一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆及其制备方法，涉及电线电缆生产技术领域。本发明专利技术制备的耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套层；其中绝缘层和护套层为陶瓷化硅橡胶，屏蔽层为聚酰胺气凝胶；自制玻璃粉包括碳酸钙、氧化锌、硼酸、磷酸二氢铵和聚磷酸铵微球，不仅增强阻燃性，还是得成瓷后具有较高的致密度和强度，增强电线电缆成瓷后的强度；聚酰胺气凝胶在聚酰胺主链中引入三聚氰胺，并加入改性多壁碳纳米管增强抗撕裂性和屏蔽性能。撕裂性和屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电线电缆生产
，具体为一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]矿物绝缘防火电缆虽具有很好的耐火性能，但其制造工艺复杂、生产成本高昂、制造长度受限，而且电缆非常硬无法弯曲，接头复杂，施工难度很高，难以广泛应用。云母带绕包耐火电缆虽然工工艺简单，制造长度不受限制，但是云母带普遍存在一个缺点，高温燃烧后云母带的机械强度大幅度降低，变脆，受到剧烈震动后易粉化脱落，造成耐火效果不佳。而且因云母带磨擦时易掉粉，造成绕包现场大量粉尘给作业人员的健康带来威胁。
[0003]近年来有科研人员探索研究陶瓷化硅橡胶电缆，虽然陶瓷化硅橡胶电缆耐磨性较好，但因电缆制造过程中需有专门的混炼、挤制和硫化设备，工艺复杂，而且很难在绝缘层强度和阻燃性、屏蔽性之间去的平衡，因此本专利技术研究制备了一种屏蔽性能好的耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套层，所述导体为单晶铜丝绞合制得的铜导体；所述绝缘层和护套层为陶瓷化硅橡胶；所述屏蔽层为聚酰胺气凝胶。
[0006]优选的，所述陶瓷化硅橡胶是以甲基乙烯基硅橡胶为基体、硅灰石为成瓷填料、自制玻璃粉为助熔剂、气相法白炭黑为补强剂制得。
[0007]优选的，所述自制玻璃粉包括碳酸钙、氧化锌、硼酸、磷酸二氢铵和聚磷酸铵微球；所述聚磷酸铵微球是以碳微球为芯材，聚磷酸铵为外壳并用双端环氧聚硅氧烷包覆制得。
[0008]优选的，所述聚酰胺气凝胶是在聚酰胺主链中引入三聚氰胺，并加入改性多壁碳纳米管制得；所述改性多壁碳纳米管是在多壁碳纳米管表面接枝聚芳醚酮制得。
[0009]优选的，所述一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆的制备方法，包括以下具体步骤：
[0010](1)将单晶铜丝放入绞线机进行绞合制得导体；将预处理的碳微球、聚磷酸铵和去离子水按质量比1:1～1:1.2混合，加热至65～75℃并搅拌均匀，加入碳微球质量5～8倍的双端环氧聚硅氧烷，无水乙醇回流反应2～4h，冷却至室温，过滤并用去离子水洗涤3～5次，制得聚磷酸铵微球；
[0011](2)将碳酸钙、氧化锌、硼酸、磷酸二氢铵和聚磷酸铵微球烘干，并按质量比10:40:8:35:10～10:50:18:35:10混合，用球磨机进行均匀化混合，在转移至坩埚中，在1300～1500℃熔融1～2h，倒入去离子水中进行骤冷，最后再添加分散剂无水乙醇再次进行球磨，球磨24～48h，制得自制玻璃粉；
[0012](3)将甲基乙烯基硅橡胶和气相法白炭黑按质量比2:1～2.2:1混合置于真空捏合机中，捏合4～6min后，加入甲基乙烯基硅橡胶质量0.2～0.3倍的氢氧化铝和甲基乙烯基硅橡胶质量0.3～0.35倍的自制玻璃粉，搅拌均匀后升温至170～180℃，热炼80～100min，抽真空至
‑
0.06～
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0.08MPa，抽真空30～50min后，在成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在导体上形成带有绝缘层的电线电缆；
[0013](4)将叠氮化聚芳醚酮与多壁碳纳米管按质量比5:1～8:1混合，置于多壁碳纳米管质量25～30倍的N
‑
甲基吡咯烷酮中，在氮气氛围下，由于加热至125～130℃，反应96～98h，冷却至室温并进行抽滤，再依次用N
‑
甲基吡咯烷酮和去离子水洗涤3～5次，在真空干燥箱中烘干，制得改性多壁碳纳米管；
[0014](5)将三聚氰胺与二甲基亚砜按质量比1:8～1:10混合，加入二甲基亚砜质量0.2～0.4倍的间苯二甲酰氯溶液，在30～50rpm下搅拌反应30～50min，加入二甲基亚砜质量0.08～0.1倍的改性多壁碳纳米管，升温至60～70℃，继续搅拌反应20～30min，密封置于40～60℃的烘箱中，2～3h后取出，将带有绝缘层的电缆浸没后，转移至
‑
70～
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80℃的冷冻干燥机中进行冷冻干燥，取出后打磨，制得带有屏蔽层的电线电缆；
[0015](6)将带有屏蔽层的电线电缆再次于步骤(3)中的成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在导体上形成带有护套层的电线电缆，制得耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆。
[0016]优选的，上述步骤(1)中：预处理的碳微球的制备方法为：将葡萄糖与去离子水按质量比1:13～1:15混合搅拌至溶解，转移至反应釜中，升温至280～300℃反应8～10h，冷却至室温后抽滤，依次用无水乙醇和去离子水洗涤3～5次，最后在80～90℃的烘箱中烘干12～24h，制得碳微球；将碳微球、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和无水乙醇按质量比1:0.2:40～1:0.4:50混合并密封，升温至40～45℃，并在50～80kHz下超声30～50min，制得预处理的碳微球。
