具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆及其挤塑成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆及其挤塑成型工艺，属于电缆加工技术领域。本发明专利技术用于解决现有技术大量的掺杂无机填料用以改善聚氯乙烯护套的耐热性能，会导致聚氯乙烯护套层的机械性能下降和现有聚氯乙烯护套层的阻燃性能有待进一步的提高的技术问题，具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，包括包覆有绝缘层的多根线芯、包覆在多根线芯外部的内护层，包覆在内护层外部的铠装层和包覆在铠装层外部的护套层，所述护套层由复合电缆料加工而成。本发明专利技术通过对聚氯乙烯进行改性合成复合电缆料和对护套层的挤塑成型温度进行优化，不仅有效的提高了电缆护套层的阻燃性能，还提高了护套层的维卡软化温度和力学性能。能。

【技术实现步骤摘要】
具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆及其挤塑成型工艺


[0001]本专利技术涉及电缆加工
，具体涉及具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆及其挤塑成型工艺。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯是一种常见的电缆护套材料，具有良好的绝缘性能和机械性能，广泛应用于电力、通信和建筑领域。然而，传统的聚氯乙烯护套耐热效果差，在遇到火灾时存在严重的安全隐患，燃烧时聚氯乙烯受热分解，释放大量的盐酸气体等有毒的烟雾和腐蚀性气体，对人身安全和财产造成极大的危害。
[0003]现有技术为提高聚氯乙烯护套的耐热效果和阻燃性能，通常的会在聚氯乙烯护套在生产加工过程中加入阻燃剂与无机填料，以用于对聚氯乙烯进行改性，从而提高聚氯乙烯护套层的耐热性能与阻燃性能，但是无机填料与聚氯乙烯的极性差别较大，大量的掺杂无机填料，会在聚氯乙烯护套层中产生弱界面，导致聚氯乙烯护套层的机械性能下降，并且常用阻燃剂主要分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，其阻燃机理基本上都是燃烧时在形成隔离保护层，隔离燃烧物质和氧气，减缓燃烧速度，或者是释放不燃气体来稀释燃烧区域的氧气浓度，抑制火焰蔓延，但是无法降低聚氯乙烯在燃烧时产生的盐酸气等有毒气体的释放量，并且聚氯乙烯与阻燃剂等添加剂的交联程度低，在燃烧过程中会伴随有燃烧滴落物产生，导致聚氯乙烯护套层的阻燃性能有待进一步的提高。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆及其挤塑成型工艺，用于解决现有技术中无机填料与聚氯乙烯的极性差别较大，大量的掺杂无机填料用以改善聚氯乙烯护套的耐热性能，会在聚氯乙烯护套层中产生弱界面，导致聚氯乙烯护套层的机械性能下降和现有的阻燃剂无法有效的降低聚氯乙烯燃烧时产生的盐酸气等有毒气体的释放量，并且在燃烧过程中会伴随有燃烧滴落物产生，聚氯乙烯护套层的阻燃性能有待进一步的提高的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，包括包覆有绝缘层的多根线芯、包覆在多根线芯外部的内护层，包覆在内护层外部的铠装层和包覆在铠装层外部的护套层，所述护套层由复合电缆料加工而成；
[0008]所述复合电缆料的加工方法包括以下步骤：
[0009]S1、将氯化铝、氯化锡与纯化水加入到三口烧瓶中，室温下搅拌至体系溶解，向三口烧瓶中加入30wt％氢氧化钠溶液，调节体系pH＝6.5
‑
7，搅拌转速设置为500
‑
600r/min，向三口烧瓶中加入50wt％纳米碳酸钙混悬液，搅拌30
‑
50min，后处理得到改性碳酸钙；
[0010]S2、将改性硅树脂和四氢呋喃加入到三口烧瓶中搅拌溶解，向三口烧瓶中加入改
性碳酸钙，设置搅拌转速为550
‑
650r/min，搅拌30
‑
50min，后处理得到改性剂；
[0011]S3、将聚氯乙烯、改性剂、交联剂和添加剂进行混炼造粒加工，得到复合电缆料。
[0012]进一步的，步骤S1中氯化铝、氯化锡、纯化水和50wt％纳米碳酸钙混悬液的重量比为1:1:5:5，所述后处理操作包括：搅拌完成之后，静置5
‑
8h，撇去上层清液，下层固体经过抽滤后，使用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为70
‑
80℃干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性碳酸钙。
[0013]进一步的，步骤S2中改性硅树脂、四氢呋喃与改性碳酸钙的重量比为2:8:0.5，所述后处理操作包括：搅拌完成之后，三口烧瓶温度升高至50
‑
60℃，减压蒸除四氢呋喃，得到改性剂。
[0014]进一步的，所述改性硅树脂的制备方法包括以下步骤：
[0015]A1、将干燥的四氢呋喃、镁屑和甲基三乙氧基硅烷加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，向三口烧瓶中加入少量1,2
‑
二溴乙烷，三口烧瓶温度升高至55
‑
60℃，向三口烧瓶中滴加少量的40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液，待反应引发后，三口烧瓶温度升高至65
‑
75℃，将剩余的40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应22
‑
24h，后处理得到中间体I；
[0016]中间体I的合成反应原理为：
[0017][0018]A2、将中间体I、二甲基二乙氧基硅烷、乙醇和0.1M盐酸加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至75
‑
85℃，保温反应10
‑
12h，后处理得到中间体II；
[0019]中间体II的合成反应原理为：
[0020][0021]A3、将中间体II、四氢呋喃和催化剂加入到氢气保护的三口烧瓶中搅拌，室温下反应65
‑
75h，后处理得到中间体III；
[0022]中间体III的合成反应原理为：
[0023][0024]A4、将中间体III、甲苯、马来酸酐加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至100
‑
110℃，向三口烧瓶中加入催化剂，保温反应3
‑
5h，后处理的得到改性硅树脂。
