一种矿物绝缘隔离型防火电缆的制作方法

本发明涉及防火电缆，具体涉及一种矿物绝缘隔离型防火电缆。

背景技术：

1、电线电缆是用于传输电能、传递信息和实现电磁化的电工类线材产品，其中的电缆材料需要保护和防止内部材料免受各种外界因素的影响，承担防火、隔离紫外光线等多种功能。

2、市面上常用的电缆材料包括聚乙烯、聚氯乙烯等材料，但是随着聚氯乙烯电缆护套料导致的环境问题愈发严重，许多企业已经严格控制和禁止生产聚氯乙烯类电缆护套，制备绿色环保、具有防火隔离紫外线功能，同时兼具优异的物理机械性能的电缆成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿物绝缘隔离型防火电缆，用于解决现有技术中制备电缆无法降解，污染环境的问题，此外提高电缆材料的防火和隔离紫外线的功能，本发明制备的电缆保持优异的机械性能，适用于高温、易燃环境下作业。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种矿物绝缘隔离型防火电缆，包括填充条、铜芯导体、耐火层、铝管挤出层、隔离层、隔氧层和护套；

3、所述填充条位于护套的内腔，铜芯导体均布在填充条的四周；耐火层包覆在铜芯导体的表面；铝管挤出层包覆在耐火层的表面，隔离层包覆在耐火层的表面，隔氧层包覆在隔离层的表面，护套包覆在隔氧层的表面；

4、所述护套材料的制备方法包括如下步骤：

5、s1、将pla-pta-peg嵌段共聚酯和氯丁橡胶共混，得到混合材料.

6、s2、将混合材料塑炼，得到塑炼后的混合料；塑炼后的混合料、硫化剂、硫化促进剂、酸改性的滑石粉混炼、光吸收剂和抗氧剂混炼，得到混炼胶；将混炼胶硫化、浇筑入热模具，冷却成型，得到护套材料。

7、pla-pta-peg嵌段共聚酯与生胶按照一定比例混合炼制，从而干扰获得分散均匀的混炼胶。混炼不仅可以使得配合剂均匀的分散于生胶中，而且可以使得胶料具有一定的可塑性。混炼后的橡胶经过硫化，使得橡胶线性大分子转化为网状大分子，从而得到具有一定形状、物理力学性能、化学稳定性以及抗老化性能的橡胶制品。

8、进一步的，所述pla-pta-peg嵌段共聚酯的制备方法包括如下步骤：

9、a1、对苯二甲酸、eg和催化剂乙二醇锑混合，得到混合物；将混合物搅拌混合，后进行酯化反应，得到酯化产物。

10、a2、在酯化产物中加入pla，进行缩聚反应，得到pla-pta-peg嵌段共聚酯。

11、进一步的，pla-pta-peg嵌段共聚酯的制备方法包括如下步骤：

12、a1、对苯二甲酸、eg和催化剂乙二醇锑混合，得到混合物；将混合物搅拌混合，后进行酯化反应，得到酯化产物。

13、a2、在酯化产物中加入pla，进行缩聚反应，得到pla-pta-peg嵌段共聚酯。

14、本发明以对苯二甲酸和eg为单体，通过酯化反应，得到高分子链的结构单元。后加入聚乳酸，通过熔融缩聚反应，制备得到嵌段共聚酯。

15、进一步的，对苯二甲酸、eg、催化剂乙二醇锑和pla混合的用量比为160g:30g:(1-2)g:(70-90)g。

16、进一步的，酯化反应的工艺条件为：氮气氛围、压力为140-150kpa、温度为240-250℃。

17、进一步的，缩聚反应的工艺条件为：反应温度为150-160℃、反应压力为30-50pa、反应时长为3-3.5h。

18、进一步的，pla-pta-peg嵌段共聚酯、氯丁橡胶、硫化剂、硫化促进剂、酸改性的滑石粉混炼、光吸收剂和抗氧剂按照重量份计

19、50-60:30:3-5:15-25:1-3:1-2组成。

20、在制备的中嵌段共聚酯-氯丁橡胶中添加各种助剂，从而对电缆材料的各种性能进行改善。酸改性的滑石粉作为补强剂，可以提高橡胶的拉断强度、撕裂强度、硬度和耐磨性等物理性能。硫化剂可以使得生胶的大分子间产生交联，形成网状结构，成为硫化胶，从而干扰使得橡胶具有高弹性等良好的物理力学性能。加入促进剂能提高硫化速度。光吸收剂可以吸收紫外光，抗氧剂可以防止混合料的氧化老化。

21、进一步的，酸改性的滑石粉的制备方法具体为：滑石粉干燥，得到干燥后的滑石粉；柠檬酸在水中混合搅拌，得到酸溶液；将干燥后的滑石粉加入到酸溶液中，搅拌、反应、抽滤、干燥，得到酸改性的滑石粉。

