CN108892888A - 一种阻燃电缆保护层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃电缆保护层,涉及通信材料技术领域;阻燃电缆保护层包括如下组分:氨基磺酸胍、碳纳米管、N,N'‑二环己基碳酰亚胺、六氯环三磷腈、氢氧化钠、硫脲、尼龙、聚氯乙烯、聚甘油脂肪酸酯、硬酸酸锌、棕榈蜡、三异丙醇胺、8‑羟基喹啉、铝酸钙、山梨醇、硬脂酸钙;本发明制备阻燃电缆保护层抗老化,耐高温,耐风吹日晒,绝缘防水,抗渗透,适用于电缆在室外使用,保证使用中安全性,延长使用期限,即使在外界的恶劣环境中,也可以使用的阻燃电缆保护层。
Description
技术领域:
本发明涉及通信材料领域,具体涉及一种阻燃电缆保护层。
背景技术:
电缆通常是由几根或几组导线组成。
电缆主要由以下4部分组成。①导电线心:用高电导率材料(铜或铝)制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求,每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成。②绝缘层:用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻,高的击穿电场强度,低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。电缆常以绝缘材料分类,例如油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯电缆、交联聚乙烯电缆等。③密封护套:保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘,一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护覆盖层:用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外,铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。为了避免钢带、钢丝受周围媒质的腐蚀,一般在它们外面涂以沥青或包绕浸渍黄麻层或挤压聚乙烯、聚氯乙烯套。
不同电缆的结构,其保护不尽相同,主要有绝缘层、护套层。保护层因电缆用途及材质不同,结构形式比较多。电缆保护层的作用是保护电缆免受外界杂质和水分的侵入,以及防止外力直接损坏电缆。
本发明针对电缆保护使用时,开发一种阻燃电缆保护层。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种阻燃电缆保护层,保护层抗老化,耐高温,耐风吹日晒,绝缘防水,抗渗透,适用于电缆在室外使用,保证使用中安全性,延长使用期限,即使在外界的恶劣环境中,也可以使用的阻燃电缆保护层。
使用本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种阻燃电缆保护层,包括具体技术方案如下:阻燃电缆保护层包括如下份数组分:
氨基磺酸胍6-7份、碳纳米管20-23份、N,N'-二环己基碳酰亚胺3-8份、六氯环三磷腈4-11份、氢氧化钠2-7份、硫脲1-2份、尼龙17-20份、聚氯乙烯120-130份、聚甘油脂肪酸酯0.7-4.5份、硬酸酸锌0.1-0.7份、棕榈蜡2-7份、三异丙醇胺0.5-1份、8-羟基喹啉0.5-1份、铝酸钙0.7-2份、山梨醇4.6-5份、硬脂酸钙1.5-8.5份。
一种所述的阻燃电缆保护层的制备方法,其制备方法如下:
(1)将上述碳纳米管加入到其重量80-100倍的混酸溶液中,所述的混酸是由质量比为3-4:1的96-98%的硫酸和87-90%的盐酸溶液组成,在50-60℃下超声17-20分钟,过滤,将沉淀水洗2-3次,70-76℃下真空干燥30-40分钟,得酸化碳纳米管;
(2)将上述8-羟基喹啉加入到其重量18-20倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入硬酸酸锌、硬脂酸钙、上述酸化碳纳米管重量的40-45%,送入80-86℃的水浴中,保温搅拌30-40分钟,出料,蒸馏除去乙醇,常温干燥,得改性酸化碳纳米管;
(3)取上述改性酸化碳纳米管,与氨基磺酸胍、N,N'-二环己基碳酰亚胺混合,加入到混合料重量7-8倍的N,N-二甲基甲酰胺中,超声100-120分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为120-127℃,保温反应35-40小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3-4次,置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重,得磺酸胍接枝碳纳米管;
