一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料及其制备方法技术

本申请公开了一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料及其制备方法，电缆用紫外光固化阻燃防水涂料包括以下质量份的原料：40

【技术实现步骤摘要】
一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及光固化涂料
，尤其涉及一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电缆中间接头又称电缆头。电缆敷设完毕以后，为了使其成为一个连续的线路，各线段必须连接为一个整体，这些连接点称为电缆中间接头。电缆中间接头是电缆线路中绝缘结构相对薄弱、比较容易出现故障的部位。为了确保电缆长周期的运行安全，电缆中间接头必须具备高绝缘强度和足够大的机械强度，以抵御各种外力和短路电流的冲击，接头处长期受环境潮气影响，应具备高防水性、高耐磨性、高阻燃性、涂刷完整性，保证其密封性可靠。传统式电缆中间接头防火、防水主要是用绝缘胶带叠绕两层以上，并用铠甲带缠紧。但随着时间的推移，绝缘胶带的粘性会下降，进而脱落。此时，电缆中间接头就非常脆弱，一旦电缆接头不慎进水，轻则线路出现故障，整条线路跳闸；重则会爆炸，严重威胁设备及人员的安全。
[0003]传统的防水涂料一般由聚氨酯、树脂等有机材料作为成膜树脂，但目前市面上很多产品添加了大量的溶剂油、甲苯、二甲苯等苯类芳香类化合物，导致涂料中含有大量易挥发性气体，存在毒性大、环境污染等诸多问题，尤其在电力系统上应用，多为封闭空间如隧道、管井、管廊，一旦有害气体浓度过大，将对人员及检修工作造成极大的影响，因而在一定程度上限制了其广泛应用。
[0004]新型防水涂料是采用新能固化技术，如光固化、水汽固化等，具有固含量高(最高可达100％)、挥发量小对环境污染小、固化速度快、涂层固化后由于化学结构等自身特性带来化学性能、物理性能优异，近年在多个领域被广泛地采纳使用，目前电力系统上的应用尚待开发。总体来说，新型防水涂料相较传统涂料无论从哪个方面都表现出优异的性能，因此新型防水涂料替代传统涂料势在必行。
[0005]为了达到可靠的防水密封保护效果，一般要求固化涂布厚度在1mm以上，通常紫外光固化深度在0.1
‑
0.5mm左右，属于浅层固化，对于深层的固化需要引入深层固化体系，基于以上描述要求涂料体系尽量的提高透光性，避免添加过量的固体材料。而一般为了使紫外光(UV)固化涂料具有功能性，往往加入一些阻燃剂，填料等，这种物理共混的方式存在如下缺点：1)，添加型辅料会影响固化速度；2)，添加型的辅料通常与光固化树脂向同性不好，长时间使用可能会析出，迁移，导致功能性减弱或者丧失；3)，添加型辅料会影响光固化涂料的透光性，而一般为了达到有效的保护，密封作用，用于电缆头的涂料厚度一般在1mm以上，而紫外光穿透性不好，如果涂料透光性不好，会影响涂料的深层固化不完全，不充分，导致电缆街头涂层存在薄弱点，存在严重的安全隐患；4)，添加型的辅料还可能影响光固化后涂层的强度。
[0006]此外，由于电缆头部分需要涂层保护的地方大多是不规则的形状，一般采用人工涂覆，难免可能出现漏涂，或者涂覆不均匀的地方，导致涂层存在缺陷或者薄弱点，电缆使
用过程中存在安全隐患。但是由于电力系统使用的PE，PVE或者PP电缆一般都是黑色的，对于透明的涂层固化后与电缆融为一体，肉眼难以观察到缺陷(漏涂、鱼眼、不润湿点等)。一旦形成的涂层固化后存在不连续相(漏涂、鱼眼、不润湿点等)，会成为薄弱点，可能导致涂层与电缆界面进水降低附着力，导致涂层脱落电缆进水，甚至导致外界水汽直接入侵电缆造成危害。

