CN111540521B - 一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆 - Google Patents

一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆，包括导线组，导线组外层设有玻纤加固层，玻纤加固层和导线组之间的空腔内填充阻燃填料，玻纤加固层外设有外屏蔽层，外屏蔽层外设有外保护套，外保护套内设有金属加强丝；导线组由若干股导线捻合而成，导线组轴向均匀等距设置加强架，导线包括导电芯，导电芯外设有绝缘层，绝缘层外设有内屏蔽层，内屏蔽层外设有内保护套，外保护套为改性EVA弹性体，内保护套为陶瓷化耐火硅橡胶，外屏蔽层和内屏蔽层均为PS/TGO/Cu三元复合材料。本发明通过对电缆线结构及材料的改进，提高了电缆的抗压性能、抗干扰性能及阻燃性能。

Description

一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆
技术领域
本发明涉及电信电缆技术领域，具体的是涉及一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等。随着经济的发展，需要使用电缆的场所变得多样化，对电缆用护套材料的性能指标有了更加严格和多样的要求，比如绝缘性、拉伸强度、使用温度、阻燃性能等指标均有严格的要求，不断的提高护套材料的性能，是经济和社会发展的迫切需求。
目前市场上的电缆大多的阻燃性能不佳，不能很好阻止火势的蔓延，且耐高温性也不佳，影响电缆的使用寿命。同时现有电缆抗压性不强，外部施工机械对道路进行施工作业时，会因为种种圆形而破坏道路，然后对底部的电缆进行压迫，导致电缆内部的电缆芯破损，导致信号传输的中断。且用于传输信号的电缆容易受外部信号干扰，导致信号传输不稳。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供，一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆，通过对电缆线结构及材料的改进，提高了电缆的抗压性能、抗干扰性能及阻燃性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆，包括导线组，导线组外层设有玻纤加固层，玻纤加固层和导线组之间的空腔内填充阻燃填料，玻纤加固层外设有外屏蔽层，外屏蔽层外设有外保护套，外保护套内设有金属加强丝；
导线组由若干股导线捻合而成，导线组轴向均匀等距设置加强架，导线环绕设置在加强架外，导线包括导电芯，导电芯外设有绝缘层，绝缘层外设有内屏蔽层，内屏蔽层外设有内保护套；
外保护套为改性EVA弹性体，内保护套为陶瓷化耐火硅橡胶，绝缘层为乙丙橡胶，外屏蔽层和内屏蔽层均为PS/TGO/Cu三元复合材料，阻燃填料为水镁石、菱镁石、斜方云石、水滑石、蒙脱土和硅藻土的一种或几种混合。
优选地，改性EVA弹性体包括以下重量份原料：
聚氨酯树脂15-25份
三元乙丙橡胶5-15份
乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份
马来酸酐15-20份
引发剂1-5份
膨胀阻燃剂15-20份
协效阻燃剂5-10份
抗氧化剂2-5份
润滑剂3-5份；
改性EVA弹性体制备方法包括以下步骤：
S1、将马来酸酐和引发剂加入丙酮中溶解，再加入乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合，然后蒸发溶剂得到组分A，将组分A加入混合器中加热至160-170℃，以40-70r/min转速搅拌，反应8-10min得到组分B；
S2、将聚氨酯树脂、三元乙丙橡胶、组分B加入100-120℃开炼机中开炼10-20min，混合均匀后加入膨胀阻燃剂、协效阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂继续开炼5-10min得混炼胶；
S3、将步骤S2中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为160-170℃、压力为4-6MPa的条件下硫化15-30min，然后同压冷却得到改性EVA弹性体。
优选地，膨胀阻燃剂由1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯和聚磷酸胺按照质量比3：1-3混合，所述协效阻燃剂为聚氨酯、膨胀石墨、二乙基次磷酸铝和有机蒙脱土的一种或几种混合。
优选地，引发剂为过氧化二异丙苯和苯乙烯按质量比1：8-10混合，所述抗氧化剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164中的一种或几种混合，所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钙。
