一种无卤低烟阻燃电缆及制备工艺的制作方法

本发明涉及阻燃电缆领域，具体涉及一种无卤低烟阻燃电缆及制备工艺。

背景技术：

1、电线电缆是指用于电力、通信以及相关用途的材料，随着社会的快速发展，电线电缆广泛地应用于运输、通信、建筑等各个领域，因此，电缆线必须具备优良的长期耐热耐老化性能、耐辐照、优良的阻燃性和绝缘性，在部分城市及农村地区，电缆线大部分架接置于户外，承担着电力运输和传送的艰巨任务。现有公知的阻热电缆一般包括导体线、内护套层、外护套层，所述护套一般采用阻燃pvc材料，但在高温、高湿环境中易发生燃烧，在燃烧时回释大量卤酸气体，并且电缆线架设在自然环境中，若周围环境恶劣，电缆线除了遭受风霜雨雪的考验，还可能遭受油污或者酸碱物的侵蚀，非常容易发生老化进而发生火灾，电线着火以后，火势会沿着电线燃烧，起火后使得热量迅速积累、温度骤升，导致火势迅猛发展。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无卤低烟阻燃电缆及制备工艺。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种无卤低烟阻燃电缆，包括从外至内依次设置的保护外层、绝缘中间层和导线内层，其中，保护外层的材料按照重量份数计算，包括：

4、100份聚乙烯树脂、20-40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（eva）、12-20份阻燃填充剂、4-8份阻燃添加剂、1.5-3份分散剂、0.5-1份润滑剂、1.2-1.8份抗氧剂和0.3-0.7份光稳定剂。

5、优选地，所述绝缘中间层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的任意一种。

6、优选地，所述导线内层的材质为裸铜线、镀锡铜线、镀银铜线、铜包钢线、铜包铝线中的任意一种。

7、优选地，所述聚乙烯树脂的熔融指数为2.17g/10min(190℃,2.16kg)，密度为0.919g/cm3。

8、优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯（va）含量为12wt%，熔融指数为8.12g/10min(190℃,2.16kg)。

9、优选地，所述阻燃填充剂的制备方法包括：

10、s1.称取滑石粉和3-三乙氧基甲硅烷正丁醛混合在去离子水中，超声分散0.5h，然后升温至50-60℃，保温搅拌3-5h后，降温至室温并静置6-10h，用水洗涤三次后，在80-90℃干燥，得到第一反应物（醛基化滑石粉）；

11、s2.称取2,5-二氨基-4,6-二羟基嘧啶和第一反应物混合在n,n-二甲基甲酰胺内，在40-50℃条件下搅拌混合8-15h之后，过滤出固体反应产物，使用乙醇冲洗三次后，60-70℃下干燥，即得到第二反应物；

12、s3.称取硼酸与第二反应物混合在n-甲基吡咯烷酮内，充分分散后，加入三氯化硼作为催化剂，通入氮气作为保护气，设置温度为80-100℃，搅拌反应5-7h，反应过程中不断分出生成的水，反应结束后，除去溶剂和提纯处理后，得到阻燃填充剂；

13、更优选地，所述s1中，滑石粉为超细滑石粉tal-1250，白度≥94%，粒径为1250目。

14、更优选地，所述s1中，滑石粉、3-三乙氧基甲硅烷正丁醛和去离子水的质量比例是1:0.12-0.18:10-20。

15、更优选地，所述s2中，第一反应物、2,5-二氨基-4,6-二羟基嘧啶和n,n-二甲基甲酰胺的质量比例是1:0.21-0.35:10-20。

16、更优选地，所述s3中，硼酸、第二反应物和n-甲基吡咯烷酮的质量比例是0.14-0.2:1:10-20。

17、更优选地，所述s3中，催化剂三氯化硼的加入量是硼酸质量的2%-6%。

18、优选地，所述阻燃添加剂为硅系阻燃剂，包括聚苯基甲基硅氧烷、二苯基聚二甲基硅氧烷、乙氧基聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

19、优选地，所述分散剂包括分散剂sp-1088、分散剂sp-768、分散剂sp-830、分散剂sp-1082中的任意一种。

20、优选地，所述润滑剂包括润滑剂ac-316a、润滑剂ac-540a、润滑剂ac-617a中的任意一种。

21、优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076中的任意一种。

22、优选地，所述光稳定剂包括光稳定剂uv-856、光稳定剂uv-531、光稳定剂uv-770中的任意一种。

23、第二方面，本发明提供一种无卤低烟阻燃电缆的制备工艺，包括：

24、（1）按照重量份数比例称取聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、阻燃填充剂、阻燃添加剂、分散剂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂混合在搅拌机内，充分混合之后，转入双螺杆挤出机内，挤出造粒后，得到保护外层的材料；

