本发明涉及通信材料领域，具体涉及一种改性电缆绝缘层。
背景技术：
电缆通常是由几根或几组导线组成。
电缆主要由以下4部分组成。①导电线心：用高电导率材料(铜或铝)制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求，每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成。②绝缘层：用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。电缆常以绝缘材料分类，例如油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯电缆、交联聚乙烯电缆等。③密封护套：保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护层：用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外，铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。为了避免钢带、钢丝受周围媒质的腐蚀，一般在它们外面涂以沥青或包绕浸渍黄麻层或挤压聚乙烯、聚氯乙烯套。
不同电缆的结构，其保护不尽相同，主要有绝缘层、护套层。保护层因电缆用途及材质不同，结构形式比较多。电缆保护层的作用是保护电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电缆。
本发明针对电缆保护使用时，开发一种改性电缆绝缘层。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种改性电缆绝缘层，解决电缆在室外长期使用时出现老化、风化、软化、不耐高温、燃烧等现象，制备出有较高的绝缘电阻、耐电压强度或低的介电损耗，良好的物理机械性能、抗拉、抗弯曲、抗振动、抗扭等；因此确保电缆质量安全和使用安全，延长电缆使用期限。
使用本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种改性电缆绝缘层，所述改性电缆绝缘层按重量份计由以下成分制成：聚丙烯21-48份、丙烯酸树脂20-34份、胡桑木粉6-12份、稳定剂3-8份、乙酸酐2-6份、浓硫酸1-4份、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2-10份、壳聚糖2-7份、增塑剂1-3份、改性剂3-6份、分散剂4-7份、硅烷5-21份、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体21-67份。
进一步地，所述增塑剂为柠檬酸酯。
进一步地，所述胡桑木粉由至少3年生的胡桑枝条制成。
其中改性剂包括：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物3-30份、低密度聚乙烯2-45份、纤锌矿型氮化硼0.5-3份、聚合钻石纳米棒0.2-1.5份；其制备方法：向3-30份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中加入2-45份低密度聚乙烯充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理5min，静置30min后继续微波处理3min，再加入0.5-3份纤锌矿型氮化硼和0.2-1.5份聚合钻石纳米棒，然后加热至115-200℃保温混合15min，所得混合物以10-15℃/min的速度冷却降温，待温度降至35-40℃后保温静置30min，随后向混合物中加入50-60份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得改性剂。
其中分散剂包括：煤油3-35份、硅藻土2-49份、微晶石蜡2-20份、硬脂酸钡3-15份、己烯基双硬脂酰胺2-16份；其制备方法：将2-49份硅藻土、2-20份微晶石蜡、3-15份硬脂酸钡加入3-35份煤油中，混合均匀于微波频率2000mhz、功率800w下处理10-40min，然后将2-16份己烯基双硬脂酰胺加入继续微波处理10-30min，把物料放入搅拌机以500-2000rpm/min搅拌20-40min，后将混合物放入焙烧炉中60-100℃焙烧10-40min，取出立刻加入冷水0-5℃搅拌，即得分散剂；
其稳定剂包括：液体沥青2-34份、丙烯沥青树脂3-32份、聚乙烯二醇80004-45份、白炭黑3-35份、脂肪酸聚氧烷烯酯3-50份；其制备方法：向2-34份液体沥青中加入4-45份聚乙烯二醇8000和3-35份白炭黑充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理15min，静置30min后继续微波处理3min，再加入3-32份丙烯沥青树脂3-32份和3-50份脂肪酸聚氧烷烯酯3-50份，然后加热至115-200℃保温混合15min，所得混合物以10-15℃/min的速度冷却降温，待温度降至35-40℃后保温静置30min，随后向混合物中加入50-60份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得稳定剂。
一种改性电缆绝缘层的制作方法，包括：