优选地，陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：
氟硅橡胶40-60份
瓷化材料20-35份
助熔剂10-20份
硫化剂3-5份
气相白炭黑5-10份
羟基硅油1-5份
Pt负载聚磷睛微球15-20份；
陶瓷化耐火硅橡胶制备方法包括以下步骤：
A、将氟硅橡胶在双辊上包辊，加入气相白炭黑和羟基硅油，混炼10-15min，再加入瓷化材料和Pt负载聚磷睛微球混合均匀后继续混炼10-15min，最后加入硫化剂混炼5-8min，得到混炼胶；
B、将步骤A中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为140-160℃、压力为25-30MPa的条件下硫化15-30min，得到陶瓷化耐火硅橡胶。
优选地，磁化材料为云母粉、高岭土、蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙的一种或几种混合。
优选地，助融剂为低熔点玻璃粉、氧化硼和硼酸锌的一种或几种混合，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，4-二氯苯甲酰和过氧化二异丙苯的一种。
优选地，Pt负载聚磷腈微球的制备方法包括以下步骤：
(1)将六氯环三磷腈、4，4-二羟基二苯碱加入乙腈中超声混合10-20min，再加入三乙胺继续超声处理，控制反应温度为40-45℃反应4-5h，反应完成后离心过滤，滤渣用乙腈和去离子水洗涤1-3次后烘干，得到聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球；
(2)将步骤(1)制得的聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球加入乙二醇的水溶液中超声分散20-30min，然后加入氯铂酸水溶液搅拌均匀，于120-140℃条件下搅拌反应3-5h，反应完成后离心过滤，滤渣用去离子水洗涤1-3次后烘干，得到Pt负载聚磷腈微球。
优选地，PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：
聚苯乙烯50-70份
石墨烯15-30份
硫酸铜5-10份
水合肼3-5份
氨水3-5份；
PS/TGO/Cu三元复合材料的制备方法包括以下步骤：
a、将石墨烯的粉末置于1000-1100℃的马弗炉中处理20-30s后迅速取出冷却，得到膨胀的絮状的氧化石墨烯TGO，然后将氧化石墨烯TGO加入去离子水中超声分散得到TGO溶液；
b、将水合肼进入去离子水中，然后加入硫酸铜溶液和氨水溶液，升高温度至70-90℃保温3-5h，然后加入步骤a中制得的TGO溶液超声分散1-2h，经冷却、抽滤得TGO/Au材料；
c、将聚苯乙烯和步骤b中制得的TGO/Au加入混炼机中，加热至110-120℃混炼30-50min，得到PS/TGO/Cu三元复合材料。
本发明还公开了一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆的生产工艺，包括以下步骤：
(Ⅰ)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导电芯，再在导电芯外依次挤包涂覆绝缘层、内屏蔽层和内保护套制得导线；
(Ⅱ)将若干股导线捻合，捻合时均匀等距设置加强架，制得导线组；
(Ⅲ)将阻燃填料置于恒温干燥箱中烘干至恒重，采用玻璃纤维对导线组进行绕包，同时将阻燃填料填充在导线组和玻纤加固层之间的空腔；
(Ⅳ)在玻纤加固层外依次挤包涂覆外屏蔽层和外保护套，挤包外保护套时采用金属丝镶嵌，制成所述抗压抗干扰阻燃型复合电缆。
本发明的有益效果：
1、本发明导线组由若干股导线捻合而成，导线组轴向均匀等距设置加强架，导线组外设置玻纤加固层，外保护套内设有金属加强丝，显著增强了电缆线的抗压性能，同时加强架对导线进行固定，可以防止电缆线剪断时内部导线松散，便于电缆线的安装；
2、本发明在导电芯外设有内屏蔽层，在导线组外设有外屏蔽层，可以有效防止导电芯之间的信号干扰以及电缆线外部的信号干扰；其中内屏蔽层和外屏蔽层由聚苯乙烯为基体，采用熔融共混的方法制得PS/TGO/Cu三元复合材料，变现出良好的导电性，复合材料的电磁屏蔽性能与电导率呈正相关，电导率越高，材料的屏蔽效果越好，因此PS/TGO/Cu三元复合材料具有优异的信屏蔽效果。
