耐辐射核电站用耐火通信话缆及其制备方法与流程

本发明涉及通信话缆领域，具体涉及耐辐射核电站用耐火通信话缆及其制备方法。

背景技术：

1、通信电缆就是传输电话、电报、传真文件、电视和广播节目、数据和其他电信号的电缆。核电站是一种利用核能产生电能的设施。在核电站中，核反应堆是核心部分，它利用核燃料产生蒸汽，然后驱动涡轮机带动发电机发电。然而，核电站的运行过程中会产生大量的放射性物质，这些物质会对通信话缆造成潜在的威胁，此外，这些通信话缆的耐火性能不佳，在核电站发生火灾时，火焰在通信话缆上蔓延速度快，易于造成更大的火灾，对人员健康以及财产安全存在巨大隐患。

2、因此，开发一种能够抵抗辐射并具有良好的耐火性能以及抑制火焰蔓延的通信话缆是当前技术领域的一个迫切需求。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供耐辐射核电站用耐火通信话缆及其制备方法：通过将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、抗氧剂dstp、硬脂酸钙、增塑剂dehp、氮化硼以及耐火防辐剂加入至混合机中混合，得到混合料，将混合料加入至挤出机中，经过挤出包覆在电缆本体外部，形成电缆保护外套，得到该耐辐射核电站用耐火通信话缆，解决了现有的通信电缆的耐辐射性能与耐火性能不佳的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、耐辐射核电站用耐火通信话缆，包括电缆本体以及包裹在电缆本体外部的电缆保护外套；

4、其中，所述电缆保护外套包括以下重量份组分：

5、聚丙烯树脂100-110份、三元乙丙橡胶25-35份、抗氧剂dstp 3-6份、硬脂酸钙1-5份、增塑剂dehp 4-10份、氮化硼6-12份以及耐火防辐剂2-12份。

6、作为本发明进一步的方案：所述耐火防辐剂由以下步骤制备得到：

7、步骤s1：将对羟基苯甲醛、n-氯代丁二酰亚胺以及无水四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应20-30min，之后升温至50-55℃的条件下继续搅拌反应15-20h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，之后用混合溶剂进行硅胶柱层析，得到中间体1；

8、反应原理如下所示：

9、

10、步骤s2：将三氯氧磷、季戊四醇加入至安装有搅拌器、温度计以及氮气导气管的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为80-85℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应2-3h，之后升温至110-115℃的条件下继续搅拌反应8-10h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后依次用无水乙醚、苯以及二氯甲烷洗涤3-5次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥4-5h，得到中间体2；

11、反应原理如下所示：

12、

13、步骤s3：将中间体1、中间体2、无水碳酸钾以及无水四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为-5-0℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应2-3h，之后升温至25-30℃的条件下继续搅拌反应10-15h，反应结束将反应产物离心，将上清液加入至去离子水中，之后真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥8-10h，得到中间体3；

14、反应原理如下所示：

15、

16、步骤s4：将一乙醇胺硼酸酯、无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应40-50min，之后加入中间体3继续搅拌反应10-15h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥10-15h，得到中间体4；

17、反应原理如下所示：

18、

19、步骤s5：将中间体4、n，n-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为45-50℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应40-50min，之后加入dopo继续搅拌反应10-15min，之后升温至回流的条件下搅拌反应10-15h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体5；

20、反应原理如下所示：

21、

22、步骤s6：将中间体5、4-羟基苯硼酸、三乙胺以及无水四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为25-30℃，搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应2-3h，之后升温至55-60℃的条件下继续搅拌反应8-10h，反应结束将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，之后用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-65℃的条件下干燥8-10h，得到耐火防辐剂。

23、反应原理如下所示：

24、

25、作为本发明进一步的方案：步骤s1中的所述对羟基苯甲醛、n-氯代丁二酰亚胺以及无水四氢呋喃的用量比为10mmol：22-25mmol：40-50ml，所述混合溶剂为二氯甲烷和无水甲醇按照15-20：1的体积比混合而成。