(4)将剩余的酸化碳纳米管、六氯环三磷腈、氢氧化钠混合,加入到混合料重量60-70倍的四氢呋喃中,超声100-110分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为68-70℃,保温反应35-40小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3-4次,置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重,得环三磷腈接枝碳纳米管;
(5)将上述棕榈蜡、山梨醇混合,在60-70℃下保温搅拌10-16分钟,加入上述聚甘油脂肪酸酯,搅拌至常温,得醇乳液;
(6)取上述尼龙重量的10-16%,加入其重量20-27倍的、17-20%的甲醛溶液中,搅拌混合20-30分钟,滴加浓度为3-6mol/l的盐酸,调节pH为4-5.5,通入氮气,加热至沸腾,保持沸腾57-60分钟,出料,冷却至常温,得羟基化尼龙液;
(7)将上述铝酸钙、磺酸胍接枝碳纳米管、环三磷腈接枝碳纳米管、羟基化尼龙液混合,在87-90℃下预热4-6分钟,升高温度为155-160℃,保温搅拌3-4分钟,加入上述醇乳液,搅拌均匀,过滤,将沉淀用四氢呋喃洗涤2-3次,置于70-80℃下真空干燥30-40分钟,得尼龙改性碳纳米管;
(8)将上述尼龙改性碳纳米管与剩余各原料混合,搅拌均匀,烘干,投入螺杆挤出机熔融挤出,冷却、过筛,即得所述阻燃电缆保护层。
本发明导电布抗氧化层的优点在于:
本发明的优点是:本发明的阻燃电缆保护层具有很好的阻燃防火性能,抗老化,耐高温,耐风吹日晒,绝缘防水,抗渗透,适用于电缆在室外使用,保证使用中安全性,延长使用期限,即使在外界的恶劣环境中,也可以使用的阻燃电缆保护层;本发明先用氨基磺酸胍、氯环三磷腈分别接枝的碳纳米管预尼龙共混,经过羟基化出料后的尼龙可以与接枝后的碳纳米管有很好的相容性,也进一步提高该复合材料在成品阻燃电缆保护层中的分散性,该复合材料的阻燃机理为:当尼龙在燃烧过程中,碳纳米管在聚合物熔体表面聚集,并形成网状结构的炭层,这些网状碳层致密且几乎无孔洞,有效的防止了在燃烧时外部热量和氧气的进入,从而可以有效的降低热释放速率和质量损失速率,而接枝的氨基磺酸胍可以包覆在碳纳米管表面,其分解产物有助于碳纳米管形成更为致密的网状结构炭层,氨基磺酸胍自身分解可产生氨气,氨气又能与尼龙反应促进尼龙的降解,两者共同产生大量的氨气、水蒸气和二氧化碳等不燃气体,稀释燃烧区中的氧气和可燃气体,起到气相阻燃的效果;接枝的氯环三磷腈起到类似补丁的作用,填充碳纳米管形成的网状炭层的网孔,此外其中的氯原子燃烧过程中可以形成Cl-,并捕捉燃烧产生的自由基,从而终止燃烧过程的链式反应,提高成品材料的阻燃性能。本发明的阻燃电缆保护层表面强度高,韧性好,抗冲击强度高,耐候性强,综合性能优越。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1:
一种阻燃电缆保护层;
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种阻燃电缆保护层,包括具体技术方案如下:阻燃电缆保护层包括如下份数组分:
氨基磺酸胍6份、碳纳米管20份、N,N'-二环己基碳酰亚胺3份、六氯环三磷腈8份、氢氧化钠6份、硫脲2份、尼龙17份、聚氯乙烯120份、聚甘油脂肪酸酯0.7份、硬酸酸锌0.5份、棕榈蜡5份、三异丙醇胺0.5份、8-羟基喹啉0.5份、铝酸钙0.7份、山梨醇4.6份、硬脂酸钙5.5份。
一种所述的阻燃电缆保护层的制备方法,其制备方法如下:
(1)将上述碳纳米管加入到其重量80倍的混酸溶液中,所述的混酸是由质量比为3:1的98%的硫酸和87%的盐酸溶液组成,在50℃下超声17分钟,过滤,将沉淀水洗2次,70℃下真空干燥40分钟,得酸化碳纳米管;
(2)将上述8-羟基喹啉加入到其重量18倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入硬酸酸锌、硬脂酸钙、上述酸化碳纳米管重量的40%,送入80℃的水浴中,保温搅拌30分钟,出料,蒸馏除去乙醇,常温干燥,得改性酸化碳纳米管;
(3)取上述改性酸化碳纳米管,与氨基磺酸胍、N,N'-二环己基碳酰亚胺混合,加入到混合料重量8倍的N,N-二甲基甲酰胺中,超声100分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为120℃,保温反应35小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3次,置于70℃的烘箱中干燥至恒重,得磺酸胍接枝碳纳米管;
(4)将剩余的酸化碳纳米管、六氯环三磷腈、氢氧化钠混合,加入到混合料重量60倍的四氢呋喃中,超声100分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为68℃,保温反应35小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3次,置于70℃的烘箱中干燥至恒重,得环三磷腈接枝碳纳米管;
