防钢水溅射抗拉移动圆电缆的制作方法

本发明属于电线电缆，具体地，涉及防钢水溅射抗拉移动圆电缆。

背景技术：

1、随着时代的进步和经济建设的发展，电缆的使用越来越广泛。在一些特殊的场合，电缆的使用环境非常特殊、恶劣，要承受很大的拉力且环境温度极高，因此对电缆有一些特殊、严苛的要求，如转炉在运作过程中产生大量的钢水、钢渣，这些钢水、钢渣会不可避免地溅出、抛洒、磕碰在用于牵引的电缆上，可能造成电缆短路甚至发生火灾等现象，普通的电缆防火性能低，特别是耐钢水灼烧性能差，再加上缆车的拉伸、地面的磨损、导致电缆不同程度的损伤甚至报废，如果不从根源上及时解决电缆的问题，不仅造成经济损失、资源浪费，可能还会导致严重的事故。因此，亟待设计一种防钢水溅射抗拉移动圆电缆。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了防钢水溅射抗拉移动圆电缆。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、防钢水溅射抗拉移动圆电缆，从内到外依次设置为导体线芯、云母带、绝缘层、填充料、包带、保护套、编织层；

4、进一步地，所述导体线芯由中间的镀锌钢芯和周边的铜束线芯绞合而成。

5、进一步地，所述云母带为包覆于导体线芯外周侧面的双面合成耐火云母带。

6、进一步地，所述绝缘层为聚全氟乙丙烯绝缘层、交联聚乙烯绝缘层和丁基橡胶绝缘层中的一种或几种。

7、进一步地，所述填充料为玻璃纤维丝、芳纶丝、棉线、麻绳和聚丙烯绳中的一种或几种。

8、进一步地，所述包带为无纺布。

9、进一步地，所述保护套包括如下重量份原料：

10、聚乙烯80-100份、丁腈橡胶10-20份、增韧剂10-15份、热稳定剂5-10份、增塑剂3-10份、改性石墨烯5-8份、助剂5-8份、润滑剂3-6份、抗氧剂1-3份和引发剂0.05-0.25份；

11、进一步地，改性石墨烯通过如下步骤制备：

12、将氢溴酸加入氧化石墨烯的水悬浮液中，室温下搅拌2h，随后加入硫脲，并在80℃下反应20h，加入氢氧化钠后，将产物冷却至室温，并在尼龙膜上过滤、洗涤。过滤后的固体分散在大量的水中超声处理10min，重复三次，再分散在大量的无水乙醇中超声处理10min，重复三次，80℃真空干燥12h，得到改性石墨烯。其中，氧化石墨烯与硫脲的用量比0.3g：0.263mol。

13、用硫脲还原氧化石墨烯，可以得到巯基化的改性石墨烯。

14、进一步地，所述助剂通过如下步骤制备：

15、s1、室温、氮气保护下向棕色四口烧瓶内加入3-羟基丙酸、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪和二甲基亚砜，充分搅拌，随后缓慢加入浓硫酸，升温至120℃回流反应8h，结束后加入氯化钡、过滤，减压蒸馏，再用去离子水洗涤三次，柱层析提纯(洗脱液采用苯和丙酮的混合溶剂，苯和丙酮的体积比为9：1)、减压蒸馏，得到中间体1；3-羟基丙酸、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪、二甲基亚砜和浓硫酸的用量比为8.4ml：23.3g：120ml：2ml。

16、浓硫酸催化下，控制2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪与3-羟基丙酸的摩尔比为1.1-1.2：1，则3-羟基丙酸的羧基和2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪的氨基发生脱水缩合反应，反应过程如下所示：

17、

18、s2、室温、氮气保护下向四口烧瓶内加入中间体1、十四酸和二甲基亚砜，充分搅拌至混合均匀，随后缓慢加入浓硫酸，升温至130℃，回流反应12h，反应结束后加入碳酸钠溶液中和，减压蒸馏除去大部分溶剂，再用去离子水洗涤三次，柱层析提纯(洗脱液苯和乙酸乙酯的混合溶剂，苯和乙酸乙酯的体积比为8：2)、减压蒸馏除去洗脱液，得到中间体2。中间体1、十四酸、二甲基亚砜和浓硫酸的用量比为9.36g：8.75g：120ml：1ml。

