【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電纜，具體地，涉及一種水密型動力電纜護(hù)套料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、水密型電纜常用于水下設(shè)備、戶外設(shè)備、船舶、海洋工程、礦山等。它們可以傳輸電力、信號和數(shù)據(jù)，滿足不同應(yīng)用的需求。傳統(tǒng)水密電纜采用阻水膏密封，阻水膏在常溫下固化后，將各元件結(jié)構(gòu)緊密地結(jié)合在一起，形成一個實(shí)心整體，以實(shí)現(xiàn)阻水效果。雖然阻水膏密封水密電纜在一定程度上能夠提高電纜的防水性能，但其存在的缺點(diǎn)也不容忽視，特別是增加電纜重量、影響導(dǎo)電性能、對電纜接頭污染嚴(yán)重、清洗困難以及填充工藝不易控制等。
2、電纜護(hù)套是電纜的最外層,作為電纜中維護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)安全最重要的屏障，起到耐水浸泡、耐火阻燃等作用。電纜護(hù)套料的阻燃劑主要分為有機(jī)類與無機(jī)類兩種，其中無機(jī)類阻燃劑通常采用云母、氧化鎂、氫氧化鎂、氫氧化鋁等材料，無機(jī)阻燃組分添加量通常高達(dá)50％以上，其雖然具有較高的耐火阻燃性能，但是會導(dǎo)致護(hù)套料力學(xué)性能變差。有機(jī)類阻燃劑通常通過物理混合的方式添加于護(hù)套料中，阻燃效果容易隨著時間的延長而逐漸下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種水密型動力電纜護(hù)套料及其制備方法。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種水密型動力電纜護(hù)套料，包括如下重量份原料：100-110份聚乙烯樹脂、20-30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20-30份無機(jī)填料、10-15份相容劑、7-12份助劑、2-5份偶聯(lián)劑、2-4份潤滑劑、1.5-4份抗氧劑、1.5-4份
4、進(jìn)一步地，所述無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉中的一種或幾種。
5、進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。
6、進(jìn)一步地，所述助劑通過如下步驟制備：
7、s1、先用氮?dú)鈱⒏稍锏淖厣跓抗拇?0min，以趕走瓶內(nèi)的空氣，再加入3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物、吡啶和苯，攪拌溶解后，再緩慢加入1,5-己二烯醇和苯的混合溶液并不斷攪拌，加入完成后在室溫下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，柱層析提純(洗脫液選擇苯和丙酮的混合溶劑，苯和丙酮的體積比為9:1)，減壓蒸餾，得到中間體1；3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物、1,5-己二烯醇、吡啶和苯的用量比為23.8g:9.7ml:7.8ml:180ml；
8、吡啶作為縛酸劑，控制3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物和1,5-己二烯醇的摩爾比為1:1.05-1.1，則3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物和1,5-己二烯醇發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下所示：
9、
10、s2、室溫下用氮?dú)庵脫Q干燥棕色三口燒瓶內(nèi)空氣，隨后加入中間體1、三乙胺和dmso(二甲基亞砜)，攪拌溶解后，再緩慢加入2-亞甲基-1,3-丙二醇和dmso的混合溶液并不斷攪拌，加入完成后在室溫下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，得到中間體2；中間體1、2-亞甲基-1,3-丙二醇、三乙胺和dmso的用量比為26.3g:6.5ml:12.5ml:200ml；
11、三乙胺作為縛酸劑，控制中間體1和2-亞甲基-1,3-丙二醇的摩爾比為1:1.05-1.1，則中間體1和2-亞甲基-1,3-丙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)過程如下所示：
12、
13、s3、氮?dú)獗Ｗo(hù)下將三聚氯氰、三乙胺和dmso加入到干燥的三口燒瓶中，攪拌至完全溶解，隨后緩慢加入1h,1h-十一氟己胺，加入完畢后溫度控制在0℃反應(yīng)8h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，柱層析提純(洗脫液選擇苯和乙酸乙酯的混合溶劑，苯和乙酸乙酯的體積比為8:2)，減壓蒸餾，得到中間體3；三聚氯氰、1h,1h-十一氟己胺、三乙胺和dmso的用量比為14.8g:31.5ml:23ml:160ml；
14、在三乙胺存在的條件下，三聚氯氰的-cl和中間體1的-nh-發(fā)生親核取代反應(yīng)，反應(yīng)過程如下所示：
15、
16、s4、氮?dú)獗Ｗo(hù)下將中間體2溶于dmf(n,n-二甲基甲酰胺)中，攪拌均勻后加入中間體3和dmf的混合溶液，再在室溫下攪拌反應(yīng)6h，期間通過10wt％碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)體系ph值為7，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，先用去離子水離心洗滌3次，再用無水乙醇離心洗滌3次，最后于80℃干燥12h，得到助劑。中間體2、中間體3和dmf的用量比為22.6g:35.5g:200ml。
17、在加熱條件下，中間體2的-oh和中間體3的-cl發(fā)生取代反應(yīng)，反應(yīng)過程如下所示：
18、
19、助劑中含有豐富的氟元素，氟元素具有極強(qiáng)的電負(fù)性，這使得氟元素能夠極化助劑分子中的c-f鍵，使其極性強(qiáng)于水分子，從而表現(xiàn)出疏水性質(zhì)。將含有豐富氟元素的助劑添加進(jìn)電纜護(hù)套料中，能賦予護(hù)套料優(yōu)異的疏水效果，從而能夠作為水密型動力電纜的護(hù)套料使用。
