一种辐照交联橡胶基阻燃电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种辐照交联橡胶基阻燃电缆及其制备方法，涉及电缆加工技术领域，一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，所述电缆由内向外包括导体、绝缘层、屏蔽层、隔氧阻燃层和外护套层，所述外护套层包括以下重量份原料：聚氨酯橡胶60

【技术实现步骤摘要】
一种辐照交联橡胶基阻燃电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆加工
，尤其涉及一种辐照交联橡胶基阻燃电缆及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，电线电缆的应用范围越来越广泛，而由于电线电缆的绝缘料和护套料大都是有机聚合物，在一定的温度和氧气浓度下会引发燃烧。在电缆给社会提供便利的同时也带来了火灾的风险，电缆因为自身和外在的原因被点燃，就有可能延着电缆铺设的方向从建筑物内到外蔓延，再点燃其他可燃物，引起更大的火灾，同时电缆在燃烧时还会产生各种有毒的烟雾，造成生命财产的损失。为减少火灾隐患，对电线电缆所用的聚合物进行阻燃处理是十分必要的。
[0003]目前电缆的阻燃橡胶料大多是采用天然丁苯胶、三元乙丙胶、氯化聚乙烯、或氯璜化聚乙烯添加阻燃剂、硫化剂等助剂，然后置入到高温高压硫化管道中进行硫化成型。此工艺有如下几项缺点：
[0004]1、硫化管道比较长，短则60～70m，长则120～150m，占地面积大，管理复杂。
[0005]2、密封蒸汽管道中，电缆的生产情况，无法查看，不可控，容易出现欠硫或过硫情况，产品质量控制困难。
[0006]3、硫化过程需要用到锅炉加热，产生高压蒸汽，设备复杂，且安全风险较高。
[0007]4、耗电耗能大。
[0008]因此，如何提供一种能够连续生产，能耗相对较低且更安全、可控的电缆是业界需要解决的问题。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本专利技术的目的在于设计提供一种辐照交联橡胶基阻燃电缆及其制备方法，对外护套层的原料配方进行设计，具有优良的耐辐照性能，能够适宜于辐照交联生产，且制备过程相对能耗更低、更简单、安全。
[0010]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0011]一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，所述电缆由内向外包括导体、绝缘层、屏蔽层、隔氧阻燃层和外护套层，所述外护套层包括以下重量份原料：聚氨酯橡胶60
‑
80份、三元乙丙橡胶20
‑
40份、改性纳米氮化硼颗粒15
‑
25份、炭黑4
‑
6份、纳米氧化锌3
‑
8份、甲基硅油8
‑
10份、阻燃剂10
‑
15份、抗氧化剂0.4
‑
0.6份、硅烷偶联剂1
‑
2份。
[0012]橡胶材料在辐照的过程中会吸收部分辐照能，生成大量的自由基，从而产生老化，导致材料断裂伸长率下降，硬度增加，本申请采用聚氨酯橡胶作为主体基材，配合三元乙丙橡胶，能够有效提高外护套的耐辐照性能，同时添加改性纳米氮化硼颗粒，一方面改性纳米氮化硼颗粒能够作为刚性无机粒子增加基体材料的力学性能，另一方面，改性纳米氮化硼颗粒还能够捕获辐照产生的自由基，从而在一定程度上减少辐照产生的老化，进而进一步
保证了外护套的性能。
[0013]进一步，所述外护套层包括以下重量份原料：聚氨酯橡胶75份、三元乙丙橡胶30份、改性纳米氮化硼颗粒22份、炭黑5份、纳米氧化锌6份、甲基硅油8份、阻燃剂12份、抗氧化剂0.6份、硅烷偶联剂2份。
[0014]进一步，所述改性纳米氮化硼颗粒是以1,1
‑
二苯基乙烯对立方氮化硼进行接枝改性所得。
[0015]本专利技术的改性纳米氮化硼颗粒，首先加入的氮化硼，主要是为了引入氮化硼中的硼原子，在一定程度上起到提高耐辐照性能的作用，其次，在氮化硼的表面接枝引入1,1
‑
二苯基乙烯，1,1
‑
二苯基乙烯中含有两个苯基，苯基作为亲电基团，能够捕获基体材料因辐照产生的自由基，不仅能够防止自由基继续和其它的基体材料反应，导致降解、老化，提高外护套的耐辐照性能，并且通过1,1
‑
二苯基乙烯对自由基的捕获还能够模糊基体材料和改性纳米氮化硼颗粒之间的界限，从而提高改性纳米氮化硼颗粒在基体材料中的分散性。
[0016]进一步，所述改性纳米氮化硼颗粒的制备方法为：将经过预处理的立方氮化硼粉末加入甲苯中，搅拌分散后，滴加加入偶联剂，超声分散均匀得到悬浮液，向悬浮液中加入三氯氧磷，室温下搅拌反应12
‑
