【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆，具体为一种低烟无卤电缆及其制备方法。
技术介绍
1、随着经济的发展和人们环保意识的增强，各领域对电线电缆的质量和性能要求越来越高，传统的含卤素电缆料因其燃烧发烟量大、产生有毒致癌物质等，已逐步被无卤低烟电缆料所取代。现有的无卤低烟电缆料一类是，聚烯烃添加无机阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂，但要想达到较好的阻燃效果需要至少添加到60％以上，这样就大大降低了电缆料的机械性能，影响挤出性能。
2、随着电力工业的发展，更多的电机以及相关设备应用到室外环境中，必然出现越来越多的紫外老化问题，材料的老化变质引起产品的功效降低，而且现有的电缆护套料防潮效果较差，易造成电缆腐蚀老化，从而导致使用寿命缩短及造成多种事故等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低烟无卤电缆及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种低烟无卤电缆的制备方法，包括以下制备步骤：
3、(1)将废旧轮胎胶粉、质量分数为5～12％的氢氧化钠溶液按质量比1:4～1:10混合，300～500w超声处理6h后，过滤，取固体，用去离子水洗涤6次，60℃烘干12h，得预改性胶粉；
4、(2)将预改性胶粉、无水乙醇、去离子水按质量比1.5:78:10混合，400～600w超声10min，加入预改性胶粉质量0.5～2.2倍的胶粉改性剂、预改性胶粉质量0.005～0.02倍的质量分数为18～22％的
5、(3)将50～60份天然橡胶、30～45份顺丁橡胶、25～35份三元乙丙橡胶置于开炼机中，160～180℃加热至熔融，加入4～8份石蜡，混炼3～5min后，加入10～20份炭黑、0.5～1.0份促进剂pz、0.3～0.5份硫化剂tmtd、4～8份硬脂酸，混炼5～10min，加入30～40份改性废旧轮胎胶粉，混炼3～8min后，向铜导线挤出包覆，得电缆初料；
6、(4)将电缆初料两端用夹具固定于雾化装置中，在雾化液1的气氛下，处理300～600s，烘干；在雾化液2的气氛下，处理300～600s后，依次用去离子水、乙醇及丙酮洗涤3～5次，烘干；在雾化液3的气氛下，升温至150～155℃，处理2～4h，烘干；在雾化液4的气氛下，处理20～35min，在雾化液5的气氛下，处理4～10min后，用冰乙酸洗涤4～6次，烘干；在雾化液6的气氛下，强度为120mw/cm2的紫外光下辐照150～300s，依次用去离子水、乙醇及丙酮洗涤3～5次，烘干得低烟无卤电缆。
7、进一步的，步骤(1)所述废旧轮胎胶粉的平均粒径为60～80μm。
8、进一步的，步骤(2)所述胶粉改性剂的制备方法为：将六氯环三磷腈置于容器中，抽真空1h，氮气保护下，250℃加热至体系粘度不能流动，冷却至室温，用石油醚洗涤4～7次，然后加入六氯环三磷腈质量6～15倍的四氢呋喃，1000rpm搅拌6～8h，过滤，取滤液，得到聚二氯磷腈溶液；再将聚二氯磷腈溶液滴加到聚二氯磷腈溶液质量4.5～6.2倍的氨基甲基三乙氧基硅烷溶液，氨基甲基三乙氧基硅烷溶液中氨基甲基三乙氧基硅烷和四氢呋喃的质量比为40:260～40:270，室温反应8～10h后，升温至60～63℃，反应4～6h，冷却到室温，过滤得到粘稠状液体，加入正庚烷至沉淀出现，过滤，取固体；将固体溶于固体质量5倍的四氢呋喃，搅拌溶解后，加入三蒸水至沉淀出现，过滤，取固体，65℃干燥48h；
9、进一步的，步骤(3)所述铜导线的制备方法为：将10～28根直径为0.06～0.1mm的铜线绞合得到。
10、进一步的，步骤(3)所述挤出温度为150～170℃、蒸汽压强为0.8～1.3mpa。
11、进一步的，步骤(4)所述夹具的旋转速度为30～50r/min；所述雾化装置中喷雾距离为20～30cm，喷涂流量为20～30ml/min，喷涂气压为0.08～0.24mpa，喷涂液压为0.08～0.24mpa。
12、进一步的，步骤(4)所述雾化液1为质量分数为15～22％的氢氧化钠溶液；所述雾化液2的制备方法为：将1-氯甲基-4-[2-三乙氧基硅基]乙基]苯、去离子水、无水乙醇按质量比5.0～5.5:4～6:18～22混合，加入乙酸至溶液ph为3.5，静置10～20min。
13、进一步的，步骤(4)所述雾化液3中亚磷酸三乙酯、碘化钾的质量比为266:5.2；所述雾化液4中4-甲醛苯甲酸甲酯、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇、甲醇钠的质量比为1.6:18.9:7.9:0.54～2.8:18.9:7.9:0.54。
14、进一步的，步骤(4)所述雾化液5为去离子水；所述雾化液6中去离子水、丁二烯、1-羟基-环己基-苯甲酮的质量比为100:20:1.5。
15、进一步的，步骤(4)所述烘干温度为100℃，烘干时间为30min。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
17、本专利技术利用改性废旧轮胎胶粉为阻燃改性剂，与天然橡胶、顺丁橡胶共同制备电缆护套料，并对橡胶改性、自聚合，形成保护膜，以实现低烟阻燃、抗紫外老化、防水的效果。
18、首先，改性废旧轮胎胶粉由废旧轮胎胶粉、六氯环三磷腈、氨基甲基三乙氧基硅烷制得；六氯环三磷腈开环形成聚二氯磷腈，再用氨基甲基三乙氧基硅烷取代氯基，同时，废旧轮胎胶粉经氢氧化钠活化后，表面引入羟基基团，在氨基甲基三乙氧基硅烷水解过程中，胶粉颗粒表面的羟基结合水解产生的硅醇基，而多余的硅醇基自缩合形成硅-氧-硅无机网络结构，从而形成有机硅包覆结构，使得改性废旧轮胎胶粉在燃烧过程中，会形成氮气、磷酸和次磷酸，实现气相阻燃，同时，废旧轮胎胶粉受热裂解生成的液体，从电缆表面析出，而磷酸和次磷酸会促使电缆表面及析出物迅速炭化，形成炭化层，同时产生结晶水，吸收热量，从而降低表面火焰的实际温度，组阻止电缆进一步燃烧；此外，燃烧过程中，形成玻璃态的无机层并促进炭化物的生成。