26、作为本发明进一步的方案：步骤s2中的所述三氯氧磷、季戊四醇的用量比为0.55-0.6mol：0.1mol。

27、作为本发明进一步的方案：步骤s3中的所述中间体1、中间体2、无水碳酸钾以及无水四氢呋喃的用量比为20mmol：10mmol：22-25mmol：60-80ml。

28、作为本发明进一步的方案：步骤s4中的所述一乙醇胺硼酸酯、无水乙醇以及中间体3的用量比为20mmol：60-80ml：10mmol。

29、作为本发明进一步的方案：步骤s5中的所述中间体4、n，n-二甲基甲酰胺以及dopo的用量比为10mmol：100-120ml：20mmol。

30、作为本发明进一步的方案：步骤s6中的所述中间体5、4-羟基苯硼酸、三乙胺以及无水四氢呋喃的用量比为10mmol：40mmol：45-50mmol：120-150ml。

31、作为本发明进一步的方案：耐辐射核电站用耐火通信话缆的制备方法，包括以下步骤：

32、步骤一：按照重量份称取聚丙烯树脂100-110份、三元乙丙橡胶25-35份、抗氧剂dstp 3-6份、硬脂酸钙1-5份、增塑剂dehp 4-10份、氮化硼6-12份以及耐火防辐剂2-12份，备用；

33、步骤二：将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、抗氧剂dstp、硬脂酸钙、增塑剂dehp、氮化硼以及耐火防辐剂加入至混合机中，在温度为55-60℃的条件下混合30-40min，之后升温至90-100℃的条件下继续混合1-1.5h，得到混合料；

34、步骤三：将混合料加入至挤出机中，经过挤出包覆在电缆本体外部，形成电缆保护外套，得到该耐辐射核电站用耐火通信话缆。

35、本发明的有益效果：

36、本发明的耐辐射核电站用耐火通信话缆及其制备方法，通过将聚丙烯树脂、三元乙丙橡胶、抗氧剂dstp、硬脂酸钙、增塑剂dehp、氮化硼以及耐火防辐剂加入至混合机中混合，得到混合料，将混合料加入至挤出机中，经过挤出包覆在电缆本体外部，形成电缆保护外套，得到该耐辐射核电站用耐火通信话缆；该制备方法中通过向电缆保护外套中加入耐火防辐剂，耐火防辐剂赋予其良好的耐辐射性能与耐火性能，能够大幅度降低核电站的运行过程产生大量的放射性物质对通信话缆造成潜在的威胁，能够抑制火焰在通信话缆上蔓延速度快，降低核电站发生火灾的概率，避免对人员健康以及财产安全造成巨大隐患。

37、在制备耐辐射核电站用耐火通信话缆的过程中首先制备了抑制耐火防辐剂，首先利用n-氯代丁二酰亚胺将对羟基苯甲醛进行氯化，引入氯原子，之后三氯氧磷、季戊四醇反应生成中间体2，之后利用中间体1上的羟基与中间体上的氯原子反应，生成中间体3，之后利用一乙醇胺硼酸酯上的氨基与中间体3上的醛基反应，引入硼酸基团和烯基，生成中间体4，之后中间体4上的n＝c键与dopo上的h-p键反应，生成中间体5，之后利用中间体5上的氯原子与4-羟基苯硼酸上的羟基反应，引入硼酸基团，生成耐火防辐剂；该耐火防辐剂的分子结构上含有大量的环状结构，稳定性高，赋予其良好的耐热性能，同时引入了有机磷、有机氮以及有机硼，在三者的协同作用下，赋予了耐火防辐剂良好的耐火阻燃性能，能够避免点燃甚至能够在点燃后迅速熄灭，抑制火焰蔓延，而且硼可以吸收中子，还可以与γ射线发生作用，因此，硼原子具有能够吸收减少辐射实现抗辐射的作用，赋予耐火防辐剂良好的耐辐射性能；因此，将耐火防辐剂加入至电缆保护外套中，赋予其良好的耐辐射性能与耐火性能，而且氮化硼的添加增强了电缆保护外套力学性能，同时还能补充氮原子，进一步的提升其耐辐射性能。