CN108948565A - 一种耐拉伸高阻燃电力电缆 - Google Patents

一种耐拉伸高阻燃电力电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐拉伸高阻燃电力电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料包括：聚氯乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、木质素、季戊四醇、多聚磷酸铝、水镁石、草酸铬、氧化石墨烯、赤泥、羟基锡酸锌包覆埃洛石、纳米二氧化硅、八钼酸铵、热稳定剂、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二乙二醇单丁醚酯、六甲基二硅氮烷、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯。本发明提出的耐拉伸高阻燃电力电缆，其具有优异的耐拉伸性能和阻燃性能，且强度高，耐老化性好。

Description

一种耐拉伸高阻燃电力电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐拉伸高阻燃电力电缆。
背景技术
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线，其具有占地少、可靠性高、分布电容较大、维护工作量小和电击可能性小等优点。随着我国电线电缆行业的继续发展，人们对电力电缆的性能提出了更高的要求，现有的电力电缆存在阻燃性不是很理想，耐老化性能欠佳的缺陷，同时在某些特殊的环境中，电缆敷设安装后容易受到外界的拉伸，往往会使缆芯内导线易变形甚至易断芯，严重制约了电力电缆的使用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其具有优异的耐拉伸性能和阻燃性能，且强度高，耐老化性好。
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯200-300份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6-20份、木质素3-12份、季戊四醇9-25份、多聚磷酸铝5-12份、水镁石6-15份、草酸铬5-16份、氧化石墨烯7-14份、赤泥2-9份、羟基锡酸锌包覆埃洛石3-9份、纳米二氧化硅2-10份、八钼酸铵2-9份、热稳定剂7-25份、对苯二甲酸二辛酯1-5份、己二酸二乙二醇单丁醚酯5-14份、六甲基二硅氮烷2-9份、马来酸酐接枝聚乙烯3-12份、马来酸酐接枝聚丙烯1-3.5份。
优选地，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯；所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯加入水中，超声处理后加入二乙烯三胺，搅拌均匀后升温至80-90℃，搅拌反应35-40h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到物料A；将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和物料A混合后进行研磨，得到所述改性氧化石墨烯。
优选地，在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯、二乙烯三胺的重量比为4-8：0.1-0.5。
优选地，在改性氧化石墨烯的制备过程中，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、物料A的重量比为1：2-6。
优选地，所述赤泥为DL411铝酸酯偶联剂改性赤泥。
优选地，所述纳米二氧化硅为平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅、平均粒径为25-45nm的纳米二氧化硅、平均粒径为50-85nm的纳米二氧化硅按重量比为5-12：3-9：1-3的混合物。
优选地，所述热稳定剂为二月桂酸二正辛基锡、马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌、β-二酮、环氧大豆油中的一种或者多种的混合物。
本发明所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其护套层的原料以聚氯乙烯为主料，同时加入了乙烯-醋酸乙烯共聚物和木质素与其配合，并调节了三者的比例，使三者发挥最佳的协同作用，大幅度提高护套层的耐高温性、拉伸性能和弯曲性能；优选方式改性氧化石墨的制备过程中，首先以氧化石墨烯和二乙烯三胺为原料，通过控制反应的条件，使二乙烯三胺对氧化石墨烯进行了氮掺杂得到了物料A，将物料A与1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐研磨，从而将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐引入到了物料A的表面，得到了粒径更小的改性氧化石墨烯，将其加入体系中，在体系中分散均匀，一方面，与体系中的季戊四醇、多聚磷酸铝、水镁石、草酸铬、赤泥、羟基锡酸锌包覆埃洛石、八钼酸铵配合作用，赋予护套层优异的阻燃性、抑烟性、耐热性和耐老化性，另一方面，与体系中的草酸铬、羟基锡酸锌包覆埃洛石、纳米二氧化硅、八钼酸铵配合，赋予护套材料优异的韧性、强度和耐磨性，同时还使所得护套层更加致密，赋予护套层优异的防水性；对苯二甲酸二辛酯与己二酸二乙二醇单丁醚酯加入体系中配合作为增塑剂，具有协同作用，明显提升了护套层的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，同时进一步提高了护套层的耐热性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯300份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、木质素12份、季戊四醇9份、多聚磷酸铝12份、水镁石6份、草酸铬16份、氧化石墨烯7份、赤泥9份、羟基锡酸锌包覆埃洛石3份、纳米二氧化硅10份、八钼酸铵2份、热稳定剂25份、对苯二甲酸二辛酯1份、己二酸二乙二醇单丁醚酯14份、六甲基二硅氮烷2份、马来酸酐接枝聚乙烯12份、马来酸酐接枝聚丙烯1份。
实施例2
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯200份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、木质素3份、季戊四醇25份、多聚磷酸铝5份、水镁石15份、草酸铬5份、氧化石墨烯14份、赤泥2份、羟基锡酸锌包覆埃洛石9份、纳米二氧化硅2份、八钼酸铵9份、热稳定剂7份、对苯二甲酸二辛酯5份、己二酸二乙二醇单丁醚酯5份、六甲基二硅氮烷9份、马来酸酐接枝聚乙烯3份、马来酸酐接枝聚丙烯3.5份。
实施例3
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯280份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、木质素10份、季戊四醇12份、多聚磷酸铝11份、水镁石8份、草酸铬15份、氧化石墨烯9份、赤泥8份、羟基锡酸锌包覆埃洛石5份、纳米二氧化硅8份、八钼酸铵4份、热稳定剂21份、对苯二甲酸二辛酯2份、己二酸二乙二醇单丁醚酯12份、六甲基二硅氮烷4份、马来酸酐接枝聚乙烯11份、马来酸酐接枝聚丙烯1.6份；
其中，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯；所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯加入水中，超声处理后加入二乙烯三胺，搅拌均匀后升温至80℃，搅拌反应40h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到物料A；将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和物料A混合后进行研磨，得到所述改性氧化石墨烯；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯、二乙烯三胺的重量比为4：0.5；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、物料A的重量比为1：2；