(5)将上述棕榈蜡、山梨醇混合,在65℃下保温搅拌10分钟,加入上述聚甘油脂肪酸酯,搅拌至常温,得醇乳液;
(6)取上述尼龙重量的10%,加入其重量20倍的、17%的甲醛溶液中,搅拌混合20分钟,滴加浓度为3mol/l的盐酸,调节pH为4.5,通入氮气,加热至沸腾,保持沸腾57分钟,出料,冷却至常温,得羟基化尼龙液;
(7)将上述铝酸钙、磺酸胍接枝碳纳米管、环三磷腈接枝碳纳米管、羟基化尼龙液混合,在87℃下预热4分钟,升高温度为155℃,保温搅拌3分钟,加入上述醇乳液,搅拌均匀,过滤,将沉淀用四氢呋喃洗涤2次,置于70℃下真空干燥30分钟,得尼龙改性碳纳米管;
(8)将上述尼龙改性碳纳米管与剩余各原料混合,搅拌均匀,烘干,投入螺杆挤出机熔融挤出,冷却、过筛,即得所述阻燃电缆保护层。
实施例2:
一种阻燃电缆保护层;
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种阻燃电缆保护层,包括具体技术方案如下:阻燃电缆保护层包括如下份数组分:
氨基磺酸胍7份、碳纳米管20份、N,N'-二环己基碳酰亚胺6份、六氯环三磷腈5份、氢氧化钠4份、硫脲2份、尼龙18份、聚氯乙烯122份、聚甘油脂肪酸酯2.5份、硬酸酸锌0.4份、棕榈蜡4.5份、三异丙醇胺0.5份、8-羟基喹啉0.5份、铝酸钙0.8份、山梨醇4.6份、硬脂酸钙4.5份。
一种所述的阻燃电缆保护层的制备方法,其制备方法如下:
(1)将上述碳纳米管加入到其重量80倍的混酸溶液中,所述的混酸是由质量比为3:1的96%的硫酸和88%的盐酸溶液组成,在60℃下超声17分钟,过滤,将沉淀水洗3次,76℃下真空干燥30分钟,得酸化碳纳米管;
(2)将上述8-羟基喹啉加入到其重量18倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入硬酸酸锌、硬脂酸钙、上述酸化碳纳米管重量的40%,送入80℃的水浴中,保温搅拌35分钟,出料,蒸馏除去乙醇,常温干燥,得改性酸化碳纳米管;
(3)取上述改性酸化碳纳米管,与氨基磺酸胍、N,N'-二环己基碳酰亚胺混合,加入到混合料重量8倍的N,N-二甲基甲酰胺中,超声110分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为122℃,保温反应35小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3次,置于75℃的烘箱中干燥至恒重,得磺酸胍接枝碳纳米管;
(4)将剩余的酸化碳纳米管、六氯环三磷腈、氢氧化钠混合,加入到混合料重量65倍的四氢呋喃中,超声100分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为68℃,保温反应35小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤4次,置于80℃的烘箱中干燥至恒重,得环三磷腈接枝碳纳米管;
(5)将上述棕榈蜡、山梨醇混合,在70℃下保温搅拌16分钟,加入上述聚甘油脂肪酸酯,搅拌至常温,得醇乳液;
(6)取上述尼龙重量的16%,加入其重量22倍的、17%的甲醛溶液中,搅拌混合22分钟,滴加浓度为4mol/l的盐酸,调节pH为4.0,通入氮气,加热至沸腾,保持沸腾57分钟,出料,冷却至常温,得羟基化尼龙液;
(7)将上述铝酸钙、磺酸胍接枝碳纳米管、环三磷腈接枝碳纳米管、羟基化尼龙液混合,在87℃下预热5分钟,升高温度为155℃,保温搅拌3分钟,加入上述醇乳液,搅拌均匀,过滤,将沉淀用四氢呋喃洗涤3次,置于80℃下真空干燥30分钟,得尼龙改性碳纳米管;
(8)将上述尼龙改性碳纳米管与剩余各原料混合,搅拌均匀,烘干,投入螺杆挤出机熔融挤出,冷却、过筛,即得所述阻燃电缆保护层。
对本发明提供的实施例中分别进行试验考察,将实施例1和实施例2制备阻燃电缆保护层进行考察,参考SJ/T9167.12-93标准,结果如表1所示;
表1阻燃电缆保护层考察项目
其中耐腐蚀性测试方法为:选用腐蚀性溶剂为:苯酚钠、氟化铬、次氯酸钠溶液、甲醛溶液一种。
由以上结果显示:本发明制备阻燃电缆保护层,保护层抗老化,耐高温,耐风吹日晒,绝缘防水,抗渗透,适用于电缆在室外使用,保证使用中安全性,延长使用期限,即使在外界的恶劣环境中,也可以使用的阻燃电缆保护层。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种阻燃电缆保护层,其特征在于:阻燃电缆保护层包括如下份数组分:
氨基磺酸胍6-7份、碳纳米管20-23份、N,N'-二环己基碳酰亚胺3-8份、六氯环三磷腈4-11份、氢氧化钠2-7份、硫脲1-2份、尼龙17-20份、聚氯乙烯120-130份、聚甘油脂肪酸酯0.7-4.5份、硬酸酸锌0.1-0.7份、棕榈蜡2-7份、三异丙醇胺0.5-1份、8-羟基喹啉0.5-1份、铝酸钙0.7-2份、山梨醇4.6-5份、硬脂酸钙1.5-8.5份。
