一种低烟阻燃电缆及其制备方法与流程

本发明涉及电缆制备，具体涉及一种低烟阻燃电缆及其制备方法。

背景技术：

1、高分子作为电缆中用量仅次于金属的原材料，其主要应用于电线电缆的绝缘层、护套层、绕包层和填充等材料的制备，高分子材料在电缆中的应用主要起到辅助电缆的加工成型、防护金属导体和保证电缆电气绝缘性能的作用。其中，电缆的绝缘和护套材料不仅关系到电缆敷设和使用安全，也关系到电缆的实际使用寿命，因此线缆绝缘和护套材料的研发以及配套生产工艺的选择显得尤为重要。随着电线电缆在各种行业的广泛应用，对线缆产品提出了不同方面的要求。由于线缆产品使用环境的多样性和复杂性，这就使得电缆产品不仅需要满足基本的电力传输、信息传递和控制信号的功能，同时要具备针对不同使用条件的多样化的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低烟阻燃电缆及其制备方法，解决了现阶段阻燃电缆阻燃效果一般，且燃烧时会产生大量烟雾的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种低烟阻燃电缆，包括从内向外依次设置的若干导体，导体表面包覆有绝缘层，绝缘层外部设有绕包内衬层，绕包内衬层与绝缘层之间填充有填充物，绕包内衬层外部包覆有护套；

4、所述的绕包内衬层为云母带，填充物为玻璃纤维绳，所述的绝缘层与护套均由改性树脂制备，改性树脂包括如下重量份原料：eva40-50份、nbr60-80份、eva-g-mah20-30份、阻燃剂4-6份、过氧化二异丙苯1-3份和烯丙基异氰脲酸酯1-3份。

5、进一步，所述的阻燃剂由如下步骤制成：

6、步骤a1：将阻燃单体、2-氨基对苯二甲酸和二甲苯混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为30-40℃，ph为碱性的条件下，进行反应6-8h，制得有机配体，将有机配体、六水合硝酸锌和二甲苯混合均匀，加入三乙胺，在转速为150-200r/min，温度为100-110℃的条件下，进行反应20-25h，过滤去除滤液，制得阻燃填料；

7、步骤a2：将富马酸和尿素溶于去离子水中，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌并加入九水合硝酸铁、六水合硝酸镁和九水合硝酸铝，搅拌10-15min后，加入阻燃填料，继续搅拌30-40min后，升温至105-110℃，保温处理10-15h，冷却至室温并烘干，制得阻燃剂。

8、进一步，步骤a1所述的阻燃单体和2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1:2，有机配体、六水合硝酸锌和三乙胺的用量比为4.8g:5.3g:1ml。

9、进一步，步骤a2所述的富马酸、尿素、去离子水、九水合硝酸铁、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝和阻燃填料的用量比为0.348g:1.44g:60ml:0.403g:0.256g:0.375g:0.08g。

10、进一步，所述的阻燃单体由如下步骤制成：

11、步骤b1：将新戊二醇和二氯甲烷混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌并加入三氯氧磷，进行反应4-6h，制得中间体1，将二乙醇胺溶于氯仿，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入偶氮二异丁腈和乙烯基甲基二乙氧基硅烷，进行反应15-20h，制得双醇有机硅；

12、步骤b2：将双醇有机硅、中间体1、碳酸钾和氯仿混合，通入氮气保护，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌3-5h，制得中间体2，将中间体2和二苯基二氯硅烷加入去离子水中，在转速为200-300r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌20-30min后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至55-65℃，保温5-10min，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应3-5h，制得双氢聚硅氧烷；

13、步骤b3：将双氢聚硅氧烷、丙烯醇和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为50-55℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，升温至60-65℃，进行反应3-4h，制得双醇聚硅氧烷，将双醇聚硅氧烷溶于二甲苯，加入环氧氯丙烷和碳酸钾，在转速为200-300r/min的条件下，搅拌1-1.5h，制得阻燃单体。

14、进一步，步骤b1所述的新戊二醇和三氯氧磷的摩尔比为1:1，二乙醇胺和乙烯基甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1.2:1。

15、进一步，步骤b2所述的双醇有机硅、中间体1和碳酸钾的摩尔比为1:2:2.1，中间体2、二苯基二氯硅烷、去离子水、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1mmol:3mmol:5ml:1mmol，浓硫酸的用量为中间体2、二苯基二氯硅烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的5％。

16、进一步，步骤b3所述的双氢聚硅氧烷和丙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸在双氢聚硅氧烷和丙烯醇的混合物中的浓度为15-20ppm，双醇聚硅氧烷、环氧氯丙烷和碳酸钾的摩尔比为1:2:2.1。