20、助劑通過無鹵阻燃元素氮、磷的協(xié)同作用，既阻止了燃燒生成的分解物外逸，稀釋了可燃?xì)怏w，又抑制了護(hù)套料的熱分解，達(dá)到了高阻燃化、低發(fā)煙量、低有害性的目的。將磷-氮協(xié)同阻燃的助劑添加進(jìn)電纜護(hù)套料中，能賦予電纜高效安全的阻燃抑煙效果。
21、助劑中含有多個末端碳碳雙鍵，其在交聯(lián)劑的作用下能和基體樹脂末端未反應(yīng)完全的碳碳雙鍵產(chǎn)生化學(xué)作用，從而助劑能夠與基體樹脂接枝交聯(lián)，助劑也因此不易遷移和脫出，能持久穩(wěn)定地發(fā)揮疏水作用、阻燃抑煙作用。
22、同時，助劑中的碳碳雙鍵也能在交聯(lián)劑的作用下與偶聯(lián)劑上的雙鍵產(chǎn)生化學(xué)作用，而偶聯(lián)劑的硅烷氧基與無機(jī)填料間存在化學(xué)鍵合，因此，基體樹脂、助劑和填料間形成了雜化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)促進(jìn)了助劑和填料的分散與穩(wěn)定，進(jìn)而使得護(hù)套料長期具備優(yōu)異的疏水效果和阻燃抑煙效果。
23、進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
24、進(jìn)一步地，所述潤滑劑為硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、聚二甲基硅氧烷中的一種或幾種。
25、進(jìn)一步地，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑2246、抗氧劑1076、抗氧化劑dstp、抗氧劑168中的一種或幾種。
26、進(jìn)一步地，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑uv-531、紫外線吸收劑uvp-327、光穩(wěn)定劑gw-540、光穩(wěn)定劑744中的一種或幾種。
27、進(jìn)一步地，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、過氧化二苯甲酰、雙叔丁基過氧異丙基苯中的一種或幾種。
28、一種水密型動力電纜護(hù)套料的制備方法，包括以下步驟：
29、按重量份稱取各原料，再將聚乙烯樹脂和乙烯-醋酸乙本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，包括如下重量份原料：100-110份聚乙烯樹脂、20-30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20-30份無機(jī)填料、10-15份相容劑、7-12份助劑、2-5份偶聯(lián)劑、2-4份潤滑劑、1.5-4份抗氧劑、1.5-4份紫外線吸收劑、0.5-1份交聯(lián)劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，步驟S1的3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物、1,5-己二烯醇、吡啶和苯的用量比為23.8g:9.7mL:7.8mL:180mL；步驟S2的中間體1、2-亞甲基-1,3-丙二醇、三乙胺和DMSO的用量比為26.3g:6.5mL:12.5mL:200mL；步驟S3的三聚氯氰、1H,1H-十一氟己胺、三乙胺和DMSO的用量比為14.8g:31.5mL:23mL:160mL；步驟S4的中間體2、中間體3和DMF的用量比為22.6g:35.5g:200mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米二氧化鈦
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述潤滑劑為硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、聚乙烯蠟、聚二甲基硅氧烷中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑2246、抗氧劑1076、抗氧化劑DSTP、抗氧劑168中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UVP-327、光穩(wěn)定劑GW-540、光穩(wěn)定劑744中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、過氧化二叔丁基、過氧化二苯甲酰、雙叔丁基過氧異丙基苯中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，包括如下重量份原料：100-110份聚乙烯樹脂、20-30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20-30份無機(jī)填料、10-15份相容劑、7-12份助劑、2-5份偶聯(lián)劑、2-4份潤滑劑、1.5-4份抗氧劑、1.5-4份紫外線吸收劑、0.5-1份交聯(lián)劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，步驟s1的3,9-二氯-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷3,9-二氧化物、1,5-己二烯醇、吡啶和苯的用量比為23.8g:9.7ml:7.8ml:180ml；步驟s2的中間體1、2-亞甲基-1,3-丙二醇、三乙胺和dmso的用量比為26.3g:6.5ml:12.5ml:200ml；步驟s3的三聚氯氰、1h,1h-十一氟己胺、三乙胺和dmso的用量比為14.8g:31.5ml:23ml:160ml；步驟s4的中間體2、中間體3和dmf的用量比為22.6g:35.5g:200ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型動力電纜護(hù)套料，其特征在于，所述無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水密型...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳文剛，張軍坤，劉彬，單曉偉，王兆兵，楊建，
申請(專利權(quán))人：邁特諾馬鞍山特種電纜有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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