CN112002484B - 一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆 - Google Patents

一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体、绝缘层、填充层、第一护套层和第二护套层，导体外表面包覆安装有绝缘层，导体与绝缘层复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层内部，缆芯与第一护套层之间填充有填充层，第一护套层外表面复合有第二护套层；本发明第二步中将制得的第一复合材料表面抛光后浸泡在维生素C溶液中，维生素C自身具有优异的抗氧化性能，所以能够消除自由基，辐照后的超高分子量聚乙烯线性结构变为网状结构以及填充的氧化石墨烯均阻止维生素C向内部扩散，所以大量的维生素C存在制得的交联聚乙烯复合材料表面，起到润滑膜的作用，进而减小磨损，提高材料的耐磨性能。

Description

一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆
技术领域
本发明属于电缆制备技术领域，具体为一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆。
背景技术
现在交联聚乙烯电缆料已大量用于电线、电缆，由于聚乙烯本身优异的机械性能和加工性能，交联聚乙烯电缆料在电力电缆的生产中得到广泛应用。
但是由于阻燃电缆本身的特性，加入了有卤阻燃剂，机械性能因阻燃剂的加入有所下降，若阻燃剂分散性不好，更容易导致阻燃聚乙烯电缆料机械性能下降且数据不稳定。拉伸强度及断裂伸长率比未加阻燃剂前分别降低约40％和35％。
中国发明专利CN103087394A公开了一种低烟无卤阻燃电缆材料，包括以下质量百分比的各组分：EVA树脂21％-29％，PE接枝物3％-9％，无机阻燃剂60％-70％，金属氧化物1％-3％，乙烯基三甲氧基硅烷0.2％-0.5％，润滑剂1％-3％，EBS0.1％-0.3％，抗氧剂0.05％-0.5％，通过采用以上组分及其配比，得到的所述低烟无卤阻燃电缆材料具有良好的低烟阻燃效果，能够满足垂直燃烧测试的要求，可以用于替代传统的PVC电缆材料，使用更加安全。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆。
对超高分子量聚乙烯进行辐照交联会使得超高分子量聚乙烯出现残留自由基，现有技术中往往通过热处理进行消除自由基，但是热处理会导致超高分子量聚乙烯的结构发生变化，降低其耐磨性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体、绝缘层、填充层、第一护套层和第二护套层，导体外表面包覆安装有绝缘层，导体与绝缘层复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层内部，缆芯与第一护套层之间填充有填充层，第一护套层外表面复合有第二护套层；
所述第一护套层为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30-45min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30-45min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400-450r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60-65℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10％的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料。
第一步中将氧化石墨烯作为填料与超高分子量聚乙烯混合，进而能够提高超高分子量聚乙烯的耐磨性能，但是第二步中对其进行辐照交联会使得超高分子量聚乙烯出现残留自由基，现有技术中往往通过热处理进行消除自由基，但是热处理会导致超高分子量聚乙烯的结构发生变化，降低其耐磨性能，所以本发明第二步中将制得的第一复合材料表面抛光后浸泡在维生素C溶液中，维生素C自身具有优异的抗氧化性能，所以能够消除自由基，辐照后的超高分子量聚乙烯线性结构变为网状结构以及填充的氧化石墨烯均阻止维生素C向内部扩散，所以大量的维生素C存在制得的交联聚乙烯复合材料表面，起到润滑膜的作用，进而减小磨损，提高材料的耐磨性能。
进一步地，第一步中氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.1-0.2g∶100mL∶35-40g。
进一步地，所述绝缘为交联聚乙烯材料，填充层为岩棉绳。
进一步地，所述第二护套层为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10％的稀盐酸溶液，匀速搅拌30-45min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11-11.5，继续反应5-6h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散30-40min，之后在55-60℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12-13，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110-120℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85-95℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.1-0.2。
步骤S1中将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷在酸性溶液中混合，以后依次调节体系的pH，使得两者之发生反应，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷之间发生水解缩聚反应，生成中间体A，该中间体A上具有巯基，之后将中间体A加入过氧化氢水溶液中，加入氢氧化钾调节pH，过氧化氢水溶液自身的强氧化性将中间体A上的巯基氧化之后中和形成磺酸甲基，所以制得的中间体B上形成了磺酸甲基，步骤S3中将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，BOPO上具有活泼的磷氢键，与双马来酰亚胺上的双键发生加成反应，之后加入中间体B制备出一种化合物C，中间体B一方面能够作为填料提高制得的化合物C的力学性能，另一方面中间体B能够产生协同效应，中间体B在燃烧时分解出二氧化硫和水，能够促进聚烯烃降解成碳，同时产生大量二氧化碳气体提高阻燃作用。
进一步地，步骤S1中3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的10-12倍。
进一步地，第二步中控制辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体、绝缘层、填充层、第一护套层和第二护套层，导体外表面包覆安装有绝缘层，导体与绝缘层复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层内部，缆芯与第一护套层之间填充有填充层，第一护套层外表面复合有第二护套层；第一护套层为交联聚乙烯复合材料，能够赋予其优异的绝缘和耐磨性能，制备过程中第一步中将氧化石墨烯作为填料与超高分子量聚乙烯混合，进而能够提高超高分子量聚乙烯的耐磨性能，但是第二步中对其进行辐照交联会使得超高分子量聚乙烯出现残留自由基，现有技术中往往通过热处理进行消除自由基，但是热处理会导致超高分子量聚乙烯的结构发生变化，降低其耐磨性能，所以本发明第二步中将制得的第一复合材料表面抛光后浸泡在维生素C溶液中，维生素C自身具有优异的抗氧化性能，所以能够消除自由基，辐照后的超高分子量聚乙烯线性结构变为网状结构以及填充的氧化石墨烯均阻止维生素C向内部扩散，所以大量的维生素C存在制得的交联聚乙烯复合材料表面，起到润滑膜的作用，进而减小磨损，提高材料的耐磨性能；