3、本发明导电芯外设有内保护套，在导线组外设有外保护套，导线组和玻纤加固层之间填充阻燃填料，有效提高量电缆线的阻燃耐高温性能。内保护套采用氟硅橡胶为基体添加瓷化材料和Pt负载聚磷睛微球制得陶瓷化硅橡胶，当硅橡胶复合材料外部环境温度升高到一定值时，复合材料基体中的助熔剂开始逐渐融化形成流动性液体，填充在成瓷填料与硅橡胶生成的SiO2之间，起到连接性“桥梁”的作用，最后冷却后形成陶瓷结构，提高了硅橡胶体系的热稳定性和阻燃性能，在硅橡胶中添加过渡金属Pt，通过在固相中促进交联和捕捉活性自由基，可以起到对硅橡胶催化成炭和促进陶瓷化的作用。外保护套采用乙烯-醋酸乙烯共聚物与马来酸酐熔融接枝，然后与聚氨酯树脂和三元乙丙橡胶共混制得改性EVA弹性体，极大改善量EVA弹性体的综合性能，拉伸强度、断裂生长率均明显提高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明抗压抗干扰阻燃型复合电缆的结构示意图；
图2是本发明抗压抗干扰阻燃型复合电缆的断面结构示意图；
图3是本发明导线的断面结构示意图。
图中：
1-导线组，2-玻纤加固层，3-阻燃填料，4-外屏蔽层，5-外保护套，6-金属加强丝，7-导线，8-加强架，9-导电芯，10-绝缘层，11-内屏蔽层，12-内保护套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-3所示，一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆，包括导线组1，导线组1外层设有玻纤加固层2，玻纤加固层2和导线组1之间的空腔内填充阻燃填料3，玻纤加固层2外设有外屏蔽层4，外屏蔽层4外设有外保护套5，外保护套5内设有金属加强丝6；
导线组1由若干股导线7捻合而成，导线组1轴向均匀等距设置加强架8，导线7环绕设置在加强架8外，导线7包括导电芯9，导电芯9外设有绝缘层10，绝缘层10外设有内屏蔽层11，内屏蔽层11外设有内保护套12。
外保护套5为改性EVA弹性体，内保护套12为陶瓷化耐火硅橡胶，绝缘层10为乙丙橡胶，外屏蔽层4和内屏蔽层11均为PS/TGO/Cu三元复合材料，阻燃填料3为水镁石、菱镁石、斜方云石、水滑石、蒙脱土和硅藻土的一种或几种混合。
一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆的生产工艺，包括以下步骤：
(Ⅰ)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导电芯，再在导电芯外依次挤包涂覆绝缘层、内屏蔽层和内保护套制得导线；
(Ⅱ)将若干股导线捻合，捻合时均匀等距设置加强架，制得导线组；
(Ⅲ)将阻燃填料置于恒温干燥箱中烘干至恒重，采用玻璃纤维对导线组进行绕包，同时将阻燃填料填充在导线组和玻纤加固层之间的空腔；
(Ⅳ)在玻纤加固层外依次挤包涂覆外屏蔽层和外保护套，挤包外保护套时采用金属丝镶嵌，制成所述抗压抗干扰阻燃型复合电缆。
实施例1
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂20份，三元乙丙橡胶12份，乙烯-醋酸乙烯共聚物35份，马来酸酐18份，过氧化二异丙苯1份、苯乙烯3份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯12份，聚磷酸胺4份，聚氨酯2份，有机蒙脱土5份，抗氧剂BHT2份，聚乙烯蜡3份；其制备方法包括以下步骤：
S1、将马来酸酐和引发剂加入丙酮中溶解，再加入乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合，然后蒸发溶剂得到组分A，将组分A加入混合器中加热至165℃，以60r/min转速搅拌，反应10min得到组分B；
S2、将聚氨酯树脂、三元乙丙橡胶、组分B加入110℃开炼机中开炼15min，混合均匀后加入膨胀阻燃剂、协效阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂继续开炼10min得混炼胶；
S3、将步骤S2中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为160℃、压力为5MPa的条件下硫化20min，然后同压冷却得到改性EVA弹性体。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶50份，云母粉10份，氢氧化铝10份，低熔点玻璃粉10份，硼酸锌5份，2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷3份，气相白炭黑5份，羟基硅油2份，Pt负载聚磷睛微球15份；其制备方法包括以下步骤：
A、将氟硅橡胶在双辊上包辊，加入气相白炭黑和羟基硅油，混炼10min，再加入瓷化材料和Pt负载聚磷睛微球混合均匀后继续混炼5min，最后加入硫化剂混炼5min，得到混炼胶；