25、（2）将导线内层的表面包覆绝缘中间层后，再通过保护外层包覆成型，最终得到所述无卤低烟阻燃电缆。

26、优选地，所述保护外层的材料制备过程中，搅拌机的温度为120-130℃，搅拌速度是800-1000r/min，搅拌时间是15-30min。

27、优选地，所述保护外层的材料制备过程中，双螺杆挤出机的挤出温度为180-220℃。

28、本发明的有益效果为：

29、1、本发明制备了一种阻燃电缆，该电缆包括内层的导电层、中间的绝缘层以及外层的保护层，其中外层保护层采用的是无卤阻燃的树脂复合料制备而成，具有高强度、高耐磨、高耐老化的优点，还具有低烟、无卤、阻燃效果好的优点。

30、2、本发明电缆外层保护层使用的材质为重量轻、耐热好、负载能力强的聚乙烯材料，在其中加入了eva用于提升聚乙烯的化学稳定性和耐候性。阻燃填充剂和阻燃添加剂协同复合作为阻燃剂加入，阻燃填充剂为有机氮硼复合包覆的壳核材料，阻燃添加剂为硅系阻燃剂，两者相辅相成，从而增强了聚乙烯材料的阻燃性；此外，还加入了分散剂、润滑剂、抗氧剂和光稳定剂作为助剂使用，增强聚乙烯材料的整体性能。

31、3、本发明的阻燃填充剂的制备过程是，使用超细的滑石粉作为无机基础材料，先在滑石粉的表面使用醛基偶联剂（3-三乙氧基甲硅烷正丁醛）处理，使滑石粉表面醛基化（第一反应物）；然后使用双氨基双羟基的嘧啶化合物（2,5-二氨基-4,6-二羟基嘧啶）与第一反应物混合反应，基于氨基与醛基之间容易发生缩合的特性，使2,5-二氨基-4,6-二羟基嘧啶中的氨基形成席夫碱而固定在滑石粉表面，即得到第二反应物；然后再利用硼酸与羟基的结合性，将硼酸与第二反应物反应，从而得到阻燃填充剂。阻燃填充剂为有机包覆的无机结构，该有机结构中具有嘧啶基团、硼酸酯基团、席夫碱基团，因此富含氮和硼的阻燃元素，从而具有较强的阻燃性，同时阻燃填充剂中的多种基团还增强了聚乙烯电缆料的性能，主要表现在强度、耐磨性和耐候性上。

技术特征：

1.一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，包括从外至内依次设置的保护外层、绝缘中间层和导线内层，其中，保护外层的材料按照重量份数计算，包括：

2.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述绝缘中间层的材质包括聚氯乙烯、聚乙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述导线内层的材质为裸铜线、镀锡铜线、镀银铜线、铜包钢线、铜包铝线中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述聚乙烯树脂的熔融指数为2.17g/10min，密度为0.919g/cm3；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯含量为12wt%，熔融指数为8.12g/10min。

5.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述分散剂包括分散剂sp-1088、分散剂sp-768、分散剂sp-830、分散剂sp-1082中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述润滑剂包括润滑剂ac-316a、润滑剂ac-540a、润滑剂ac-617a中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1076中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃电缆，其特征在于，所述光稳定剂包括光稳定剂uv-856、光稳定剂uv-531、光稳定剂uv-770中的任意一种。

9.一种权利要求1所述的无卤低烟阻燃电缆的制备工艺，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种无卤低烟阻燃电缆及制备工艺，电缆包括从外至内依次设置的保护外层、绝缘中间层和导线内层，其中，保护外层的材料按照重量份数计算，包括：100份聚乙烯树脂、20‑40份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、12‑20份阻燃填充剂、4‑8份阻燃添加剂、1.5‑3份分散剂、0.5‑1份润滑剂、1.2‑1.8份抗氧剂和0.3‑0.7份光稳定剂。本发明制备了一种阻燃电缆，该电缆包括内层的导电层、中间的绝缘层以及外层的保护层，其中外层保护层采用的是无卤阻燃的树脂复合料制备而成，具有高强度、高耐磨、高耐老化的优点，还具有低烟、无卤、阻燃效果好的优点。

技术研发人员：方涌东
受保护的技术使用者：广东胜宇电缆实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13