一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，其特征在于，按照重量份数计包括以下组分：氯磺化聚乙烯橡胶30～40份；聚二元乙丙橡胶30～40份；聚苯并恶嗪15～20份；羟基环氧化聚丁二烯10～15份；改性氧化石墨烯‑聚吡咯复合物12～18份；聚脲润滑脂5～10份；聚合物引发剂6～10份；纳米聚电解质层包埋缓蚀剂5～8份；剑麻纤维素6～9份；增强纳米微球3～5份；阻燃剂3～5份。本发明专利技术提供的电缆材料具有耐热性和耐腐蚀性能好、抗静电性能高、零形变的高阻燃的特点，减少了电缆材料产生电弧效应、短路火灾的危险，延长了使用寿命短，提高了绝缘安全性能。

A Corrosion Resistant Zero Shrinkage Flame Retardant Cable Material

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料
本专利技术涉及电缆材料
，尤其涉及一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料。
技术介绍
用于电力输送、信息传递的电线电缆在工业化、信息化社会中广泛使用，我国每年均有大量电线电缆生产并投入使用。由于电缆护套层、绝缘层的制备材料多为有机聚合物，携带着大量的火灾荷载，以致相互连通的电缆一旦因电弧、短路等电气故障发生火灾，其释放的毒气和热量将严重危害人们的健康，并且电缆火灾还具有极强的蔓延性。随着防火要求的提高，对于一些重要场所(如核电站)，己经明确要求其使用阻燃型电缆，而典型阻PVC电缆在受热时释放出大量气体，整体表现出剧烈的膨胀、发泡效应，膨胀形成的多孔炭层具有隔热、隔氧作用，致使引燃过程变得更为复杂。电缆使用过程中，频繁的电力通断切换，会引起温度的大起大落，由于温度的频繁变化产生电缆材料的应力和应变，称为温度自应力和温度自应变，从机械角度分析属于压缩应力和压缩应变性质，主要是由于受到终端和接头空间制约的原因，这会导致电缆疲劳，使塑性变形增大，收缩量增加，与普通的“热胀冷缩”不同，热收缩是不可逆的过程，因而会影响绝缘寿命和性能，护套材料温度变化比绝缘套要小，但疲劳蠕动在一定程度上也会影响电缆防护寿命。同时，电缆材质在使用过程中出现的由于环境潮湿或者空气氧化也会逐渐将护套和绝缘层进行腐蚀，将电缆芯暴露在空气中或者多根电缆芯相互接触产生电弧导致短路，大面积停电的同时也易造成火灾。中国专利201810792838.7公开了一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，其技术方案中虽然对阻燃剂进行了改进，减少了阻燃剂的使用量，但是其技术方案中所采用的苯基胍碳酸盐遇到酸性环境后容易产生二氧化碳，进而使电缆材料产生发泡，而且所采用的膨胀蛭石和硅藻土也易膨胀，进而电缆材料在温度升高时易产生应变效应，增加了电缆材料产生电弧效应、短路火灾的危险并且减少了使用寿命短；因此，虽然电缆材料中使用了阻燃剂和耐腐蚀剂，但是其形变产生的燃烧危险却大大超过了其阻燃和耐腐蚀成分为电缆材料带来的绝缘安全性能。
技术实现思路
为克服以上技术缺陷，本专利技术提供一种耐热性和耐腐蚀性能好、抗静电性能高、零形变的高阻燃电缆材料。本专利技术的技术方案具体为：一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，按照重量份数计包括以下组分：氯磺化聚乙烯橡胶30～40份；聚二元乙丙橡胶30～40份；聚苯并恶嗪15～20份；羟基环氧化聚丁二烯10～15份；改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物12～18份；聚脲润滑脂5～10份；聚合物引发剂6～10份；纳米聚电解质层包埋缓蚀剂5～8份；剑麻纤维素6～9份；增强纳米微球3～5份；阻燃剂3～5份。