本发明属于线缆，涉及一种阻燃绝缘聚氯乙烯线缆及其制备工艺。
背景技术：
1、随着现代社会的快速发展，电力和通信在各个领域的重要性日益凸显。聚氯乙烯线缆作为电力传输和信号传输的重要载体，被广泛应用于建筑、工业、通信、交通等众多领域，随着应用场景的多样化，对高性能线缆的需求持续增长。
2、传统的聚氯乙烯线缆阻燃性和绝缘性能均有待提高。例如，传统聚氯乙烯线缆的阻燃剂分散性不佳，难以在整个线缆材料中均匀分布，导致部分区域阻燃效果不理想，且现有的阻燃剂体系在高温下的稳定性不够，随着温度升高，阻燃剂可能会分解或失去活性，无法持续发挥阻燃作用，如遇火情，线缆可能迅速燃烧并蔓延，增加火灾风险；此外，聚氯乙烯线缆在受到外力拉扯、挤压或弯曲时，容易出现变形、破损等情况，随着使用时间的增长和环境因素的影响，聚氯乙烯线缆的绝缘性能会逐渐下降，当绝缘材料承受较高电压时，容易出现局部放电现象，存在较大的安全隐患。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种阻燃绝缘聚氯乙烯线缆及其制备工艺，本发明在聚苯并咪唑包覆云母颗粒制备过程中经两次磷酸酯溶液浸渍处理，改善组分间的相容性和阻燃性能，同时制备修复微胶囊，以环氧树脂外壳保护修复剂，在外力或高温时释放聚氨酯预聚体，从而填充裂缝，有效提高线缆整体的阻燃性、绝缘性。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种阻燃绝缘聚氯乙烯线缆的制备工艺，所述制备工艺包含如下步骤：
4、(1)将聚氯乙烯树脂、聚苯并咪唑包覆云母颗粒、修复微胶囊加入高速搅拌机中混合搅拌，得到物料一；
5、(2)再往物料一中加入增塑剂、稳定剂和润滑剂，搅拌后超声处理，得到物料二；
6、(3)将物料二置于双螺杆挤出机中熔融挤出后置于辊筒开炼，得到阻燃绝缘聚氯乙烯材料；
7、(4)将阻燃绝缘材料在线芯外表面挤出，冷却，得到阻燃绝缘聚氯乙烯线缆。
8、进一步地，步骤(1)所述聚氯乙烯树脂、聚苯并咪唑包覆云母颗粒和修复微胶囊的质量比为5.7-7.1:2.1-2.6:0.9-1.3；所述聚氯乙烯树脂的分子量为180000-220000；所述高速搅拌机的参数为：搅拌温度为100-140℃，搅拌速度为1200-1800rmp，搅拌时间为20-40min。
9、进一步地，所述聚苯并咪唑包覆云母颗粒的制备方法为：
10、v1、将0.8-1.5重量份的聚苯并咪唑和4-10重量份的n,n-二甲基乙酰胺混合后，于60-80℃、100-500rmp转速下搅拌1.2-1.8h，得到聚苯并咪唑溶液；
11、v2、将平均粒径为50-70μm的云母颗粒浸渍于磷酸酯溶液中，超声30-40min，用500目滤布过滤后，无水乙醇洗涤，再于80℃烘箱中干燥3h，得到处理后的云母颗粒；
12、v3、将1.5-2.5重量份处理后的云母颗粒、6-8.2重量份的聚苯并咪唑溶液、0.3-0.8重量份的壬基酚聚氧乙烯醚溶液和0.1-0.5重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合，于80-120℃、30-70rmp转速下搅拌2-3h，得到混合料；
13、v4、将混合料浸渍于磷酸酯溶液中，超声10-20min，用500目滤布过滤后，无水乙醇洗涤，得到聚苯并咪唑包覆云母颗粒。
14、进一步地，所述磷酸酯溶液均由磷酸酯和无水乙醇按质量比0.8-1.1:9-9.5组成；步骤v3所述壬基酚聚氧乙烯醚溶液由壬基酚聚氧乙烯醚和无水乙醇按质量比2.3-3:0.4-0.8组成。