B、将步骤A中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为150℃、压力为25MPa的条件下硫化30min，得到陶瓷化耐火硅橡胶。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法包括以下步骤：
(1)将六氯环三磷腈、4，4-二羟基二苯碱加入乙腈中超声混合15min，再加入三乙胺继续超声处理，控制反应温度为40℃反应5h，反应完成后离心过滤，滤渣用乙腈和去离子水洗涤3次后烘干，得到聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球；
(2)将步骤(1)制得的聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球加入乙二醇的水溶液中超声分散20min，然后加入氯铂酸水溶液搅拌均匀，于120℃条件下搅拌反应3h，反应完成后离心过滤，滤渣用去离子水洗涤3次后烘干，得到Pt负载聚磷腈微球。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯50-70份，石墨烯15-30份，硫酸铜5-10份，水合肼3-5份，氨水3-5份；其制备方法包括以下步骤：
a、将石墨烯的粉末置于1000-1100℃的马弗炉中处理20-30s后迅速取出冷却，得到膨胀的絮状的氧化石墨烯TGO，然后将氧化石墨烯TGO加入去离子水中超声分散得到TGO溶液；
b、将水合肼进入去离子水中，然后加入硫酸铜溶液和氨水溶液，升高温度至70-90℃保温3-5h，然后加入步骤a中制得的TGO溶液超声分散1-2h，经冷却、抽滤得TGO/Au材料；
c、将聚苯乙烯和步骤b中制得的TGO/Au加入混炼机中，加热至110-120℃混炼30-50min，得到PS/TGO/Cu三元复合材料。
实施例2
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂25份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物35份，马来酸酐20份，过氧化二异丙苯0.5份，苯乙烯2份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯10份，聚磷酸胺10份，膨胀石墨5份，二乙基次磷酸铝5份，抗氧剂10103份，聚乙烯蜡5份；其制备方法同实施例1。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶40份，云母粉10份，高岭土5份，氢氧化铝5份，低熔点玻璃粉10份，氧化硼5份，2，4-二氯苯甲酰5份，气相白炭黑8份，羟基硅油2份，Pt负载聚磷睛微球20份；其制备方法同实施例1。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法同实施例1。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯55份，石墨烯25份，硫酸铜10份，水合肼5份，氨水5份；其制备方法同实施例1。
实施例3
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂20份，三元乙丙橡胶15份，乙烯-醋酸乙烯共聚物40份，马来酸酐15份，过氧化二异丙苯0.5份，苯乙烯3份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯10份，聚磷酸胺10份，有机蒙脱土8份，抗氧剂CA2份、抗氧剂1642份，硬脂酸钙3份；其制备方法同实施例1。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶60份，云母粉10份、氢氧化铝5份，碳酸钙15份，低熔点玻璃粉15份，过氧化二异丙苯3份，气相白炭黑5份，羟基硅油1份，Pt负载聚磷睛微球15份；其制备方法同实施例1。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法同实施例1。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯50份，石墨烯15份，硫酸铜10份，水合肼3份，氨水5份；其制备方法同实施例1。
实施例4
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂18份，三元乙丙橡胶12份，乙烯-醋酸乙烯共聚物35份，马来酸酐15份，过氧化二异丙苯2份，苯乙烯2份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯15份，聚磷酸胺5份，二乙基次磷酸铝3份，有机蒙脱土5份，抗氧剂BHT2份、抗氧剂10103份，聚乙烯蜡3份；其制备方法同实施例1。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶40份，云母粉10份，碳酸钙15份，低熔点玻璃粉20份，过氧化二异丙苯3份，气相白炭黑5份，羟基硅油1份，Pt负载聚磷睛微球18份；其制备方法同实施例1。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法同实施例1。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯60份，石墨烯20份，硫酸铜10份，水合肼4份，氨水3份；其制备方法同实施例1。