作为本专利技术的进一步限定，改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物的制作方法为：S1：将0.2～0.25g氧化石墨烯于200～250ml蒸馏水中超声波处理，直至完全扩散溶于蒸馏水中，形成溶胶混合物；S2：将1.8～2.6g聚吡咯加入至180～200mlN,N-二甲基甲酰胺溶液中搅拌至完全溶解，形成预混液；S3：将所述S1步骤得到的溶胶混合物以及所述S2步骤得到的预混液混合，并在80～85℃下油浴23～25h，油浴过程中保持无氧状态；S4：将所述S3步骤得到的回流混合物经过聚四氟乙烯薄膜过滤后，用体积分数为95％的乙醇清洗，得到复合物初体；S5：将所述S4步骤得到的复合物初体用体积分数为5％的甲醇在超声波下溶解，得到改性石墨烯-聚吡咯复合物。作为本专利技术的进一步限定，纳米聚电解质层包埋缓蚀剂为第一金属层构成的阴极与第二金属层构成的阳极，以及位于第一金属层与第二金属层之间的缓蚀剂，所述纳米聚电解质层包埋缓蚀剂制作方法包括以下步骤：S1：将0.025～0.075M的第一金属硝酸盐结晶水合物与0.025～0.075M的第二金属硝酸盐结晶水合物溶于100ml蒸馏水中，保证第一金属离子浓度与第二金属离子在溶液中的浓度之比在2～3，通过磁力搅拌混合均匀；S2：将所述步骤S1得到的预混液在无氧条件下逐滴加入至200ml0.1～0.25M的缓蚀剂钠盐溶液中，通过2MNaOH调节pH在9.0～10.0，维持反应温度在24～26℃，滴定形成的沉淀与上清液形成泥浆混合物；S3：将所述步骤S2得到的泥浆混合物于65℃，无氧条件下老化16～24h形成纳米聚电解质层包埋缓蚀剂。作为本专利技术的进一步限定，所述缓蚀剂为乙醇胺盐酸盐(-C2H8ClNO)、氨基羧酸盐(-COONH)、焦钒酸盐(V2O74-)、钼酸盐(MOO42-)或巯基苯并噻唑盐(-C7H5NS2)中的一种或几种。作为本专利技术的进一步限定，所述第一金属为Mg、Zn、Ni、Co、Ca和Cu中的一种或几种。作为本专利技术的进一步限定，所述第二金属为Al、Fe、Ga、Cr和Ce中的一种或几种。作为本专利技术的进一步限定，所述聚合物引发剂为4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2'-偶氮双[2-(2-咪唑并啉-2-基)丙烷]中的一种或几种。作为本专利技术的进一步限定，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化钙或氢氧化铝中的一种或几种。作为本专利技术的进一步限定，所述增强纳米微球为B4C、B4N、TiC、TiB2、TiN、ZrO2或CeO2中的一种或几种。本专利技术的有益效果为：1、石墨烯是具有二维结构的新型材料，碳原子形成蜂巢结构，单层的石墨烯可以形成良好的扩散屏障，进而可以形成超薄防腐层，但是在更大的区域内，石墨烯形成的蜂巢结构区域边界之间容易形成缝隙，由于石墨烯具有导电性，因此每条缝隙可以形成石墨烯阴极或石墨烯阳极，在石墨烯阴极和石墨烯阳极之间形成电偶，进而发生局部电解反应所产生的腐蚀，通过将石墨烯进行氧化，可以增大各个片层之间的距离，进而减少了区域边界的缝隙的出现，并且通过氧化降低了石墨烯的导电性能，增加了电缆材料的耐腐蚀性和绝缘性能，并且将氧化石墨烯与聚吡咯进行复合，利用聚吡咯来减少区域边界的不融合性，形成无缝隙电化学均匀氧化石墨烯涂层，进而增强了电缆的耐腐蚀性能。