19、其次，在改性废旧轮胎胶粉、天然橡胶、顺丁橡胶共混形成护套料，包裹铜线的表面之后，进行第一次雾化改性，利用氢氧化钠提高橡胶表面的羟基；然后进行第二次雾化改性，利用1-氯甲基-4-[2-三乙氧基硅基]乙基]苯的水解液结合于电缆表面，再进行第三次雾化改性，使得1-氯甲基-4-[2-三乙氧基硅基]乙基]苯的氯甲基磷酸酯化；接着进行第四次雾化改性，4-甲醛苯甲酸甲酯的醛基与磷酸酯基反应，形成双键，引入苯甲酸酯基团，提高电缆橡胶护套料的抗紫外效果，同时4-甲醛苯甲酸甲酯与1-氯甲基-4-[2-三乙氧基硅基]乙基]苯延长共轭体系，有效增强保护膜的紫外吸收性能，从而提高电缆的抗紫外老化性能，然后，在扩链剂丁二烯的作用下，双键自聚合形成疏水的聚烯烃膜，从而起到防水作用，同时，分子侧链含有多个苯环结构，进一步加强电缆的疏水性和耐热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧轮胎胶粉的平均粒径为60～80μm。
3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述胶粉改性剂的制备方法为：将六氯环三磷腈置于容器中，抽真空1h，氮气保护下，250℃加热至体系粘度不能流动，冷却至室温，用石油醚洗涤4～7次，然后加入六氯环三磷腈质量6～15倍的四氢呋喃，1000rpm搅拌6～8h，过滤，取滤液，得到聚二氯磷腈溶液；再将聚二氯磷腈溶液滴加到聚二氯磷腈溶液质量4.5～6.2倍的氨基甲基三乙氧基硅烷溶液，氨基甲基三乙氧基硅烷溶液中氨基甲基三乙氧基硅烷和四氢呋喃的质量比为40:260～40:270，室温反应8～10h后，升温至60～63℃，反应4～6h，冷却到室温，过滤得到粘稠状液体，加入正庚烷至沉淀出现，过滤，取固体；将固体溶于固体质量5倍的四氢呋喃，搅拌溶解后，加入三蒸水至沉淀出现，过滤，取固体，65℃干燥48h。
4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的
5.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述挤出温度为150～170℃、蒸汽压强为0.8～1.3MPa。
6.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述夹具的旋转速度为30～50r/min；所述雾化装置中喷雾距离为20～30cm，喷涂流量为20～30mL/min，喷涂气压为0.08～0.24MPa，喷涂液压为0.08～0.24MPa。
7.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述雾化液1为质量分数为15～22％的氢氧化钠溶液；所述雾化液2的制备方法为：将1-氯甲基-4-[2-三乙氧基硅基]乙基]苯、去离子水、无水乙醇按质量比5.0～5.5:4～6:18～22混合，加入乙酸至溶液pH为3.5，静置10～20min。
8.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述雾化液3中亚磷酸三乙酯、碘化钾的质量比为266:5.2；所述雾化液4中4-甲醛苯甲酸甲酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、甲醇钠的质量比为1.6:18.9:7.9:0.54～2.8:18.9:7.9:0.54。
9.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述雾化液5为去离子水；所述雾化液6中去离子水、丁二烯、1-羟基-环己基-苯甲酮的质量比为100:20:1.5。
10.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述烘干温度为100℃，烘干时间为30min。
...【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述废旧轮胎胶粉的平均粒径为60～80μm。
3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述胶粉改性剂的制备方法为：将六氯环三磷腈置于容器中，抽真空1h，氮气保护下，250℃加热至体系粘度不能流动，冷却至室温，用石油醚洗涤4～7次，然后加入六氯环三磷腈质量6～15倍的四氢呋喃，1000rpm搅拌6～8h，过滤，取滤液，得到聚二氯磷腈溶液；再将聚二氯磷腈溶液滴加到聚二氯磷腈溶液质量4.5～6.2倍的氨基甲基三乙氧基硅烷溶液，氨基甲基三乙氧基硅烷溶液中氨基甲基三乙氧基硅烷和四氢呋喃的质量比为40:260～40:270，室温反应8～10h后，升温至60～63℃，反应4～6h，冷却到室温，过滤得到粘稠状液体，加入正庚烷至沉淀出现，过滤，取固体；将固体溶于固体质量5倍的四氢呋喃，搅拌溶解后，加入三蒸水至沉淀出现，过滤，取固体，65℃干燥48h。
4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述铜导线的制备方法为：将10～28根直径为0.06～0.1mm的铜线绞合得到。
5.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述挤出温度为150～170℃、蒸汽压强为0.8～1.3...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，
申请(专利权)人：上海歆昕缘电器设备安装有限公司，
类型：发明
国别省市：
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