实施例5
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂20份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物40份，马来酸酐20份，过氧化二异丙苯1份，苯乙烯2份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯15份，聚磷酸胺5份，膨胀石墨2份，二乙基次磷酸铝3份，有机蒙脱土5份，抗氧剂BHT2份，抗氧剂CA2份，聚乙烯蜡5份；其制备方法同实施例1。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶60份，高岭土5份，蒙脱土5份，氢氧化镁10份，氧化硼5份，硼酸锌10份，2，4-二氯苯甲酰5份，气相白炭黑10份，羟基硅油5份，Pt负载聚磷睛微球20份；其制备方法同实施例1。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法同实施例1。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯60份，石墨烯15份，硫酸铜10份，水合肼3份，氨水3份；其制备方法同实施例1。
实施例6
改性EVA弹性体包括以下重量份原料：聚氨酯树脂20份，三元乙丙橡胶10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，马来酸酐20份，过氧化二异丙苯0.5份，苯乙烯4份，1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯10份，聚磷酸胺10份，聚氨酯5份，膨胀石墨5份，抗氧剂10101份、抗氧剂1642份，硬脂酸钙5份；其制备方法同实施例1。
陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：氟硅橡胶45份，氢氧化镁5份，氢氧化铝5份，碳酸钙10份，低熔点玻璃粉15份，2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷2份，过氧化二异丙苯3份，气相白炭黑8份，羟基硅油2份，Pt负载聚磷睛微球15份；其制备方法同实施例1。
Pt负载聚磷腈微球的制备方法同实施例1。
PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：聚苯乙烯70份，石墨烯30份，硫酸铜10份，水合肼5份，氨水5份；其制备方法同实施例1。
性能检测
一、检测项目及方法
1、力学性能测试
采用电子万能试验机对实施例1-6制备的改性EVA弹性体和陶瓷化耐火硅橡胶的拉伸强度进行表征。实验前将材料剪成10mm×30mm的样条，固定在含有10×20mm矩形空洞的坐标纸上。测试过程中，将该样品夹在夹具上，留出中间20mm的空间，用剪刀剪断纤维两侧的坐标纸，开始拉伸实验，拉伸过程中的速率为10mm/min。实验结束后得到材料的最大拉伸断裂力F，根据公式(Ⅰ)计算材料的拉伸强。
σ＝F/S (Ⅰ)
式中：σ-材料拉伸强度(GPa)；
F-材料断裂时最大拉伸强力(N)；
S-材料截面积(m2)。
2、阻燃性能测试
采用水平垂直燃烧仪进行UL-94测试，UL-94测试按照GB/T2048-1996标准。试样的规格为(125±5)mm×(13.0±0.3)mm×(3.0±0.2)mm。将被测试样夹好，并在燃烧箱底部平铺一部分脱脂棉，试样下端高出水平棉层(300±10)mm，在距试样150mm处点燃本生灯，调节火焰高度为(20±2)mm，火焰呈蓝色。将本生灯中心置于试样下端(10±1)mm，本生灯的火焰需对准试样中心位置后，立即开始计时，当对试样施加火焰(10±0.5)s后移开火焰，记录试样余焰时间t1，试样余焰熄灭后，立即按上述方法施加火焰(10±0.5)s，分别记录试样余焰时间t2和余晖时间t3。
UL-94测试材料的燃烧性可分为三个等级，分别为V-0，V-1，V-2，聚合物材料燃烧行为的具体判定方法如表1-1所示：
表1-1 UL-94垂直燃烧实验分级标准
Figure BDA0002488753100000131
Figure BDA0002488753100000141