2.根据权利要求1所述的阻燃电缆保护层,其特征在于:所述的阻燃电缆保护层的制备方法,包括如下步骤:
(1)将上述碳纳米管加入到其重量80-100倍的混酸溶液中,所述的混酸是由质量比为3-4:1的96-98%的硫酸和87-90%的盐酸溶液组成,在50-60℃下超声17-20分钟,过滤,将沉淀水洗2-3次,70-76℃下真空干燥30-40分钟,得酸化碳纳米管;
(2)将上述8-羟基喹啉加入到其重量18-20倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入硬酸酸锌、硬脂酸钙、上述酸化碳纳米管重量的40-45%,送入80-86℃的水浴中,保温搅拌30-40分钟,出料,蒸馏除去乙醇,常温干燥,得改性酸化碳纳米管;
(3)取上述改性酸化碳纳米管,与氨基磺酸胍、N,N'-二环己基碳酰亚胺混合,加入到混合料重量7-8倍的N,N-二甲基甲酰胺中,超声100-120分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为120-127℃,保温反应35-40小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3-4次,置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重,得磺酸胍接枝碳纳米管;
(4)将剩余的酸化碳纳米管、六氯环三磷腈、氢氧化钠混合,加入到混合料重量60-70倍的四氢呋喃中,超声100-110分钟,送入反应釜中,通入氮气,升高温度为68-70℃,保温反应35-40小时,出料,将产物抽滤,用丙酮洗涤3-4次,置于70-80℃的烘箱中干燥至恒重,得环三磷腈接枝碳纳米管;
(5)将上述棕榈蜡、山梨醇混合,在60-70℃下保温搅拌10-16分钟,加入上述聚甘油脂肪酸酯,搅拌至常温,得醇乳液;
(6)取上述尼龙重量的10-16%,加入其重量20-27倍的、17-20%的甲醛溶液中,搅拌混合20-30分钟,滴加浓度为3-6mol/l的盐酸,调节pH为4-5.5,通入氮气,加热至沸腾,保持沸腾57-60分钟,出料,冷却至常温,得羟基化尼龙液;
(7)将上述铝酸钙、磺酸胍接枝碳纳米管、环三磷腈接枝碳纳米管、羟基化尼龙液混合,在87-90℃下预热4-6分钟,升高温度为155-160℃,保温搅拌3-4分钟,加入上述醇乳液,搅拌均匀,过滤,将沉淀用四氢呋喃洗涤2-3次,置于70-80℃下真空干燥30-40分钟,得尼龙改性碳纳米管;
(8)将上述尼龙改性碳纳米管与剩余各原料混合,搅拌均匀,烘干,投入螺杆挤出机熔融挤出,冷却、过筛,即得所述阻燃电缆保护层。
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CN201810530039.2A Withdrawn CN108892888A (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种阻燃电缆保护层 |
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CN (1) | CN108892888A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114457585A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-05-10 | 必达福(苏州)新材料科技有限公司 | 一种生物基环保型纳米阻燃复合材料及其制备方法和应用 |
CN114657838A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-06-24 | 安徽理工大学 | 一种柔性电子发热电缆的智能节能融雪路面及制作方法 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201810530039.2A patent/CN108892888A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114457585A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-05-10 | 必达福(苏州)新材料科技有限公司 | 一种生物基环保型纳米阻燃复合材料及其制备方法和应用 |
CN114657838A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-06-24 | 安徽理工大学 | 一种柔性电子发热电缆的智能节能融雪路面及制作方法 |
CN114657838B (zh) * | 2022-04-27 | 2023-11-24 | 安徽理工大学 | 一种柔性电子发热电缆的智能节能融雪路面及制作方法 |
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