1)按重量份分别称取，聚丙烯、丙烯酸树脂、胡桑木粉、乙酸酐、浓硫酸、分散剂、壳聚糖、增塑剂、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2)在将壳聚糖与硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入10％盐酸溶液中，在55-60℃下浸泡2小时后，用氢氧化钠溶液中和盐酸溶液，加热至85-90℃后，冷却至室温，过滤，干燥；
3)将胡桑木粉与乙酸酐、浓硫酸，均匀混合到一起，在75-80℃下进行第一阶段反应2小时后，添加浓硫酸加热至95-100℃进行第二阶段反应，反应时间为2.5小时；
4)将聚丙烯与丙烯酸树脂加热至熔融状态，与2)和3)中原料混合，均匀搅拌30分钟后，再混合改性剂、稳定剂和硅烷、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体，添加到挤出机中，挤压塑化而成均匀的电缆绝缘层，挤出处理的工艺条件为：一区温度210-220℃，二区温度220-240℃，三区温240-260℃，四区温度260-270℃，停留时间为2分钟。
本发明的有益效果是：本发明针对现有技术存在的上述不足，(1)本发明通过采用壳聚糖独特的理化性能对硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行活化处理，使得硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与聚丙烯融合更加彻底，进一步提升聚丙烯塑料的耐候性能；(2)本发明通过采用改性胡桑木粉提高了材料的拉伸强度和弯曲强度；(3)本发明生产工艺简单，成本低，制作的改性电缆绝缘层具有优异的热稳定性；(4)本发明改性电缆绝缘层具有更好的刚性、抗冲击性及柔韧度。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种改性电缆绝缘层；
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种改性电缆绝缘层，所述改性电缆绝缘层按重量份计由以下成分制成：聚丙烯38份、丙烯酸树脂20份、胡桑木粉6份、稳定剂3份、乙酸酐2份、浓硫酸2份、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10份、壳聚糖4份、增塑剂3份、改性剂5份、分散剂4份、硅烷5份、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体21份。
进一步地，所述增塑剂为柠檬酸酯。
进一步地，所述胡桑木粉由4年生的胡桑枝条制成。
其中改性剂包括：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物13份、低密度聚乙烯12份、纤锌矿型氮化硼0.5份、聚合钻石纳米棒0.2份；其制备方法：向乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中加入低密度聚乙烯充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理5min，静置30min后继续微波处理3min，再加入纤锌矿型氮化硼和聚合钻石纳米棒，然后加热至115℃保温混合15min，所得混合物以10℃/min的速度冷却降温，待温度降至40℃后保温静置30min，随后向混合物中加入50份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得改性剂。
其中分散剂包括：煤油5份、硅藻土12份、微晶石蜡13份、硬脂酸钡5份、己烯基双硬脂酰胺6份；其制备方法：将硅藻土、微晶石蜡、硬脂酸钡加入煤油中，混合均匀于微波频率2000mhz、功率800w下处理15min，然后将己烯基双硬脂酰胺加入继续微波处理10min，把物料放入搅拌机以1000rpm/min搅拌20min，后将混合物放入焙烧炉中80℃焙烧15min，取出立刻加入冷水0-5℃搅拌，即得分散剂；
其稳定剂包括：液体沥青14份、丙烯沥青树脂12份、聚乙烯二醇800015份、白炭黑5份、脂肪酸聚氧烷烯酯15份；其制备方法：向液体沥青中加入聚乙烯二醇8000和白炭黑充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理15min，静置30min后继续微波处理3min，再加入丙烯沥青树脂3-32份和脂肪酸聚氧烷烯酯，然后加热至150℃保温混合15min，所得混合物以10℃/min的速度冷却降温，待温度降至35℃后保温静置30min，随后向混合物中加入50份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得稳定剂。
一种改性电缆绝缘层的制作方法，包括：
1)按重量份分别称取，聚丙烯、丙烯酸树脂、胡桑木粉、乙酸酐、浓硫酸、分散剂、壳聚糖、增塑剂、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2)在将壳聚糖与硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入10％盐酸溶液中，在60℃下浸泡2小时后，用氢氧化钠溶液中和盐酸溶液，加热至90℃后，冷却至室温，过滤，干燥；
3)将胡桑木粉与乙酸酐、浓硫酸，均匀混合到一起，在70℃下进行第一阶段反应2小时后，添加浓硫酸加热至100℃进行第二阶段反应，反应时间为2.5小时；