所述赤泥为DL411铝酸酯偶联剂改性赤泥；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为20nm的纳米二氧化硅、平均粒径为25nm的纳米二氧化硅、平均粒径为85nm的纳米二氧化硅按重量比为5：9：1的混合物；
所述热稳定剂为二月桂酸二正辛基锡。
实施例4
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯210份、乙烯-醋酸乙烯共聚物19份、木质素5份、季戊四醇23份、多聚磷酸铝7份、水镁石13份、草酸铬7份、氧化石墨烯13份、赤泥4份、羟基锡酸锌包覆埃洛石8份、纳米二氧化硅4份、八钼酸铵8份、热稳定剂8份、对苯二甲酸二辛酯4份、己二酸二乙二醇单丁醚酯7份、六甲基二硅氮烷8份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、马来酸酐接枝聚丙烯3.2份；
其中，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯；所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯加入水中，超声处理后加入二乙烯三胺，搅拌均匀后升温至90℃，搅拌反应35h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到物料A；将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和物料A混合后进行研磨，得到所述改性氧化石墨烯；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯、二乙烯三胺的重量比为8：0.1；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、物料A的重量比为1：6；
所述赤泥为DL411铝酸酯偶联剂改性赤泥；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为10nm的纳米二氧化硅、平均粒径为45nm的纳米二氧化硅、平均粒径为50nm的纳米二氧化硅按重量比为12：3：3的混合物；
所述热稳定剂为马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌的混合物，且马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌的重量比为2：4：7。
实施例5
本发明提出的一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯260份、乙烯-醋酸乙烯共聚物11份、木质素7份、季戊四醇18份、多聚磷酸铝9份、水镁石12份、草酸铬10份、氧化石墨烯12份、赤泥5份、羟基锡酸锌包覆埃洛石7份、纳米二氧化硅7份、八钼酸铵6份、热稳定剂19份、对苯二甲酸二辛酯3份、己二酸二乙二醇单丁醚酯12份、六甲基二硅氮烷6份、马来酸酐接枝聚乙烯9份、马来酸酐接枝聚丙烯2.3份；
其中，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯；所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯加入水中，超声处理后加入二乙烯三胺，搅拌均匀后升温至85℃，搅拌反应38h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到物料A；将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和物料A混合后进行研磨，得到所述改性氧化石墨烯；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯、二乙烯三胺的重量比为5：0.3；
在改性氧化石墨烯的制备过程中，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、物料A的重量比为1：4；
所述赤泥为DL411铝酸酯偶联剂改性赤泥；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为15nm的纳米二氧化硅、平均粒径为30nm的纳米二氧化硅、平均粒径为70nm的纳米二氧化硅按重量比为9：5：2的混合物；
所述热稳定剂为二月桂酸二正辛基锡、马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌、β-二酮、环氧大豆油的混合物，且二月桂酸二正辛基锡、马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌、β-二酮、环氧大豆油的重量比为3：6：2：7：1：5。
对本发明实施例1-5中制备的耐拉伸高阻燃电力电缆的性能进行检测，其拉伸强度为21.9-34.7MPa，断裂伸长率为338-352％，且能通过电缆的单根垂直燃烧试验。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：聚氯乙烯200-300份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6-20份、木质素3-12份、季戊四醇9-25份、多聚磷酸铝5-12份、水镁石6-15份、草酸铬5-16份、氧化石墨烯7-14份、赤泥2-9份、羟基锡酸锌包覆埃洛石3-9份、纳米二氧化硅2-10份、八钼酸铵2-9份、热稳定剂7-25份、对苯二甲酸二辛酯1-5份、己二酸二乙二醇单丁醚酯5-14份、六甲基二硅氮烷2-9份、马来酸酐接枝聚乙烯3-12份、马来酸酐接枝聚丙烯1-3.5份。
2.根据权利要求1所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，所述氧化石墨烯为改性氧化石墨烯；所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯加入水中，超声处理后加入二乙烯三胺，搅拌均匀后升温至80-90℃，搅拌反应35-40h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到物料A；将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和物料A混合后进行研磨，得到所述改性氧化石墨烯。
3.根据权利要求2所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯、二乙烯三胺的重量比为4-8：0.1-0.5。
4.根据权利要求2或3所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，在改性氧化石墨烯的制备过程中，1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、物料A的重量比为1：2-6。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，所述赤泥为DL411铝酸酯偶联剂改性赤泥。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，所述纳米二氧化硅为平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅、平均粒径为25-45nm的纳米二氧化硅、平均粒径为50-85nm的纳米二氧化硅按重量比为5-12：3-9：1-3的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐拉伸高阻燃电力电缆，其特征在于，所述热稳定剂为二月桂酸二正辛基锡、马来酸二烷基锡、环氧油酸钙、环氧油酸锌、β-二酮、环氧大豆油中的一种或者多种的混合物。
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