技术实现思路

[0007]本申请提供一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料及其制备方法，能够快速固化，固化后强度高，耐侯性好，其附着力经过高低温循环和模拟老化试验后，基本没有下降。通过化学改性的方法添加可聚合在分子主链上的阻燃功能性单体和荧光性单体，不会影响涂层强度和光学性能。
[0008]本申请采用了下列技术方案：
[0009]本申请提供了一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，包括以下质量份的原料：40
‑
60份聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂，0.1
‑
0.5份荧光功能单体，30
‑
50份活性稀释剂，1
‑
3份光引发剂，4
‑
8份含氮交联剂。
[0010]进一步地，聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂的制备原料包括多异氰酸酯、二元醇混合物和含羟基丙烯酸酯，其中，多异氰酸酯、二元醇混合物和含羟基丙烯酸酯的质量比为100：60
‑
80：15
‑
24。
[0011]进一步地，多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、二苯基甲烷
‑
4,4'
‑
二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
[0012]进一步地，二元醇混合物包括大分子二元醇、含氟二元醇和DOPO改性二元醇。
[0013]大分子二元醇包括聚酯二元醇，聚醚二元醇中的至少一种。聚酯二元醇包括聚己二酸酯系二元醇、聚己内酰胺二元醇、聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇中的至少一种。聚醚二元醇包括聚四氢呋喃二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的至少一种。
[0014]含氟二元醇包括碳原子数为5
‑
10的氟取代的烷基二元醇。碳原子数为5
‑
10的氟取代的烷基二元醇包括2,2,3,3,4,4
‑
六氟
‑
1,5
‑
戊二醇、八氟
‑
1,6
‑
己二醇、1H,1H,8H,8H
‑
十二氟
‑
1,8
‑
辛二醇中的至少一种。
[0015]DOPO改性二元醇包括10
‑
(2，5
‑
二羟基苯基)
‑
10
‑
氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物。
[0016]其中，大分子二元醇、含氟二元醇和DOPO改性二元醇的摩尔比为10
‑
15：3
‑
5：1
‑
2。
[0017]进一步地，含羟基丙烯酸酯包括单羟基丙烯酸酯和/或双羟基丙烯酸酯。
[0018]单羟基丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸羟乙酯和/或(甲基)丙烯酸羟丙酯。
[0019]双羟基丙烯酸酯包括2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸
‑
2,3二羟基丙酯。
[0020]进一步地，含羟基丙烯酸酯包括单羟基丙烯酸酯和双羟基丙烯酸酯的混合物，其中，单羟基丙烯酸酯和双羟基丙烯酸酯的质量比为5
‑
10:1。
[0021]进一步地，荧光功能单体包括带有可聚合的碳碳不饱和双键和荧光基团的化合物。
[0022]带有可聚合的碳碳不饱和双键和荧光基团的化合物包括7
‑
烯丙基
‑4‑
甲基香豆素和/或甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，包括以下质量份的原料：40
‑
60份聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂，0.1
‑
0.5份荧光功能单体，30
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50份活性稀释剂，1
‑
3份光引发剂，4
‑
8份含氮交联剂。2.如权利要求1所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂的制备原料包括多异氰酸酯、二元醇混合物和含羟基丙烯酸酯，其中，所述多异氰酸酯、所述二元醇混合物和所述含羟基丙烯酸酯的质量比为100：60
‑
80：15
‑
24。3.如权利要求2所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、二苯基甲烷
‑
4,4'
‑
二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。4.如权利要求2所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述二元醇混合物包括大分子二元醇、含氟二元醇和DOPO改性二元醇；所述大分子二元醇包括聚酯二元醇，聚醚二元醇中的至少一种；所述聚酯二元醇包括聚己二酸酯系二元醇、聚己内酰胺二元醇、聚氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯二元醇中的至少一种；所述聚醚二元醇包括聚四氢呋喃二元醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的至少一种；所述含氟二元醇包括碳原子数为5
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10的氟取代的烷基二元醇；所述碳原子数为5
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10的氟取代的烷基二元醇包括2,2,3,3,4,4
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六氟
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1,5
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戊二醇、八氟
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1,6
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己二醇、1H,1H,8H,8H
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十二氟
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1,8
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辛二醇中的至少一种；所述DOPO改性二元醇包括10
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(2，5
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二羟基苯基)
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10
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氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物；其中，所述大分子二元醇、所述含氟二元醇和所述DOPO改性二元醇的摩尔比为10
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15：3
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5：1
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2。5.如权利要求2所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述含羟基丙烯酸酯包括单羟基丙烯酸酯和/或双羟基丙烯酸酯；所述单羟基丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸羟乙酯和/或(甲基)丙烯酸羟丙酯；所述双羟基丙烯酸酯包括2
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甲基
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丙烯酸
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2,3二羟基丙酯。6.如权利要求5所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述含羟基丙烯酸酯包括单羟基丙烯酸酯和双羟基丙烯酸酯的混合物，其中，所述单羟基丙烯酸酯和双羟基丙烯酸酯的质量比为5
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10:1。7.如权利要求1所述的电缆用紫外光固化阻燃防水涂料，其特征在于，所述荧光功能单体包括带有可聚合的碳碳不饱和双键和荧光基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昱力，欧阳本红，夏荣，邓显波，李文杰，王格，刘松华，赵鹏，刘宗喜，黄凯文，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：