CN113793724B - 一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆 - Google Patents

一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，属于电缆技术领域，该电缆包括铜导体，铜导体外表面包覆有交联聚乙烯绝缘层，铜导体和交联聚乙烯绝缘层形成缆芯，七根缆芯为一组，一组缆芯的外层用聚酯带缠绕形成绕包聚酯带层，绕包聚酯带层外层包覆有铜丝编织层，铜丝编织层外表面包覆有防鼠蚁阻燃聚烯烃护套；防鼠蚁阻燃聚烯烃护套由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制成，在制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料的过程中加入了一种防鼠防蚁剂；本发明制得的防鼠防蚁剂中的防鼠蚁组分为正壬酸香草酰胺类防鼠防蚁剂，属于合成辣素，与现有技术中的区别是，该防鼠防蚁剂不仅可以起到防鼠蚁的作用，还具有一定的阻燃作用。

Description

一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体地，涉及一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆。
背景技术
鼠蚁破坏是危害电缆的主要危害之一，由此产生的事故造成巨大的经济损失。目前电缆产品所采取的防鼠蚁方法主要有化学法和物理法两种；化学法是在电缆护套料中添加化学药品，以毒性原理毒杀鼠蚁；物理法是采用硬度较高的材料制作电缆护套，以硬度防止鼠蚁破坏。鼠蚁啃咬会造成电缆进水或受潮，引起停电、严重短路、火灾等事故；而且，一旦发生火灾将可能释放大量有毒烟气，给消防处置和人员逃生带来巨大威胁，为此，开发一种防鼠蚁电缆，具有优良的防鼠蚁功能，能够保护电缆不受鼠蚁啃咬，同时对环境无污染，对人畜无害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，解决了现有技术中存在的问题。
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环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，包括铜导体，铜导体外表面包覆有交联聚乙烯绝缘层，铜导体和交联聚乙烯绝缘层形成缆芯，七根缆芯为一组，一组缆芯的外层用聚酯带缠绕形成绕包聚酯带层，绕包聚酯带层外层包覆有铜丝编织层，铜丝编织层外表面包覆有防鼠蚁阻燃聚烯烃护套。
防鼠蚁阻燃聚烯烃护套由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制得；
防鼠蚁阻燃聚烯烃材料包括如下重量份原料：
乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂20-30份、线性低密度聚乙烯70-80份、硅藻土15-20份、炭黑28-30份、硬脂酸锌2-2.2份、阻燃剂50-60份、防鼠防蚁剂6-10份、抗氧剂0.9-1份、紫外线吸收剂0.5-0.6份；
该防鼠防蚁剂通过如下步骤制备：
将防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷加入十二烷基三甲基溴化铵水溶液中，搅拌20min，加入氨水中，在30℃条件下，搅拌24h，搅拌后升温至50℃，继续搅拌3h，然后在转速为5000r/min条件下离心10min，离心结束后，用蒸馏水洗涤，洗涤结束后，在30℃条件下干燥至恒重，得到防鼠防蚁剂。该过程为通过乳化法制备二氧化硅微球对防鼠蚁组分进行“负载”，提高防鼠蚁组分的稳定性；另外二氧化硅对材料的阻燃效果不会产生负面的影响。
进一步地，十二烷基三甲基溴化铵水溶液的质量分数为1％；氨水的pH值为11；防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷的用量比为1g：5mL；四乙氧基硅烷、十二烷基三甲基溴化铵水溶液、氨水的用量体积比为1：6：20。
进一步地，防鼠蚁组分通过如下步骤制备：
步骤S11、将亚磷酸二甲酯、四氯化碳和四氢呋喃混合，在0℃条件下，加入三乙胺和乙二醇胺，加完后在温度为20℃条件下，搅拌反应11h，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤液减压浓缩除去溶剂，得到中间体1；
步骤S12、中间体1和去离子水混合，用氢氧化钠调节pH值为8，然后加入辛烯基琥珀酸酐溶液，在温度为35℃条件下，搅拌反应3h，反应结束后，用1mol/L的盐酸溶液终止反应，用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，有机相减压浓缩，除去溶剂，得到中间体2；
步骤S13、将中间体2和氯化亚砜混合，在温度为20℃条件下搅拌反应8h，然后加热至100℃搅拌反应30min，反应结束后，冷却至室温，减压浓缩除去过量的氯化亚砜，得到添加剂；中间体1中的羟基和酸酐化合物反应引入羧基，羧基和二氯亚砜反应，引入酰氯基团，得到添加剂；
步骤S14、将香草胺和乙酸乙酯混合，在氮气保护条件下加入添加剂，在20℃条件下搅拌反应2h，然后升温至40℃，搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温，减压抽滤，滤液用无水硫酸镁干燥后，减压蒸馏除去溶剂，得到防鼠蚁组分。添加剂中的酰氯基团和香草胺中的氨基反应，得到防鼠蚁组分。