3、导电性及电磁屏蔽性测试
采用四探针测试仪测定实施例1-6制备的PS/TGO/Cu三元复合材料的电导率，从而测定材料的导电情况及弯折情况下电导率的保持情况。测试前将四探针测定仪的探针轻触在样品表面，使四探针的所有针尖同样品薄膜有良好的接触，通过调节测量电流I得到测量电压U，根据公式(Ⅱ)计算材料的电导率。
Figure BDA0002488753100000142
式中：σ-薄膜材料电导率(S/m)；
d-薄膜材料厚度(m)；
I-流经薄膜材料的电流(A)；
V一电流流经材料产生的电压(V)。
采用AgilentE4440A分析仪测定实施例1-6制备的PS/TGO/Cu三元复合材料的电磁屏蔽性能。首先将试样裁成12mm的正方形测试块，夹持在测试仪的夹具上，通过调节测试频率测定PIPD/Au复合材料在不同频率下的电磁屏蔽效能。
二、数据与结果
1、力学性能测试结果如下表2-1所示：
表2-1改性EVA弹性体和陶瓷化耐火硅橡胶的拉伸强度(GPa)
Figure BDA0002488753100000143
Figure BDA0002488753100000151
由表2-1可以看出本发明制得的EVA弹性体的胶拉伸强度可达24.2GPa，陶瓷化耐火硅橡的拉伸强度可达26.5GPa，均具有较强的抗拉伸性能。
2、阻燃性能测试结果如下表2-2所示：
表2-2改性EVA弹性体和陶瓷化耐火硅橡胶的UL-94等级
组别 EVA弹性体 陶瓷化耐火硅橡胶
实施例1 V-0 V-0
实施例2 V-1 V-0
实施例3 V-0 V-0
实施例4 V-0 V-0
实施例5 V-0 V-0
实施例6 V-0 V-0
由表2-2可以看出本发明制得的EVA弹性体和陶瓷化耐火硅橡胶UL-94垂直燃烧实验可达V-0级，具有较强的耐燃烧性能。
3、导电性及电磁屏蔽性测试结果如下表2-3和表2-4所示
表2-3不同弯曲次数下的PS/TGO/Cu三元复合材料的导电率(S/m)
Figure BDA0002488753100000152
表2-4不同频率下PS/TGO/Cu三元复合材料的电磁屏蔽效能(dB)
Figure BDA0002488753100000153
Figure BDA0002488753100000161
由表2-3和表2-4可以看出本发明由聚苯乙烯为基体，采用熔融共混的方法制得PS/TGO/Cu三元复合材料，变现出良好的导电性，弯曲次数1000次电导率无明显下降，在不同频率下都有较好的电磁屏蔽效能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、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。

Claims (7)

1.一种抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，包括导线组，所述导线组外层设有玻纤加固层，所述玻纤加固层和导线组之间的空腔内填充阻燃填料，所述玻纤加固层外设有外屏蔽层，所述外屏蔽层外设有外保护套，所述外保护套内设有金属加强丝；
所述导线组由若干股导线捻合而成，所述导线组轴向均匀等距设置加强架，所述导线环绕设置在加强架外，所述导线包括导电芯，所述导电芯外设有绝缘层，所述绝缘层外设有内屏蔽层，所述内屏蔽层外设有内保护套；
所述外保护套为改性EVA弹性体，所述内保护套为陶瓷化耐火硅橡胶，所述绝缘层为乙丙橡胶，所述外屏蔽层和内屏蔽层均为PS/TGO/Cu三元复合材料，所述阻燃填料为水镁石、菱镁石、斜方云石、水滑石、蒙脱土和硅藻土的一种或几种混合；
所述陶瓷化耐火硅橡胶包括以下重量份原料：
氟硅橡胶40-60份
瓷化材料20-35份
助熔剂10-20份
硫化剂3-5份
气相白炭黑5-10份
羟基硅油1-5份
Pt负载聚磷睛微球15-20份；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法包括以下步骤：
A、将氟硅橡胶在双辊上包辊，加入气相白炭黑和羟基硅油，混炼10-15min，再加入瓷化材料和Pt负载聚磷睛微球混合均匀后继续混炼10-15min，最后加入硫化剂混炼5-8min，得到混炼胶；
B、将步骤A中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为140-160℃、压力为25-30MPa的条件下硫化15-30min，得到陶瓷化耐火硅橡胶；
所述Pt负载聚磷腈微球的制备方法包括以下步骤：
(1)将六氯环三磷腈、4，4-二羟基二苯碱加入乙腈中超声混合10-20min，再加入三乙胺继续超声处理，控制反应温度为40-45℃反应4-5h，反应完成后离心过滤，滤渣用乙腈和去离子水洗涤1-3次后烘干，得到聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球；
