一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料及其制备方法与流程

本发明属于电线电缆，具体地，涉及一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用，城市化进程的加快与人口数量的迅速增加促进了城市轨道交通的快速发展，电线电缆在城市轨道交通基础设施建设与使用过程中发挥着重要作用，电缆的使用寿命与电缆护套材料息息相关。

2、电缆具有内通电、外绝缘的特征，是一种电能或信号传输的线材产品，通常是由几根或者几组导线组成，虽然现有电缆的表面上均会包覆一层护套材料用于外部防护，但是因为电缆一般都是长期暴露在户外，在长时间阳光直射或者风雨雪接触的情况下，外部的护套材料很快就产生老化现象，同时电缆在运输或使用过程中，电缆上的保护套层易出现因弯折而导致局部保护套层出现裂缝的情况，这使得外部的液体很容易进入到电缆内部，更严重的还会导致电缆出现短路的现象，整体电缆的抗老化能力较差，严重降低电缆的使用寿命。现有技术中大多城轨电缆的护套材料仍存在着抗老化能力较差的问题。因此，亟待设计一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，包括如下重量份原料：90-100份聚乙烯树脂、1-3份炭黑、4-9份阻燃剂、0.04-0.24份引发剂、3-7份增塑剂、2-5份润滑剂和4-9份助剂；

4、进一步地，所述阻燃剂为磷酸三苯酯、氢氧化镁和聚磷酸铵中的一种。

5、进一步地，所述引发剂为过氧化二异丙苯。

6、进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯。

7、进一步地，所述润滑剂为硅油。

8、进一步地，所述助剂通过如下步骤制备：

9、s1、在室温、氮气保护下向三口烧瓶中依次加入2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、3-丁烯-1-胺和甲苯，并搅拌均匀，随后加入三乙胺，边搅拌边升温至90℃，在90℃下回流反应8h，反应结束后进行旋蒸、柱层析提纯、再旋蒸、100℃下真空干燥12h，得到中间体1；2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、3-丁烯-1-胺、三乙胺、甲苯的用量之比为14.9g：3.6g：10ml：100ml；

10、2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚的-br和3-丁烯-1-胺的-nh2发生亲核取代，三乙胺除去反应生成的溴化氢，得到中间体1，反应过程如下所示：

11、

12、s2、在室温、氮气保护下向三口烧瓶中依次加入11-氯十一烷酸、中间体1和甲苯，并搅拌均匀，随后加入三乙胺，边搅拌边升温至90℃，在90℃下回流反应8h，反应结束后进行旋蒸、柱层析提纯、再旋蒸、100℃下真空干燥12h，得到中间体2；11-氯十一烷酸、中间体1、三乙胺、甲苯的用量之比为4.5g：6.1g：10ml：100ml；

13、11-氯十一烷酸的-cl和中间体1的-nh2发生亲核取代，三乙胺除去反应生成的氯化氢，得到中间体2，反应过程如下所示：

14、

15、s3、在室温、氮气保护下将中间体2和氯化亚砜加入至三口烧瓶中，边搅拌边升温至75℃，回流反应5h，反应结束后冷却至室温，再进行旋蒸，最后置于80℃下真空干燥12h，得到中间体3；中间体2与氯化亚砜的用量比为4.9g：25ml；

16、亲电试剂氯化亚砜与中间体2发生亲电取代反应，反应过程如下所示：

17、

18、s4、在室温、氮气氛围中将中间体3、无水甲苯和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh550)加入三口烧瓶中进行搅拌，随后缓慢加入无水三乙胺，搅拌20h，反应结束后进行过滤，并用无水甲苯和无水乙醇的混合溶剂洗涤3次，洗涤后的产物于105℃下干燥12h，得到中间体4；中间体3、kh550、无水三乙胺的用量比为5.1g：2.2g：10ml；

19、中间体3上的酰氯和kh550上的氨基在三乙胺的作用下发生酰化反应，反应过程如下所示：

20、

21、s5、将中间体4用无水乙醇稀释后与ph为5的二氧化钛水溶液在三口烧瓶中充分混合，并升温至65℃搅拌10h，结束后冷却、过滤、用无水乙醇洗涤至上清液呈中性，最后在80℃下干燥12h，得到助剂；中间体4与二氧化钛的质量比为1：5。

22、

23、助剂结构中含有受阻酚基团，受阻酚基团通过捕捉自由基来阻止自由基链式反应，抑制氧化反应的进行，进而提高材料的抗热氧老化能力；助剂结构中的硅烷氧键水解形成硅醇，进而通过化学键与二氧化钛结合在一起，这使得二氧化钛高度分散且能充分稳定地发挥抗紫外线能力，二氧化钛由于粒径小、活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力，是性能优越的物理屏蔽型的紫外线防护剂；助剂结构中含有长碳链，长碳链能提高助剂的相容性，另外，助剂结构中还含有碳碳双键，碳碳双键与聚乙烯树脂能在引发剂的作用下产生化学作用，这两个因素使得助剂能够稳定地存在于护套材料中，不易受外界环境的影响而脱落，进而使得护套材料具有优异且稳定的抗热氧老化能力和抗紫外能力。

24、一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料的制备方法，包括如下步骤：

25、将原料按比例加入双螺杆挤出机熔融混合后挤出，制成抗老化效果好的城轨电缆护套材料。

26、本发明的有益效果：受阻酚基团能抑制氧化反应的进行，提高护套材料的抗热氧老化能力；二氧化钛能提高护套材料的抗紫外线能力；碳碳双键与聚乙烯树脂的化学作用以及长碳链的相容性使得助剂能够稳定地存在于护套材料中，不易受外界环境的影响而脱落，进而使得护套材料具有优异且稳定的抗热氧老化能力和抗紫外能力。

技术特征：

1.一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，包括如下重量份原料：90-100份聚乙烯树脂、1-3份炭黑、4-9份阻燃剂、0.04-0.24份引发剂、3-7份增塑剂、2-5份润滑剂和4-9份助剂；

2.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述步骤s1的2,6-二叔丁基-4-溴甲基苯酚、3-丁烯-1-胺、三乙胺、甲苯的用量之比为14.9g：3.6g：10ml：100ml。

3.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述步骤s2的11-氯十一烷酸、中间体1、三乙胺、甲苯的用量之比为4.5g：6.1g：10ml：100ml。

4.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述步骤s3的中间体2与氯化亚砜的用量比为4.9g：25ml。

5.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述步骤s4的中间体3、kh550、无水三乙胺的用量比为5.1g：2.2g：10ml。

6.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述步骤s5的中间体4与二氧化钛的质量比为1：5。

7.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸三苯酯、氢氧化镁和聚磷酸铵中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种抗老化效果好的城轨电缆护套材料及其制备方法，属于电线电缆技术领域。将90‑100份聚乙烯树脂、1‑3份炭黑、4‑9份阻燃剂、0.04‑0.24份引发剂、3‑7份增塑剂、2‑5份润滑剂和4‑9份助剂加入双螺杆挤出机熔融混合后挤出，制成抗老化效果好的城轨电缆护套材料。受阻酚基团能抑制氧化反应的进行，提高护套材料的抗热氧老化能力；二氧化钛能提高护套材料的抗紫外线能力；碳碳双键与聚乙烯树脂的化学作用以及长碳链的相容性使得助剂能够稳定地存在于护套材料中，不易受外界环境的影响而脱落，进而使得护套材料具有优异且稳定的抗热氧老化能力和抗紫外能力。

技术研发人员：单晓伟,周婷婷,林彬
受保护的技术使用者：迈特诺（马鞍山）特种电缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15