进一步地，步骤S11中亚磷酸二甲酯、四氯化碳、四氢呋喃、三乙胺和乙二醇胺的用量摩尔比为1：1：1：1：1；步骤S12中中间体1和去离子水的用量比为1g：10mL，辛烯基琥珀酸酐溶液为辛烯基琥珀酸酐和异丙醇按照质量比1：5混合而成；中间体1和辛烯基琥珀酸酐的用量质量比为1：2.2；步骤S13中中间体2和氯化亚砜的质量比为1：3；步骤S14中香草胺和乙酸乙酯的用量比为1g：20mL；香草胺和添加剂的用量质量比为1：2。
进一步地，阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁中的一种；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；
进一步地，该防鼠蚁阻燃聚烯烃材料通过如下步骤制备：
第一步、按重量份称取原料；
第二步、将称取的原料倒入转速为500-600r/min的搅拌机中搅拌均匀，出料后立即用密炼机混合均匀，在130℃下造粒成型，即得防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
本发明的有益效果：
本发明一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，最外层包覆有防鼠蚁阻燃聚烯烃护套；防鼠蚁阻燃聚烯烃护套由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制成，在制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料的过程中加入了一种防鼠防蚁剂；本发明制得的防鼠防蚁剂中的防鼠蚁组分为正壬酸香草酰胺类防鼠防蚁剂，属于合成辣素，与现有技术中的区别是，在制备防鼠蚁组分的过程中，添加了一种添加剂，该添加剂的原料即中间体1，属于氮磷协同阻燃剂，在燃烧时可以产生不燃性气体，可以稀释空气中的氧，另外可以促使聚合物表面迅速脱水而炭化，形成炭化层，起到覆盖作用，中断燃烧。该防鼠防蚁剂不仅可以起到防鼠蚁的作用，还具有一定的阻燃作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、铜导体；2、交联聚乙烯绝缘层；3、绕包聚酯带层；4、铜丝编织层；5、防鼠蚁阻燃聚烯烃护套。
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。
实施例1
制备防鼠蚁组分：
步骤S11、将亚磷酸二甲酯、四氯化碳和四氢呋喃混合，在0℃条件下，加入三乙胺和乙二醇胺，加完后在温度为20℃条件下，搅拌反应11h，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤液减压浓缩除去溶剂，得到中间体1；其中，亚磷酸二甲酯、四氯化碳、四氢呋喃、三乙胺和乙二醇胺的用量摩尔比为1：1：1：1：1；
步骤S12、中间体1和去离子水混合，用氢氧化钠调节pH值为8，然后加入辛烯基琥珀酸酐溶液，在温度为35℃条件下，搅拌反应3h，反应结束后，用1mol/L的盐酸溶液终止反应，用乙酸乙酯和蒸馏水萃取，有机相减压浓缩，除去溶剂，得到中间体2；其中，中间体1和去离子水的用量比为1g：10mL，辛烯基琥珀酸酐溶液为辛烯基琥珀酸酐和异丙醇按照质量比1：5混合而成；中间体1和辛烯基琥珀酸酐的用量质量比为1：2.2；
步骤S13、将中间体2和氯化亚砜混合，在温度为20℃条件下搅拌反应8h，然后加热至100℃搅拌反应30min，反应结束后，冷却至室温，减压浓缩除去过量的氯化亚砜，得到添加剂；其中，中间体2和氯化亚砜的质量比为1：3；
步骤S14、将香草胺和乙酸乙酯混合，在氮气保护条件下加入添加剂，在20℃条件下搅拌反应2h，然后升温至40℃，搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温，减压抽滤，滤液用无水硫酸镁干燥后，减压蒸馏除去溶剂，得到防鼠蚁组分；其中，香草胺和乙酸乙酯的用量比为1g：20mL；香草胺和添加剂的用量质量比为1：2。
实施例2
制备防鼠防蚁剂：
将防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷加入十二烷基三甲基溴化铵水溶液中，搅拌20min，加入氨水中，在30℃条件下，搅拌24h，搅拌后升温至50℃，继续搅拌3h，然后在转速为5000r/min条件下离心10min，离心结束后，用蒸馏水洗涤，洗涤结束后，在30℃条件下干燥至恒重，得到防鼠防蚁剂。
其中，十二烷基三甲基溴化铵水溶液的质量分数为1％；氨水的pH值为11；防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷的用量比为1g：5mL；四乙氧基硅烷、十二烷基三甲基溴化铵水溶液、氨水的用量体积比为1：6：20；防鼠蚁组分为实施例1制得的。
实施例3
该防鼠蚁阻燃聚烯烃材料通过如下步骤制备：
第一步、按重量份称取原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂20份、线性低密度聚乙烯70份、硅藻土15份、炭黑28份、硬脂酸锌2份、阻燃剂50份、防鼠防蚁剂6份、抗氧剂0.9份、紫外线吸收剂0.5份；
第二步、将称取的原料倒入转速为500r/min的搅拌机中搅拌均匀，出料后立即用密炼机混合均匀，在130℃下造粒成型，即得防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
