【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电缆制备，尤其涉及一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的不断进步，电力行业得到了空前的发展，而电力电缆作为传输电能的关键工具，对日常生活和经济发展具有不可替代的作用。用于电线电缆生产的材料大多是有机聚合物，包括pvc、pe、pp、tpu、eva等，这些材料虽然在一定程度上满足了电力行业的生产需求，但也存在一些缺陷：例如pvc材料在燃烧过程中会产生大量的烟雾和有毒的卤化氢气体，这不仅对火灾中逃生人员和救援人员的生命安全构成威胁，还会对环境造成严重污染；pe和pp材料在光照或高能射线辐照后容易变脆或发生应力开裂，导致其耐候性和耐腐蚀性较差，这使得电线电缆在长时间使用或特定环境下容易出现问题；tpu材料具有耐磨、耐侯性好、加工简单的优点，但相较其他材料更易燃；eva成本较高，常与其他材料复合共混作为电缆材料，而这种复合材料在燃烧时会产生大量熔融液滴，容易引燃电缆附近的可燃物，成炭率相对较低，增加了火灾的风险和危害。因此，对于电力电缆进行改进，开发出高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，十分必要。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆及其制备方法。为了解决需要的电力电缆阻燃性、耐腐蚀性、抗熔滴性、成炭性的缺陷，本专利技术制备了一种含有复合阻燃剂和复合介孔材料的高阻燃、耐腐蚀的电力电缆。
2、为了实现上述目的，采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，所述高阻
3、进一步地，所述外阻燃防护层包括如下重量份的组分：pp 50-60份、tpu 20-30份、eva 15-25份、高密度pe 10-15份、复合阻燃剂8-10份、复合介孔材料8-15份。
4、进一步地，所述复合阻燃剂通过以下步骤制备：
5、（1）将六羟甲基三聚氰胺溶解在thf中得到0.2-0.4mol/l的溶液，再加入4-硝基苯二氯化磷，反应2-4h，再加入3mol/l亚硝酸钠溶液，加入1mol/l稀硫酸调整溶液ph至3-5，继续反应1-2h，得到溶液a；
6、（2）将3-马来酰亚胺苯基硼酸溶解在乙醇中得到0.5-1.0mol/l的溶液，加入到所述溶液a中，80-110℃反应2-5h，反应结束，得到溶液b；
7、（3）将氯化镁和硝酸铝溶解在去离子水中得到总浓度为3.5-5mol/l的溶液c，将氢氧化钠和碳酸钠溶解在去离子水中得到总浓度为3.2-4.5mol/l的溶液d，将所述溶液c和溶液d加入到溶液b中，反应1-2h，用1mol/l稀硫酸调整溶液至中性，浓缩至四分之一体积，过滤，固体用热水洗涤，100-120℃干燥12-24h，得到所述复合阻燃剂。
8、进一步地，所述步骤（1）和步骤（2）的反应方程式如下：
9、
10、进一步地，所述复合阻燃剂包括如下重量份的组分：六羟甲基三聚氰胺10-15份、4-硝基苯二氯化磷15-25份、亚硝酸钠溶液5-12份、3-马来酰亚胺苯基硼酸8-15份、氯化镁8-12份、硝酸铝4-6份、氢氧化钠3-5份、碳酸钠0.5-1.2份。
11、进一步地，所述复合介孔材料通过以下步骤制备：
12、a.将10%氨水溶液、15%氯化镁溶液、乙醇混合均匀，加入沸石粉，再加入十四烷基三甲基溴化铵，20-30℃反应10-12h，缓慢滴加四甲氧基硅酸酯，然后转移至高压釜中，150℃晶化24-36h，晶化结束，过滤，固体用去离子水洗涤，80-100℃干燥12-24h，得到氮镁掺杂沸石材料；
13、b.将所述氮镁掺杂沸石材料加入到0.01-0.06mol/l的钴酞菁的dmf溶液中，搅拌12-24h，反应结束，过滤，固体用dmf洗涤，60-80℃干燥12-24h，在氮气氛围下550-650℃煅烧2h，用去离子水洗涤，80-100℃干燥12-24h，得到所述复合介孔材料。