(2)本发明中第二护套层为阻燃聚烯烃，能够赋予电缆优异的阻燃性能，制备过程中步骤S1中将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷在酸性溶液中混合，以后依次调节体系的pH，使得两者之发生反应，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷之间发生水解缩聚反应，生成中间体A，该中间体A上具有巯基，之后将中间体A加入过氧化氢水溶液中，加入氢氧化钾调节pH，过氧化氢水溶液自身的强氧化性将中间体A上的巯基氧化之后中和形成磺酸甲基，所以制得的中间体B上形成了磺酸甲基，步骤S3中将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，BOPO上具有活泼的磷氢键，与双马来酰亚胺上的双键发生加成反应，之后加入中间体B制备出一种化合物C，中间体B一方面能够作为填料提高制得的化合物C的力学性能，另一方面中间体B能够产生协同效应，中间体B在燃烧时分解出二氧化硫和水，能够促进聚烯烃降解成碳，同时产生大量二氧化碳气体提高阻燃作用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆结构示意图。
图中：1、导体；2、绝缘层；3、填充层；4、第一护套层；5、第二护套层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1
一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体1、绝缘层2、填充层3、第一护套层4和第二护套层5，导体1外表面包覆安装有绝缘层2，导体1与绝缘层2复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层4内部，缆芯与第一护套层4之间填充有填充层3，第一护套层4外表面复合有第二护套层5；
所述第一护套层4为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料，氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.1g∶100mL∶35g；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10％的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料。
第二护套层5为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10％的稀盐酸溶液，匀速搅拌30min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，继续反应5h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的10倍；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散30min，之后在55℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.1。
实施例2
一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体1、绝缘层2、填充层3、第一护套层4和第二护套层5，导体1外表面包覆安装有绝缘层2，导体1与绝缘层2复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层4内部，缆芯与第一护套层4之间填充有填充层3，第一护套层4外表面复合有第二护套层5；
所述第一护套层4为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料，氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.1g∶100mL∶36g；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10％的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料。
第二护套层5为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10％的稀盐酸溶液，匀速搅拌30min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，继续反应5h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的11倍；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散30min，之后在55℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.1。
实施例3
一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体1、绝缘层2、填充层3、第一护套层4和第二护套层5，导体1外表面包覆安装有绝缘层2，导体1与绝缘层2复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层4内部，缆芯与第一护套层4之间填充有填充层3，第一护套层4外表面复合有第二护套层5；
所述第一护套层4为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料，氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.2g∶100mL∶35g；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10％的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料。
第二护套层5为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10％的稀盐酸溶液，匀速搅拌30min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，继续反应5h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的12倍；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散30min，之后在55℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.2。
实施例4
一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，包括导体1、绝缘层2、填充层3、第一护套层4和第二护套层5，导体1外表面包覆安装有绝缘层2，导体1与绝缘层2复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层4内部，缆芯与第一护套层4之间填充有填充层3，第一护套层4外表面复合有第二护套层5；