4)将聚丙烯与丙烯酸树脂加热至熔融状态，与2)和3)中原料混合，均匀搅拌30分钟后，再混合改性剂、稳定剂和硅烷、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体，添加到挤出机中，挤压塑化而成均匀的电缆绝缘层，挤出处理的工艺条件为：一区温度220℃，二区温度240℃，三区温260℃，四区温度270℃，停留时间为2分钟。
实施例2：
一种改性电缆绝缘层；
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种改性电缆绝缘层，所述改性电缆绝缘层按重量份计由以下成分制成：聚丙烯48份、丙烯酸树脂34份、胡桑木粉12份、稳定剂8份、乙酸酐6份、浓硫酸3份、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10份、壳聚糖7份、增塑剂3份、改性剂6份、分散剂7份、硅烷21份、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体67份。
进一步地，所述增塑剂为柠檬酸酯。
进一步地，所述胡桑木粉由5年生的胡桑枝条制成。
其中改性剂包括：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物16份、低密度聚乙烯20份、纤锌矿型氮化硼1.5份、聚合钻石纳米棒1份；其制备方法：向乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中加入低密度聚乙烯充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理5min，静置30min后继续微波处理3min，再加入纤锌矿型氮化硼和聚合钻石纳米棒，然后加热至180℃保温混合15min，所得混合物以15℃/min的速度冷却降温，待温度降至40℃后保温静置30min，随后向混合物中加入50份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得改性剂。
其中分散剂包括：煤油23份、硅藻土19份、微晶石蜡12份、硬脂酸钡5份、己烯基双硬脂酰胺6份；其制备方法：将硅藻土、微晶石蜡、硬脂酸钡加入煤油中，混合均匀于微波频率2000mhz、功率800w下处理15min，然后将己烯基双硬脂酰胺加入继续微波处理15min，把物料放入搅拌机以1600rpm/min搅拌25min，后将混合物放入焙烧炉中100℃焙烧20min，取出立刻加入冷水0-5℃搅拌，即得分散剂；
其稳定剂包括：液体沥青14份、丙烯沥青树脂12份、聚乙烯二醇800015份、白炭黑13份、脂肪酸聚氧烷烯酯20份；其制备方法：向液体沥青中加入聚乙烯二醇8000和白炭黑充分混合后于微波频率2450mhz、功率700w下微波处理15min，静置30min后继续微波处理3min，再加入丙烯沥青树脂3-32份和脂肪酸聚氧烷烯酯，然后加热至200℃保温混合15min，所得混合物以12℃/min的速度冷却降温，待温度降至40℃后保温静置30min，随后向混合物中加入55份0-5℃冷水，充分混合后静置3h，最后送入冷冻干燥机中，经充分干燥后粉碎成粉末，即得稳定剂。
一种改性电缆绝缘层的制作方法，包括：
1)按重量份分别称取，聚丙烯、丙烯酸树脂、胡桑木粉、乙酸酐、浓硫酸、分散剂、壳聚糖、增塑剂、硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2)在将壳聚糖与硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入10％盐酸溶液中，在60℃下浸泡2小时后，用氢氧化钠溶液中和盐酸溶液，加热至89℃后，冷却至室温，过滤，干燥；
3)将胡桑木粉与乙酸酐、浓硫酸，均匀混合到一起，在80℃下进行第一阶段反应2小时后，添加浓硫酸加热至100℃进行第二阶段反应，反应时间为2.5小时；
4)将聚丙烯与丙烯酸树脂加热至熔融状态，与2)和3)中原料混合，均匀搅拌30分钟后，再混合改性剂、稳定剂和硅烷、乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚体，添加到挤出机中，挤压塑化而成均匀的电缆绝缘层，挤出处理的工艺条件为：一区温度210℃，二区温度220℃，三区温240℃，四区温度260℃，停留时间为2分钟。
对本发明提供的实施例中分别进行试验考察，分别通过实施例1和实施例2方法制备改性电缆绝缘层进行考察，参考sj/t9167.12-93标准，并以市场普通改性电缆绝缘层对比，结果如表1所示；
表1防老化绝缘胶带考察项目
由以上结果显示：本发明通过采用壳聚糖独特的理化性能对硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行活化处理，使得硅烷γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与聚丙烯融合更加彻底，进一步提升聚丙烯塑料的耐候性能；提高了材料的拉伸强度和弯曲强度；生产工艺简单，成本低，制作的改性电缆绝缘层具有优异的热稳定性；改性电缆绝缘层具有更好的刚性、抗冲击性及柔韧度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。