14、进一步地，所述复合介孔材料包括如下重量份的组分：10%氨水溶液10-20份、15%氯化镁溶液20-25份、乙醇40-60份、沸石粉8-10份、十四烷基三甲基溴化铵10-20份、四甲氧基硅酸酯15-25份、钴酞菁的dmf溶液50-60份。
15、进一步地，所述铜芯导线由10根铜丝绞合得到；所述绝缘层为交联聚乙烯；所述屏蔽层为镀锌铜带/聚四氟乙烯复合带；所述填充层为玻璃纤维绳；所述内护层为pvc；所述铠装层为钢带。
16、进一步地，所述的高阻燃、耐腐蚀的电力电缆的制备方法包括如下步骤：将所述铜丝绞合形成铜芯导线，将所述绝缘层挤出包裹在铜芯导线外部，再在所述绝缘层外部编织屏蔽层，将三组所述铜芯导线、绝缘层、屏蔽层平行设置，将所述填充层填充在屏蔽层外部，将所述内护层包覆在填充层外部，在所述内护层外部编织钢带得到铠装层，将所述外阻燃防护层除复合介孔材料以外原料加入混炼机中，于180-200℃混炼30-40min，然后加入所述复合介孔材料，继续混炼30-40min，通过挤出包裹在所述铠装层外部，得到所述高阻燃、耐腐蚀的电力电缆。
17、本专利技术的有益效果是：
18、（1）本专利技术提供了一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆及其制备方法，通过在电力电缆外阻燃防护层中引入复合阻燃剂和复合介孔材料，提高了电力电缆的阻燃性、耐腐蚀性、抑烟性，同时力学性能并没有下降，复合阻燃剂和复合介孔材料在电力电缆中的分散性好、相容性高；
19、（2）本专利技术制备的复合阻燃剂以六羟甲基三聚氰胺、4-硝基苯二氯化磷、3-马来酰亚胺苯基硼酸为原料，再通过硼酸的离子插层作用得到，复合阻燃剂中存在氮磷硼协效阻燃作用，受热后释放出不燃气体、水、金属氧化物和含硫磷的自由基，能捕捉燃烧反应中的活性自由基，干扰高分子燃烧的链反应进行，吸收燃烧热，促使复合阻燃剂迅速膨胀成炭，其中的马来酰亚胺结构受热后会发生自交联反应，增加电缆熔融后的粘度，减少电缆熔滴的风险，ldhs的层间距受到插层作用而扩大，提高ldhs与高分子的相容性、分散性，还有效保持了电力电缆的力学性能；
20、（3）本专利技术制备的复合介孔材料掺杂有氮、镁，能同时提高电力电缆的热稳定性和阻燃性，提高了介孔材料与电力电缆的相容性，其上负载的钴酞菁结构稳定，能防止介孔结构在燃烧时的结构崩塌，提高复合介孔材料的稳定性，提高电力电缆的阻燃性、耐腐蚀性，钴酞菁还具有催化作用，能促进电力电缆材料成炭、促进复合阻燃剂内部自交联，该材料表面具有的大量介孔结构，能够有效吸附电缆燃烧过程中产生的可燃气体，防止可燃气体的扩散，从而提高电缆燃烧时的抑烟效果。
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1. 一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：包括铜芯导线（1），所述铜芯导线（1）外部包覆有绝缘层（2），所述绝缘层（2）外部包覆有屏蔽层（3），所述屏蔽层（3）外部包覆有填充层（4），所述铜芯导线（1）、绝缘层（2）、屏蔽层（3）在填充层（4）中设有平行的三组，所述填充层（4）外部包覆有内护层（5），所述内护层（5）外部包覆有铠装层（6），所述铠装层（6）外部包覆有外阻燃防护层（7）；所述外阻燃防护层（7）包括如下重量份的组分：PP 50-60份、TPU 20-30份、EVA 15-25份、高密度PE 10-15份、复合阻燃剂8-10份、复合介孔材料8-15份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合阻燃剂通过以下步骤制备：
3.根据权利要求2所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合阻燃剂包括如下重量份的组分：六羟甲基三聚氰胺10-15份、4-硝基苯二氯化磷15-25份、亚硝酸钠溶液5-12份、3-马来酰亚胺苯基硼酸8-15份、氯化镁8-12份、硝酸铝4-6份、氢氧化钠3-5份、碳酸钠0.5-1.2
4.根据权利要求3所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合介孔材料通过以下步骤制备：