(2)将步骤(1)制得的聚环三磷睛-二羟基二苯佩微球加入乙二醇的水溶液中超声分散20-30min，然后加入氯铂酸水溶液搅拌均匀，于120-140℃条件下搅拌反应3-5h，反应完成后离心过滤，滤渣用去离子水洗涤1-3次后烘干，得到Pt负载聚磷腈微球；
所述PS/TGO/Cu三元复合材料包括以下重量份原料：
聚苯乙烯50-70份
石墨烯15-30份
硫酸铜5-10份
水合肼3-5份
氨水3-5份；
所述PS/TGO/Cu三元复合材料的制备方法包括以下步骤：
a、将石墨烯的粉末置于1000-1100℃的马弗炉中处理20-30s后迅速取出冷却，得到膨胀的絮状的氧化石墨烯TGO，然后将氧化石墨烯TGO加入去离子水中超声分散得到TGO溶液；
b、将水合肼进入去离子水中，然后加入硫酸铜溶液和氨水溶液，升高温度至70-90℃保温3-5h，然后加入步骤a中制得的TGO溶液超声分散1-2h，经冷却、抽滤得TGO/Au材料；
c、将聚苯乙烯和步骤b中制得的TGO/Au加入混炼机中，加热至110-120℃混炼30-50min，得到PS/TGO/Cu三元复合材料。
2.根据权利要求1所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，所述改性EVA弹性体包括以下重量份原料：
聚氨酯树脂15-25份
三元乙丙橡胶5-15份
乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份
马来酸酐15-20份
引发剂1-5份
膨胀阻燃剂15-20份
协效阻燃剂5-10份
抗氧化剂2-5份
润滑剂3-5份；
所述改性EVA弹性体制备方法包括以下步骤：
S1、将马来酸酐和引发剂加入丙酮中溶解，再加入乙烯-醋酸乙烯共聚物充分混合，然后蒸发溶剂得到组分A，将组分A加入混合器中加热至160-170℃，以40-70r/min转速搅拌，反应8-10min得到组分B；
S2、将聚氨酯树脂、三元乙丙橡胶、组分B加入100-120℃开炼机中开炼10-20min，混合均匀后加入膨胀阻燃剂、协效阻燃剂、抗氧化剂和润滑剂继续开炼5-10min得混炼胶；
S3、将步骤S2中制得的混炼胶加入平板硫化机中，在温度为160-170℃、压力为4-6MPa的条件下硫化15-30min，然后同压冷却得到改性EVA弹性体。
3.根据权利要求2所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，所述膨胀阻燃剂由1，3，5-三羟乙基异氰尿酸酯和聚磷酸胺按照质量比3：1-3混合，所述协效阻燃剂为聚氨酯、膨胀石墨、二乙基次磷酸铝和有机蒙脱土的一种或几种混合。
4.根据权利要求2所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯和苯乙烯按质量比1：8-10混合，所述抗氧化剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164中的一种或几种混合，所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钙。
5.根据权利要求1所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，所述瓷化材料为云母粉、高岭土、蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙的一种或几种混合。
6.根据权利要求1所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆，其特征在于，所述助熔剂为低熔点玻璃粉、氧化硼和硼酸锌的一种或几种混合，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，4-二氯苯甲酰和过氧化二异丙苯的一种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的抗压抗干扰阻燃型复合电缆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(Ⅰ)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导电芯，再在导电芯外依次挤包涂覆绝缘层、内屏蔽层和内保护套制得导线；
(Ⅱ)将若干股导线捻合，捻合时均匀等距设置加强架，制得导线组；
(Ⅲ)将阻燃填料置于恒温干燥箱中烘干至恒重，采用玻璃纤维对导线组进行绕包，同时将阻燃填料填充在导线组和玻纤加固层之间的空腔；
(Ⅳ)在玻纤加固层外依次挤包涂覆外屏蔽层和外保护套，挤包外保护套时采用金属丝镶嵌，制成所述抗压抗干扰阻燃型复合电缆。
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