14h，再加入偶氮二异丁腈和1,1
‑
二苯基乙烯，于冰盐浴中通入氩气保持20
‑
30min，泄至常压，于60
‑
80℃油浴温度下反应6
‑
8h，反应完成后过滤，滤饼先后用无水乙醇、丙酮、去离子水清洗干净后，真空干燥得到改性纳米氮化硼颗粒。
[0017]进一步，所述预处理为将立方氮化硼粉末超声加入过氧化氢溶液中，保温回流3
‑
4h，过滤，滤饼用去离子水洗涤干净后，搅拌分散于去离子水中，进行低温等离子体处理即得。
[0018]通过对立方氮化硼进行过氧化氢处理和低温等离子体处理，在氮化硼的表面引入了羟基、羧基等官能团，有利于氮化硼和1,1
‑
二苯基乙烯之间的接枝反应。
[0019]此外，本专利技术还公开了上述一种辐照交联橡胶基阻燃电缆的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0020]S1：将金属进行拉丝，进行退火处理后绞制得到导体；
[0021]S2：在导体外通过挤包工艺挤包得到绝缘层；
[0022]S3：在绝缘层的外表面编织得到屏蔽层；
[0023]S4：屏蔽层外通过缠绕阻燃包带得到隔氧阻燃层；
[0024]S5：将制备得到的外护套粒料通过挤出机挤包在隔氧阻燃层表面，冷却成型后，利用高能电子加速器进行辐照，得到电缆成品。
[0025]进一步，所述高能电子加速器辐照的参数为：辐照电压1.5
‑
2MeV，辐照电流20
‑
60mA，速度为200
‑
400m/min。
[0026]进一步，所述外护套粒料的制备方法为：
[0027]A1：将聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶加入开炼机上进行塑炼，然后加入改性纳米氮化硼颗粒、炭黑、纳米氧化锌，升温至80
‑
90℃，混炼30min后，加入甲基硅油、阻燃剂、抗氧化剂和硅烷偶联剂，升温至120
‑
140℃，混炼均匀后压片成型，得到母胶；
[0028]A2：将母胶置于密炼机中，进行三角包打卷处理，混炼均匀后下片，经双螺杆挤出机挤出造粒得到外护套粒料。
[0029]进一步，所述双螺杆挤出机的温度为175
‑
220℃。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031]本专利技术的一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，通过对外护套的原料配方进行设计，以聚氨酯橡胶作为作为主基体材料，辅以三元乙丙橡胶，提升了基础材料的耐辐照性能，再辅以改性纳米氮化硼颗粒、炭黑等，使得外护套能够适合于辐照交联生产，再结合对制备的工艺参数等进行调整，整个生产过程可以连续进行，在制备的过程中不会使用到高压蒸汽即不需要使用到蒸汽锅炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，所述电缆由内向外包括导体、绝缘层、屏蔽层、隔氧阻燃层和外护套层，其特征在于，所述外护套层包括以下重量份原料：聚氨酯橡胶60
‑
80份、三元乙丙橡胶20
‑
40份、改性纳米氮化硼颗粒15
‑
25份、炭黑4
‑
6份、纳米氧化锌3
‑
8份、甲基硅油8
‑
10份、阻燃剂10
‑
15份、抗氧化剂0.4
‑
0.6份、硅烷偶联剂1
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，其特征在于，所述外护套层包括以下重量份原料：聚氨酯橡胶75份、三元乙丙橡胶30份、改性纳米氮化硼颗粒22份、炭黑5份、纳米氧化锌6份、甲基硅油8份、阻燃剂12份、抗氧化剂0.6份、硅烷偶联剂2份。3.根据权利要求2所述的一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，其特征在于，所述改性纳米氮化硼颗粒是以1,1
‑
二苯基乙烯对立方氮化硼进行接枝改性所得。4.根据权利要求3所述的一种辐照交联橡胶基阻燃电缆，其特征在于，所述改性纳米氮化硼颗粒的制备方法为：将经过预处理的立方氮化硼粉末加入甲苯中，搅拌分散后，滴加加入偶联剂，超声分散均匀得到悬浮液，向悬浮液中加入三氯氧磷，室温下搅拌反应12
‑
14h，再加入偶氮二异丁腈和1,1
‑
二苯基乙烯，于冰盐浴中通入氩气保持20
‑
30min，泄至常压，于60
‑
80℃油浴温度下反应6
‑
8h，反应完成后过滤，滤饼先后用无水乙醇、丙酮、去离子水清洗干净后，真空干燥得到改性纳米氮化硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐季新，王世军，黄桂领，
申请(专利权)人：浙江元通线缆制造有限公司，
类型：发明
国别省市：