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合介孔材料包括如下重量份的组分：10%氨水溶液10-20份、15%氯化镁溶液20-25份、乙醇40-60份、沸石粉8-10份、十四烷基三甲基溴化铵10-20份、四甲氧基硅酸酯15-25份、钴酞菁的DMF溶液50-60份。
6.根据权利要求5所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述铜芯导线（1）由10根铜丝绞合得到；所述绝缘层（2）为交联聚乙烯；所述屏蔽层（3）为镀锌铜带/聚四氟乙烯复合带。
7.根据权利要求6所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述填充层（4）为玻璃纤维绳。
8.根据权利要求7所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述内护层（5）为PVC。
9.根据权利要求8所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述铠装层（6）为钢带。
10.一种根据权利要求9所述的高阻燃、耐腐蚀的电力电缆的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：将所述铜丝绞合形成铜芯导线（1），将所述绝缘层（2）挤出包裹在铜芯导线（1）外部，再在所述绝缘层（2）外部编织屏蔽层（3），将三组所述铜芯导线（1）、绝缘层（2）、屏蔽层（3）平行设置，将所述填充层（4）填充在屏蔽层（3）外部，将所述内护层（5）包覆在填充层（4）外部，在所述内护层（5）外部编织钢带得到铠装层（6），将所述外阻燃防护层（7）除复合介孔材料以外原料加入混炼机中，于180-200℃混炼30-40min，然后加入所述复合介孔材料，继续混炼30-40min，通过挤出包裹在所述铠装层（6）外部，得到所述高阻燃、耐腐蚀的电力电缆。
...【技术特征摘要】
1. 一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：包括铜芯导线（1），所述铜芯导线（1）外部包覆有绝缘层（2），所述绝缘层（2）外部包覆有屏蔽层（3），所述屏蔽层（3）外部包覆有填充层（4），所述铜芯导线（1）、绝缘层（2）、屏蔽层（3）在填充层（4）中设有平行的三组，所述填充层（4）外部包覆有内护层（5），所述内护层（5）外部包覆有铠装层（6），所述铠装层（6）外部包覆有外阻燃防护层（7）；所述外阻燃防护层（7）包括如下重量份的组分：pp 50-60份、tpu 20-30份、eva 15-25份、高密度pe 10-15份、复合阻燃剂8-10份、复合介孔材料8-15份。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合阻燃剂通过以下步骤制备：
3.根据权利要求2所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合阻燃剂包括如下重量份的组分：六羟甲基三聚氰胺10-15份、4-硝基苯二氯化磷15-25份、亚硝酸钠溶液5-12份、3-马来酰亚胺苯基硼酸8-15份、氯化镁8-12份、硝酸铝4-6份、氢氧化钠3-5份、碳酸钠0.5-1.2份。
4.根据权利要求3所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合介孔材料通过以下步骤制备：
5.根据权利要求4所述的一种高阻燃、耐腐蚀的电力电缆，其特征在于：所述复合介孔材料包括如下重量份的组分：10%氨水溶液10-20份、15%氯化镁溶液20-25份、乙醇40...
【专利技术属性】
技术研发人员：王法军，王硕，王再发，
申请(专利权)人：天津市天鸿祥线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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