19、浓硫酸催化下，控制中间体1与十四酸的摩尔比为1：1.1-1.2，则中间体1的氨基和十四酸的羧基发生脱水缩合反应，反应过程如下所示：

20、

21、s3、室温、氮气保护下将氯磷酸二正丁基酯、三乙胺、二甲基亚砜加入至三口烧瓶中，充分搅拌，随后缓慢加入中间体2，室温下搅拌6h，反应结束后减压蒸馏、柱层析提纯(洗脱液采用氯仿和乙醚的混合溶剂，氯仿和乙醚的体积比为9：1)、减压蒸馏，得到助剂；氯磷酸二正丁基酯、三乙胺、二甲基亚砜和中间体2的用量比为9ml：6ml：100ml：19g。

22、氯磷酸二正丁基酯和中间体2在三乙胺的作用下发生酯化反应，生成助剂，反应过程如下所示：

23、

24、本发明的助剂含有无卤阻燃元素氮、磷，加之改性石墨烯的阻燃特性，二者协同作用，共同提高保护套的阻燃性能，进而提高电缆的阻燃性能，从而可以防止钢水溅射造成火灾等严重事故的发生；助剂上含有可伸缩旋转的亚甲基长链，其可以增加保护套材料的韧性，加之增韧剂、其余添加剂和基体树脂的协同作用，大大提高了本发明保护套的抗拉性能和使用寿命，进而提高电缆的抗拉性能；助剂中含有末端碳碳双键，其可在引发剂的作用下与基体树脂以及改性石墨烯产生化学作用，进而牢固存在于保护套中，赋予保护套和电缆优异的阻燃、抗拉、耐磨特性，同时也能提高改性石墨烯的分散性，使得改性石墨烯充分发挥提升保护套和电缆机械性能、阻燃性、防静电、耐侯性和耐磨性的作用。

25、进一步地，所述引发剂为叔丁基蒽醌、乙基蒽醌、二苯甲酮、二苯甲胺和偶氮二异丁腈中的一种或几种。

26、在引发剂的作用下，改性石墨烯分子上的巯基可以和基体树脂末端的不饱和碳碳双键、助剂分子上的不饱和碳碳双键发生化学作用，从而使得改性石墨烯既能牢固结合助剂又能牢固结合基体树脂，同时自身的分散性也得到了提高，加之改性石墨烯的表面有含氧基团，而保护套添加剂中也有含氧基团，由于相似相容性，因而更进一步提高了改性石墨烯的分散性及其与保护套材料的结合力；此外，由于改性石墨烯上的巯基和双键的反应在光照和室温的条件下即可进行，因此，本发明保护套和电缆在长时间的光照和使用下会更进一步地增强助剂、改性石墨烯和基体树脂三者之间的作用力、结合力，因此保护套能长期具备优异的阻燃性、抗拉性、耐磨性和耐候性等。

27、进一步地，所述编织层是由玻璃纤维带绕包保护套、再在玻璃纤维带外部编织一层镀锌丝组成。

28、玻璃纤维带具有轻质、耐热、热容量小和导热系数低等优点；镀锌丝能有效隔绝空气和水分，具有优异的防腐性能，且镀锌丝相较于镀镍丝成本更低；因此，将玻璃纤维带和镀锌丝结合形成编织层能够有效防止钢水溅射而灼伤电缆外护套，起到保护作用。

29、本发明的有益效果：本发明电缆具备优异的阻燃性能和抗拉性能。保护套中的助剂的末端碳碳双键在引发剂的作用下与基体树脂、改性石墨烯产生化学作用，既使助剂能牢固存在于电缆中，又提高了改性石墨烯的分散性，进而二者共同作用，赋予电缆优异的阻燃、抗拉、耐磨和耐候等特性。在长时间的光照下，保护套的助剂、改性石墨烯和基体树脂间的结合力能进一步地提升，因此本发明电缆可长期具备优异、稳定的综合性能；保护套和编织层等结构组合可有效防止钢水溅射损伤本发明电缆。