17、本发明的有益效果：本发明制备的一种低烟阻燃电缆包括从内向外依次设置的若干导体，导体表面包覆有绝缘层，绝缘层外部设有绕包内衬层，绕包内衬层与绝缘层之间填充有填充物，绕包内衬层外部包覆有护套；所述的绝缘层与护套均由改性树脂制备，改性树脂包括如下原料：eva、nbr、eva-g-mah、阻燃剂、过氧化二异丙苯和烯丙基异氰脲酸酯，阻燃剂以阻燃单体和2-氨基对苯二甲酸为原料，在碱性条件下，阻燃单体上的环氧基与2-氨基对苯二甲酸上的氨基反应，制得有机配体，将有机配体与六水合小酸性反应，以金属锌作为配体中心制得阻燃填料，通过将九水合硝酸铁、六水合硝酸镁和九水合硝酸铝形成层状氢氧化物包覆阻燃填料，制得阻燃剂，阻燃单体以新戊二醇和三氯氧磷为原料，使得新戊二醇上的醇羟基与三氯氧磷上的氯原子位点反应，制得中间体1，将二乙醇胺和乙烯基甲基二乙氧基硅烷进行迈克尔加成反应，使得二乙醇胺上的仲胺与乙烯基甲基二乙氧基硅烷上的双键反应，制得双醇有机硅，将双醇有机硅和中间体1反应，使得双醇有机硅上的醇羟基与中间体1上的氯原子位点反应，制得中间体2，将中间体2和二苯基二氯硅烷先水解再与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成双氢聚硅氧烷，将双氢聚硅氧烷与丙烯醇反应，使得双氢聚硅氧烷上的si-h键和丙烯醇上的双键反应，制得双醇聚硅氧烷，将双醇聚硅氧烷与环氧氯丙烷反应，使得双醇聚硅氧烷上的羟基与环氧氯丙烷上的氯原子位点反应，制得阻燃单体，该阻燃剂在燃烧过程中能够产生p-o-c键和si-c键进而在基体表面形成致密的碳层，碳层能够很好的隔绝氧气和热量从而达到阻燃效果，金属氢氧化物受热分解会产生大量的水汽，进而达到降温灭火的效果，同时在有机碳层表面形成金属氧化物包覆，进一步隔绝热量和氧气，并减少的了烟气的产生。

技术特征：

1.一种低烟阻燃电缆，其特征在于：包括从内向外依次设置的若干导体，导体表面包覆有绝缘层，绝缘层外部设有绕包内衬层，绕包内衬层与绝缘层之间填充有填充物，绕包内衬层外部包覆有护套；

2.根据权利要求1所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：所述的阻燃剂由如下步骤制成：

3.根据权利要求2所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：步骤a1所述的阻燃单体和2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1:2，有机配体、六水合硝酸锌和三乙胺的用量比为4.8g:5.3g:1ml。

4.根据权利要求2所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：步骤a2所述的富马酸、尿素、去离子水、九水合硝酸铁、六水合硝酸镁、九水合硝酸铝和阻燃填料的用量比为0.348g:1.44g:60ml:0.403g:0.256g:0.375g:0.08g。

5.根据权利要求1所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：所述的阻燃单体由如下步骤制成：

6.根据权利要求5所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：步骤b1所述的新戊二醇和三氯氧磷的摩尔比为1:1，二乙醇胺和乙烯基甲基二乙氧基硅烷的摩尔比为1.2:1。

7.根据权利要求5所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：步骤b2所述的双醇有机硅、中间体5和碳酸钾的摩尔比为1:2:2.1，中间体2、二苯基二氯硅烷、去离子水、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1mmol:3mmol:5ml:1mmol，浓硫酸的用量为中间体2、二苯基二氯硅烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的5％。

8.根据权利要求5所述的一种低烟阻燃电缆，其特征在于：步骤b3所述的双氢聚硅氧烷和丙烯醇的摩尔比为1:2，氯铂酸在双氢聚硅氧烷和丙烯醇的混合物中的浓度为15-20ppm，双醇聚硅氧烷、环氧氯丙烷和碳酸钾的摩尔比为1:2:2.1。

9.根据权利要求1所述的一种低烟阻燃电缆的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：将eva、nbr、eva-g-mah、阻燃剂、过氧化二异丙苯和烯丙基异氰脲酸酯在温度为160-165℃的条件下，熔融共混制得改性树脂，将改性树脂包覆在导体表面形成绝缘层，在绝缘层外部设有绕包内衬层，绕包内衬层与绝缘层之间填充有填充物，最后在宝绕内衬层外部包覆改性树脂形成护套。

技术总结
本发明公开了一种低烟阻燃电缆及其制备方法，该低烟阻燃电缆包括导体、绝缘层、绕包内衬层、填充物和护套；所述的绝缘层与护套均由改性树脂制备，改性树脂包括如下重量份原料：EVA40‑50份、NBR60‑80份、EVA‑g‑MAH20‑30份、阻燃剂4‑6份、过氧化二异丙苯1‑3份和烯丙基异氰脲酸酯1‑3份；该阻燃剂在燃烧过程中能够产生P‑O‑C键和Si‑C键进而在基体表面形成致密的碳层，碳层能够很好的隔绝氧气和热量从而达到阻燃效果，金属氢氧化物受热分解会产生大量的水汽，进而达到降温灭火的效果，同时在有机碳层表面形成金属氧化物包覆，进一步隔绝热量和氧气，并减少的了烟气的产生。

技术研发人员：林丹琴,陈泽帆,钟采花
受保护的技术使用者：广东澳通特种电缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13