所述第一护套层4为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料，氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.2g∶100mL∶40g；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10％的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料。
第二护套层5为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10％的稀盐酸溶液，匀速搅拌30min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝11，继续反应5h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A，3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10％的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的10-12倍；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30％的过氧化氢水溶液中，超声分散30min，之后在55℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10％的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH＝12，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.2。
对比例1
本对比例与实施例1相比，第一护套层4为交联聚乙烯材料。
对比例2
本对比例与实施例1相比，第二护套层5为聚烯烃材料。
对比例3
本对比例为市场中一种无卤阻燃防火电缆。
对实施例1-4和对比例1-3的阻燃性能、耐磨性能和拉伸强度进行检测，结果如下表所示；
Figure BDA0002642125840000131
从上表中能够看出实施例1-4的阻燃等级为V0，阿克隆磨损为0.01-0.03(cm3/1.61km)，拉伸强度为18.1-18.5MPa，对比例1-3的阻燃等级为V2-V0，阿克隆磨损为0.04-0.08(cm3/1.61km)，拉伸强度为13.8-16.2MPa，所以本发明第二步中将制得的第一复合材料表面抛光后浸泡在维生素C溶液中，维生素C自身具有优异的抗氧化性能，所以能够消除自由基，辐照后的超高分子量聚乙烯线性结构变为网状结构以及填充的氧化石墨烯均阻止维生素C向内部扩散，所以大量的维生素C存在制得的交联聚乙烯复合材料表面，起到润滑膜的作用，进而减小磨损，提高材料的耐磨性能。
请参阅图1所示，本发明一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆包括导体1、绝缘层2、填充层3、第一护套层4和第二护套层5，导体1外表面包覆安装有绝缘层2，导体1与绝缘层2复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层4内部，缆芯与第一护套层4之间填充有填充层3，第一护套层4外表面复合有第二护套层5。
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。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，其特征在于，包括导体（1）、绝缘层（2）、填充层（3）、第一护套层（4）和第二护套层（5），导体（1）外表面包覆安装有绝缘层（2），导体（1）与绝缘层（2）复合形成缆芯，若干缆芯安装在第一护套层（4）内部，缆芯与第一护套层（4）之间填充有填充层（3），第一护套层（4）外表面复合有第二护套层（5）；
所述第一护套层（4）为交联聚乙烯复合材料，所述交联聚乙烯复合材料由如下方法制成：
第一步、将氧化石墨烯加入烧杯中，加入无水乙醇并超声分散30-45min，之后加入超高分子量聚乙烯，继续超声分散30-45min，制得混合液，之后将混合液加入球磨罐中，以400-450r/min的转速球磨2h，转移至烧杯中并在60-65℃下干燥成粉末，之后转移至硫化机中以5MPa的压力预压10min，脱模，在200℃下保温2h，之后在10MPa的压力下压制30min，制得第一复合材料；
第二步、将制得的第一复合材料表面抛光，之后真空密封进行伽马射线辐照处理，将辐照后的第一复合材料放置在烧杯中，加入质量分数10%的维生素C溶液，磁力搅拌并转移至真空干燥箱中，分别在80℃下浸泡2h，100℃下浸泡4h，120℃下浸泡20h，之后取出，除去表面的维生素C，制得交联聚乙烯复合材料;
所述第二护套层（5）为阻燃聚烯烃，所述阻燃聚烯烃由如下方法制成：
步骤S1、将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷加入四口烧瓶中，以120r/min的转速匀速搅拌10min，加入质量分数10%的稀盐酸溶液，匀速搅拌30-45min，之后加入甲基三甲氧基硅烷，反应30min，之后加入质量分数10%的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH=11-11.5，继续反应5-6h，之后再次调节pH，直至体系为中性，离心，除去上清液，制得中间体A,3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量比为3∶5，质量分数10%的稀盐酸溶液的重量为3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷与甲基三甲氧基硅烷的重量和的10-12倍；
步骤S2、将中间体A加入质量分数30%的过氧化氢水溶液中，超声分散30-40min，之后在55-60℃下反应6h，制得氧化后的中间体A，之后离心，转移至去离子水中超声洗涤30min，加入质量分数10%的氢氧化钾溶液调节pH，直至pH=12-13，升温至60℃，调节pH至中性，离心，用甲醇洗涤三次，烘干，制得中间体B；
步骤S3、将BOPO和双马来酰亚胺按照1∶1的重量比混合均匀，升温至110-120℃，磁力搅拌并反应30min，之后静置1h加入步骤S2制得的中间体B，混合均匀后转移至85-95℃真空干燥箱中干燥，直至溶剂蒸发，制得化合物C，中间体B的重量为BOPO和双马来酰亚胺的重量和的三分之一；
步骤S4、将聚烯烃加入流变仪混炼器中，加热直至聚烯烃熔融，加入制得的化合物C，混合均匀后加入硫化机中压制，制得阻燃聚烯烃，控制聚烯烃和化合物C的重量比为10∶0.1-0.2。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，其特征在于，第一步中氧化石墨烯、无水乙醇和超高分子量聚乙烯的用量比为0.1-0.2g∶100mL∶35-40g。
3.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，其特征在于，所述绝缘层（2）为交联聚乙烯材料，填充层（3）为岩棉绳。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套低烟无卤阻燃电力电缆，其特征在于，第二步中控制辐照速率为0.5KGy/h，辐照剂量为100KGy。
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