15、进一步地，所述超声步骤的参数均为：超声频率为50-60khz，超声温度为40-50℃。
16、进一步地，所述修复微胶囊的制备方法为：
17、w1、将1.8-3重量份的环氧树脂加入6-8重量份的丙酮中，再加入0.2-0.6重量份的二乙烯三胺，以50-150rmp转速搅拌1-2h，得到壳材溶液；
18、w2、将0.8-2重量份的聚氨酯预聚体加入6-12重量份的去离子水中，再加入0.016-0.04重量份的十二烷基硫酸钠，以800-2000rmp转速搅拌得到修复剂乳液；
19、w3、将1.2-1.9重量份的修复剂乳液和2.5-3.1重量份的壳材溶液混合后，在45-65℃下以1000-1500rmp转速搅拌2-3h，搅拌结束后用200目滤布过滤，去离子水洗涤，再于70℃烘箱中干燥5h，得到修复微胶囊。
20、进一步地，步骤(2)所述物料一、增塑剂、稳定剂和润滑剂的质量比为5-6:0.7-1.1:0.05-0.12:0.01-0.05；所述超声处理步骤的参数为：超声频率为50-60khz，超声温度为55-75℃，超声时间为10-20min。
21、进一步地，步骤(3)所述熔融挤出的温度为195～215℃，所述辊筒开炼的温度为175～195℃。
22、进一步地，步骤(4)所述挤出步骤的参数为：挤出温度为220-260℃，挤出速度为6-10m/min，挤出压力为7-9mpa；所述冷却步骤的参数为：冷却温度为8℃，冷却时间为6min。
23、本发明的有益效果：
24、(1)本发明的聚苯并咪唑包覆云母颗粒中的聚苯并咪唑在分子结构上具有较高的热稳定性和阻燃性，咪唑环中的氮原子可以与空气中的氧气形成氢键，抑制燃烧反应的进行，同时，在高温下聚苯并咪唑能形成一层致密的炭层，阻止热量和氧气的传递，提高线缆的阻燃性能；云母颗粒本身具有良好的绝缘性能，其分子结构中的硅氧四面体和铝氧八面体通过共用氧原子形成层状结构，能有效地阻止电流的通过，当云母颗粒被聚苯并咪唑包覆后，聚苯并咪唑的分子链可以与云母颗粒表面的羟基等基团相互作用，增强了两者之间的结合力，进一步提升了绝缘效果；此外，通过两次磷酸酯溶液浸渍处理，可能在聚苯并咪唑包覆云母颗粒表面形成均匀的涂层，且磷酸酯分子中的酯基可能与聚苯并咪唑分子中的氮原子形成氢键，或者与聚氯乙烯树脂分子链上的氯原子发生弱相互作用，从而进一步增强聚苯并咪唑包覆云母颗粒的阻燃性能和与聚氯乙烯树脂的相容性，使得聚苯并咪唑包覆云母颗粒可以均匀分散在聚氯乙烯树脂中，形成物理屏障，进而阻止热量和氧气的传递，提高线缆的阻燃性能和绝缘性能。
25、(2)本发明的修复微胶囊中的由环氧树脂所形成的坚固外壳就如同一个保护罩，将聚氨酯预聚体等修复剂严密地包裹在其中，当承受一定的外力或者高温时会释放修复剂，而聚氨酯预聚体具有良好的柔韧性，能够适应线缆在使用过程中的各种弯曲、拉伸等变形情况，当线缆出现裂缝时，聚氨酯预聚体可以流入裂缝中，并随着裂缝的形状进行填充，不会因为线缆的变形而再次开裂，同时，其粘结性可以协同十二烷基硫酸钠等使得修复剂与线缆材料紧密结合，形成牢固的连接；此外，环氧树脂中的环氧基团可以与线缆中的活性基团发生开环反应，以羟基为例，环氧基团的氧原子与羟基中的氢原子结合，同时环氧基团的碳原子与羟基所在的分子链形成新的共价键，这种作用力能够增强线缆对应力的承受能力，在拉伸或弯曲线缆时，修复部位的共价键能够有效地传递应力，避免损伤部位再次开裂；修复微胶囊中的含氮基团上的孤对电子可以攻击聚氯乙烯树脂分子链上的氯原子，使氯原子脱离分子链，同时氮原子与碳原子形成新的共价键，从而提高线缆的稳定性，从而实现较为长久的阻燃、绝缘效果。