[0025]改性树脂的合成反应原理为：
[0026][0027]进一步的，步骤A1中四氢呋喃、镁屑、甲基三乙氧基硅烷和40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液的重量体积比为18mL：1g：7.3g：22.6g，1,2
‑
二溴乙烷用量为镁屑重量的0.2倍，所述后处理操作包括：反应完成之后，减压蒸除四氢呋喃，向三口烧瓶中加入石油醚，搅拌10
‑
15min，抽滤，滤液转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为65
‑
75℃，减压蒸馏至无液体流
出，得到中间体I。
[0028]进一步的，步骤A2中中间体I、二甲基二乙氧基硅烷、乙醇和0.1M盐酸的重量体积比为1.8g:1g:10mL:3mL，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至45
‑
55℃，减压蒸除乙醇，向三口烧瓶中加入乙酸乙酯和纯化水，搅拌15
‑
20min，静置分液，有机相用纯化水洗涤3次后，干燥，将有机相转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为50
‑
60℃，减压蒸除溶剂，得到中间体II。
[0029]进一步的，步骤A3中中间体II、四氢呋喃和催化剂的重量体积比为1g:20mL:60mg，所述催化剂为10wt％钯碳，所述后处理操作包括：反应完成之后，抽滤，滤液转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为75
‑
85℃，减压蒸馏至无液体流出，得到中间体III。
[0030]进一步的，步骤A4中中间体III、甲苯、马来酸酐和催化剂的重量体积比为10g:50mL:1.5g:0.1g，所述催化剂为乙酸，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，包括包覆有绝缘层的多根线芯、包覆在多根线芯外部的内护层，包覆在内护层外部的铠装层和包覆在铠装层外部的护套层，其特征在于，所述护套层由复合电缆料加工而成；所述复合电缆料的加工方法包括以下步骤：S1、将氯化铝、氯化锡与纯化水加入到三口烧瓶中，室温下搅拌至体系溶解，向三口烧瓶中加入30wt％氢氧化钠溶液，调节体系pH＝6.5
‑
7，搅拌转速设置为500
‑
600r/min，向三口烧瓶中加入50wt％纳米碳酸钙混悬液，搅拌30
‑
50min，后处理得到改性碳酸钙；S2、将改性硅树脂和四氢呋喃加入到三口烧瓶中搅拌溶解，向三口烧瓶中加入改性碳酸钙，设置搅拌转速为550
‑
650r/min，搅拌30
‑
50min，后处理得到改性剂；S3、将聚氯乙烯、改性剂、交联剂和添加剂进行混炼造粒加工，得到复合电缆料。2.根据权利要求1所述的具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，其特征在于，步骤S1中氯化铝、氯化锡、纯化水和50wt％纳米碳酸钙混悬液的重量比为1:1:5:5，所述后处理操作包括：搅拌完成之后，静置5
‑
8h，撇去上层清液，下层固体经过抽滤后，使用纯化水洗涤2次，将滤饼转移到温度为70
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80℃干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性碳酸钙。3.根据权利要求1所述的具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，其特征在于，步骤S2中改性硅树脂、四氢呋喃与改性碳酸钙的重量比为2:8:0.5，所述后处理操作包括：搅拌完成之后，三口烧瓶温度升高至50
‑
60℃，减压蒸除四氢呋喃，得到改性剂。4.根据权利要求3所述的具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，其特征在于，所述改性硅树脂的制备方法包括以下步骤：A1、将干燥的四氢呋喃、镁屑和甲基三乙氧基硅烷加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，向三口烧瓶中加入少量1,2
‑
二溴乙烷，三口烧瓶温度升高至55
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60℃，向三口烧瓶中滴加少量的40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液，待反应引发后，三口烧瓶温度升高至65
‑
75℃，将剩余的40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加完毕，保温反应22
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24h，后处理得到中间体I；A2、将中间体I、二甲基二乙氧基硅烷、乙醇和0.1M盐酸加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至75
‑
85℃，保温反应10
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12h，后处理得到中间体II；A3、将中间体II、四氢呋喃和催化剂加入到氢气保护的三口烧瓶中搅拌，室温下反应65
‑
75h，后处理得到中间体III；A4、将中间体III、甲苯、马来酸酐加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至100
‑
110℃，向三口烧瓶中加入催化剂，保温反应3
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5h，后处理的得到改性硅树脂。5.根据权利要求4所述的具有阻燃耐高温聚氯乙烯护套的电缆，其特征在于，步骤A1中四氢呋喃、镁屑、甲基三乙氧基硅烷和40wt％对苄氧基溴苯四氢呋喃溶液的重量体积比为18mL：1g：7.3g：22.6g，1,2
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二溴乙烷用量为镁屑重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣淘，
申请(专利权)人：江苏锡缆特种线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：