泽英，
申请(专利权)人：广州珠江电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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