[0017]优选的，上述步骤(1)中：双端环氧聚硅氧烷的制备方法为：将1,2
‑
环氧
‑9‑
癸烯和质量分数为2％的卡斯特催化剂按质量比1:0.008～1:0.01混合，在70～80℃的油浴下搅拌均匀，以3～5ml/min的速率滴加1,2
‑
环氧
‑9‑
癸烯质量6.3～6.6倍的双端含氢聚硅氧烷，反应8～10h，再加入1,2
‑
环氧
‑9‑
癸烯质量1.4～1.6倍的丙炔醇，并在室温、30～50rpm下搅拌反应1.5～2.5h，离心，上清液即为双端环氧聚硅氧烷。
[0018]优选的，上述步骤(2)中：叠氮化聚芳醚酮的制备方法为：在氮气氛围下，将聚芳醚酮分散在聚芳醚酮质量8～10倍的三氯甲烷中，油浴升温至80～85℃，回流反应10～12h后，在无水乙醇中出料，并用无水乙醇洗涤3～5次，制得溴化聚芳醚酮；将溴化聚芳醚酮与溴化聚芳醚酮质量0.08～0.1倍的叠氮化钠混合，分散在溴化聚芳醚酮质量8～10倍的N
‑
甲基吡咯烷酮中，在氮气氛围下，油浴升温至45～48℃，反应48h后，过滤并依次用去离子水和无水乙醇洗涤3～5次，在真空干燥箱30～50℃下干燥12～15h，制得叠氮化聚芳醚酮。
[0019]优选的，上述步骤(5)中：间苯二甲酰氯溶液是质量分数为3～5％的间苯二甲酰氯的N
‑
甲基吡咯烷酮溶液。
[0020]优选的，上述步骤(3)(5)(6)中：绝缘层和护套层厚度为0.15～0.25mm；屏蔽层厚度为0.1～0.2mm。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0022]本专利技术制备的耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套层；
其中绝缘层和护套层为陶瓷化硅橡胶，屏蔽层为聚酰胺气凝胶；
[0023]陶瓷化硅橡胶是以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层和护套层，其特征在于，所述导体为单晶铜丝绞合制得的铜导体；所述绝缘层和护套层为陶瓷化硅橡胶；所述屏蔽层为聚酰胺气凝胶。2.根据权利要求1所述的一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，其特征在于，所述陶瓷化硅橡胶是以甲基乙烯基硅橡胶为基体、硅灰石为成瓷填料、自制玻璃粉为助熔剂、气相法白炭黑为补强剂制得。3.根据权利要求2所述的一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，其特征在于，所述自制玻璃粉包括碳酸钙、氧化锌、硼酸、磷酸二氢铵和聚磷酸铵微球；所述聚磷酸铵微球是以碳微球为芯材，聚磷酸铵为外壳并用双端环氧聚硅氧烷包覆制得。4.根据权利要求1所述的一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆，其特征在于，所述聚酰胺气凝胶是在聚酰胺主链中引入三聚氰胺，并加入改性多壁碳纳米管制得；所述改性多壁碳纳米管是在多壁碳纳米管表面接枝聚芳醚酮制得。5.一种耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆的制备方法，其特征在于，所述耐磨抗撕裂硅橡胶电线电缆的制备方法，包括以下具体步骤：(1)将单晶铜丝放入绞线机进行绞合制得导体；将预处理的碳微球、聚磷酸铵和去离子水按质量比1:1～1:1.2混合，加热至65～75℃并搅拌均匀，加入碳微球质量5～8倍的双端环氧聚硅氧烷，无水乙醇回流反应2～4h，冷却至室温，过滤并用去离子水洗涤3～5次，制得聚磷酸铵微球；(2)将碳酸钙、氧化锌、硼酸、磷酸二氢铵和聚磷酸铵微球烘干，并按质量比10:40:8:35:10～10:50:18:35:10混合，用球磨机进行均匀化混合，在转移至坩埚中，在1300～1500℃熔融1～2h，倒入去离子水中进行骤冷，最后再添加分散剂无水乙醇再次进行球磨，球磨24～48h，制得自制玻璃粉；(3)将甲基乙烯基硅橡胶和气相法白炭黑按质量比2:1～2.2:1混合置于真空捏合机中，捏合4～6min后，加入甲基乙烯基硅橡胶质量0.2～0.3倍的氢氧化铝和甲基乙烯基硅橡胶质量0.3～0.35倍的自制玻璃粉，搅拌均匀后升温至170～180℃，热炼80～100min，抽真空至
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0.08MPa，抽真空30～50min后，在成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在导体上形成带有绝缘层的电线电缆；(4)将叠氮化聚芳醚酮与多壁碳纳米管按质量比5:1～8:1混合，置于多壁碳纳米管质量25～30倍的N
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甲基吡咯烷酮中，在氮气氛围下，由于加热至125～130℃，反应96～98h，冷却至室温并进行抽滤，再依次用N
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甲基吡咯烷酮和去离子水洗涤3～5次，在真空干燥箱中烘干，制得改性多壁碳纳米管；(5)将三聚氰胺与二甲基亚砜按质量比1:8～1:10混合，加入二甲基亚砜质量0.2～0.4倍的间苯二甲酰氯溶液，在30～50rpm下搅拌反应30～50min，加入二甲基亚砜质量0.08～0.1倍的改性多壁碳纳米管，升温至60～70℃，继续搅拌反应20～30min，密封置于40～60℃的烘箱中，2～3h后取出，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鑫鸣，
申请(专利权)人：蒋鑫鸣，
类型：发明
国别省市：