22、进一步的，氯丁橡胶为顺式-1,4-聚氯丁二烯、反式-1,4-聚氯丁二烯、1,2-聚氯丁二烯或3,4-聚氯丁二烯中的一种。

23、本发明具备下述有益效果：

24、1、本发明是采用对苯二甲酸和聚乙二醇为单体，制备得到聚对苯二甲酸二乙酯。聚对苯二甲酸二乙酯作为高度结晶的聚合物，使得高聚物大分子链排列整齐、密度增加，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能。为了提高聚对苯二甲酸二乙酯的可降解性，在其中嵌段共聚酯pla；由于pla是源于生物基的聚酯，能够使得后期废旧的护套料借助好氧微生物的作用，分解成小分子有机物，从而提高制备护套料的生物降解性，提高电缆材料的绿色环保性能。此外，对苯二甲酸中的苯环等极性基团的存在，有助于提高合成聚酯的生物降解性能。

25、2、本发明还以嵌段共聚酯和氯丁橡胶共同制备互穿网络聚合物，该互穿网络聚合物为防火电缆的主框架和主材料。其基本原理为采用分布法先将单体a聚合形成具有一定交联度的聚合物，然后将它置于单体b中充分溶胀，并且加入单b的引发剂、交联剂等，在适当的工艺条件下，使得单体b聚合形成交联聚合网络b，由于b均匀分布在聚合网络a中，聚合网络b形成的同时，必然会与聚合物a有一定程度的互穿，两种聚合物分子链之间不需要化学键的形成，但是可以形成一种永久的物理缠结，从而提高基础材料的整体性。其中，氯丁橡胶在燃烧过程中，可以分解释放出不燃气体hcl，从而提高材料的防火性能。

26、3、本发明还采用酸改性的滑石粉作为电缆材料的矿物成分，即制备的电缆材料的补强剂。一方面，滑石粉属于单斜晶系，具有片状结构，作为合成聚酯的成核剂，能够改善共混材料内部的结晶性能，达到增强材料韧性和强度的目的。另一方面，酸改性的滑石粉其表面极性基团的增加，滑石粉与氯丁橡胶之间相互吸附结合，存在相互作用力，进一步增强共混材料承受外界载荷的能力。

技术特征：

1.一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，包括填充条、铜芯导体、耐火层、铝管挤出层、隔离层、隔氧层和护套；

2.根据权利要求1所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述pla-pta-peg嵌段共聚酯的制备方法包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，对苯二甲酸、eg、催化剂乙二醇锑和pla混合的用量比为160g:30g:(1-2)g:(70-90)g。

4.根据权利要求2所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述酯化反应的工艺条件为：氮气氛围、压力为140-150kpa、温度为240-250℃。

5.根据权利要求2所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述缩聚反应的工艺条件为：反应温度为150-160℃、反应压力为30-50pa、反应时长为3-3.5h。

6.根据权利要求1所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述pla-pta-peg嵌段共聚酯、氯丁橡胶、硫化剂、硫化促进剂、酸改性的滑石粉混炼、光吸收剂和抗氧剂按照重量份计50-60:30:3-5:1-3:15-25:1-3:1-2组成。

7.根据权利要求6所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述酸改性的滑石粉的制备方法具体为：滑石粉干燥，得到干燥后的滑石粉；柠檬酸在水中混合搅拌，得到酸溶液；将干燥后的滑石粉加入到酸溶液中，搅拌、反应、抽滤、干燥，得到酸改性的滑石粉。

8.根据权利要求6所述的一种矿物绝缘隔离型防火电缆，其特征在于，所述氯丁橡胶为顺式-1,4-聚氯丁二烯、反式-1,4-聚氯丁二烯、1,2-聚氯丁二烯或3,4-聚氯丁二烯中的一种。

技术总结
本发明公开了一种矿物绝缘隔离型防火电缆，属于防火电缆技术领域，本发明用于解决现有技术中以聚氯乙烯为主的废弃电缆材料污染土壤、降解难，此类电缆材料易燃易氧化等问题，提出了一种可以快速降解、具有优良的紫外隔离和阻燃性能的电缆，其结构为包括填充条、铜芯导体、耐火层、铝管挤出层、隔离层、隔氧层和护套，其中的护套材料的制备方法为先后制备PLA‑PTA‑PEG嵌段共聚酯和酸改性的滑石粉，将PLA‑PTA‑PEG嵌段共聚酯和氯丁橡胶共混、塑炼，得到塑炼后的混合料，再与硫化剂、硫化促进剂、酸改性的滑石粉混炼、光吸收剂和抗氧剂混炼，得到混炼胶，将混炼胶硫化、浇筑入热模具，冷却成型，得到护套材料。

技术研发人员：张佳亮,叶小军,杨越,沙文,陈飞虎,赵彦瑞
受保护的技术使用者：华远高科电缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27