2、缓蚀剂中氨基羧酸盐能够和阻燃剂中的氢氧化物进行反应，生成羧酸钙—Ca(COO)2，对电缆材料制作的护套或者耐腐蚀层所包裹的电缆芯表面的金属材质的孔隙进行填补，防止外来氯化物进入电缆金属芯表面的孔隙中进行腐蚀；巯基苯并噻唑盐可以诱发主动保护功能，增强电缆耐腐蚀层的微观厚度，进而增强电缆材料的耐腐蚀性能；钒酸根离子能够与强酸性的氢离子进行反应，生成氧化物以及水分子，进而起到了耐强酸腐蚀的特性；钼酸盐能够在金属表面发生吸附、沉积，或通过自身的氧化性来改变金属表面膜的性质，从而起到抑制金属活性溶解，促进金属钝化的作用。3、聚脲润滑脂具有价格适中、滴点高、不含有毒有害成分且易生物降解的优点，通过增加聚脲润滑脂可以有效地将电缆制作材质汇总的增强纳米颗粒、改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物、纳米聚电解质层包埋有机缓蚀剂、聚合物引发剂、阻燃剂以及橡胶充分混匀润滑，并且提高了所制作而成的电缆材料的氧化安定性、热安定性和使用寿命。聚脲润滑脂通过与改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物、增强纳米颗粒相混合，能够提高聚脲润滑脂对压力、摩擦以及氧化的抵抗能力，并且改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物通过添加聚脲润滑脂可以提高其耐热性能以及抗静电性能，进而通过电缆材料的相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，其特征在于，按照重量份数计包括以下组分：氯磺化聚乙烯橡胶 30～40份；聚二元乙丙橡胶 30～40份；聚苯并恶嗪 15～20份；羟基环氧化聚丁二烯 10～15份；改性氧化石墨烯‑聚吡咯复合物 12～18份；聚脲润滑脂 5～10份；聚合物引发剂 6～10份；纳米聚电解质层包埋缓蚀剂 5～8份；剑麻纤维素 6～9份；增强纳米微球 3～5份；阻燃剂 3～5份。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，其特征在于，按照重量份数计包括以下组分：氯磺化聚乙烯橡胶30～40份；聚二元乙丙橡胶30～40份；聚苯并恶嗪15～20份；羟基环氧化聚丁二烯10～15份；改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物12～18份；聚脲润滑脂5～10份；聚合物引发剂6～10份；纳米聚电解质层包埋缓蚀剂5～8份；剑麻纤维素6～9份；增强纳米微球3～5份；阻燃剂3～5份。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，其特征在于，改性氧化石墨烯-聚吡咯复合物的制作方法为：S1：将0.2～0.25g氧化石墨烯于200～250ml蒸馏水中超声波处理，直至完全扩散溶于蒸馏水中，形成溶胶混合物；S2：将1.8～2.6g聚吡咯加入至180～200mlN,N-二甲基甲酰胺溶液中搅拌至完全溶解，形成预混液；S3：将所述S1步骤得到的溶胶混合物以及所述S2步骤得到的预混液混合，并在80～85℃下油浴23～25h，油浴过程中保持无氧状态；S4：将所述S3步骤得到的回流混合物经过聚四氟乙烯薄膜过滤后，用体积分数为95％的乙醇清洗，得到复合物初体；S5：将所述S4步骤得到的复合物初体用体积分数为5％的甲醇在超声波下溶解，得到改性石墨烯-聚吡咯复合物。3.根据权利要求1所述的种耐腐蚀零收缩阻燃电缆材料，其特征在于，纳米聚电解质层包埋缓蚀剂为第一金属层构成的阴极与第二金属层构成的阳极，以及位于第一金属层与第二金属层之间的缓蚀剂，所述纳米聚电解质层包埋缓蚀剂制作方法包括以下步骤：S1：将0.025～0.075M的第一金属硝酸盐结晶水合物与0.025～0.075M的第二金属硝酸盐结晶水合物溶于100...

【专利技术属性】
技术研发人员：马辽林，李华斌，孙二杰，胡湘华，余雄，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43