其中，阻燃剂为氢氧化铝；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；防鼠防蚁剂为实施例2制得的。
实施例4
该防鼠蚁阻燃聚烯烃材料通过如下步骤制备：
第一步、按重量份称取原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂25份、线性低密度聚乙烯75份、硅藻土18份、炭黑29份、硬脂酸锌2.1份、阻燃剂55份、防鼠防蚁剂8份、抗氧剂0.9份、紫外线吸收剂0.5份；
第二步、将称取的原料倒入转速为550r/min的搅拌机中搅拌均匀，出料后立即用密炼机混合均匀，在130℃下造粒成型，即得防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
其中，阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁中的一种；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；防鼠防蚁剂为实施例2制得的。
实施例5
该防鼠蚁阻燃聚烯烃材料通过如下步骤制备：
第一步、按重量份称取原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂30份、线性低密度聚乙烯80份、硅藻土20份、炭黑30份、硬脂酸锌2.2份、阻燃剂60份、防鼠防蚁剂10份、抗氧剂1份、紫外线吸收剂0.6份；
第二步、将称取的原料倒入转速为600r/min的搅拌机中搅拌均匀，出料后立即用密炼机混合均匀，在130℃下造粒成型，即得防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
其中，阻燃剂为氢氧化镁；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；防鼠防蚁剂为实施例2制得的。
对比例1
将实施例4中的防鼠防蚁剂换成环保防鼠剂DH-600，其余原料及制备过程保持不变。
对比例2
将实施例4中的阻燃剂去掉，其余原料及制备过程保持不变。
请参阅图1所示，本发明为一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，包括铜导体1，铜导体1外表面包覆有交联聚乙烯绝缘层2，铜导体1和交联聚乙烯绝缘层2形成缆芯，七根缆芯为一组，一组缆芯的外层用聚酯带缠绕形成绕包聚酯带层3，绕包聚酯带层3外层包覆有铜丝编织层4，铜丝编织层4外表面包覆有防鼠蚁阻燃聚烯烃护套5，用实施例3-5和对比例1-2制得样品制成电缆成品，然后进行成品试验和检测；
防白蚁行性能：实施例3-5和对比例1-2均满足GB2951.38-86标准要求，防鼠性能根据标准GB/T34016-2017进行测试；B1级阻燃性能按照GB31247-2014及其规定的试验方法进行测定；参照GB/T8323.1-2008测试烟密度；
测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0003260133990000081
从上表1可知，本发明制得的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，阻燃性能优异，同时，与防鼠蚁性能达到标准。
在说明书的描述中，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的构思所作的举例和说明，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，只要不偏离发明的构思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 (7)

1.一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，包括铜导体（1），铜导体（1）外表面包覆有交联聚乙烯绝缘层（2），铜导体（1）和交联聚乙烯绝缘层（2）形成缆芯，七根缆芯为一组，一组缆芯的外层用聚酯带缠绕形成绕包聚酯带层（3），绕包聚酯带层（3）外层包覆有铜丝编织层（4），铜丝编织层（4）外表面包覆有防鼠蚁阻燃聚烯烃护套（5）；其特征在于，防鼠蚁阻燃聚烯烃护套（5）由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制得；该防鼠蚁阻燃聚烯烃材料中添加了防鼠防蚁剂；
该防鼠防蚁剂通过如下步骤制备：
将防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷加入十二烷基三甲基溴化铵水溶液中，搅拌20min，加入氨水中，在30℃条件下，搅拌24h，搅拌后升温至50℃，继续搅拌3h，然后在转速为5000r/min条件下离心10min，离心结束后，用蒸馏水洗涤，洗涤结束后，在30℃条件下干燥至恒重，得到防鼠防蚁剂；
所述防鼠蚁组分通过如下步骤制备：
步骤S11、将亚磷酸二甲酯、四氯化碳和四氢呋喃混合，在0℃条件下，加入三乙胺和乙二醇胺，加完后在温度为20℃条件下，搅拌反应11h，得到中间体1；
步骤S12、中间体1和去离子水混合，用氢氧化钠调节pH值为8，然后加入辛烯基琥珀酸酐溶液，在温度为35℃条件下，搅拌反应3h，得到中间体2；
步骤S13、将中间体2和氯化亚砜混合，在温度为20℃条件下搅拌反应8h，然后加热至100℃搅拌反应30min，得到添加剂；
步骤S14、将香草胺和乙酸乙酯混合，在氮气保护条件下加入添加剂，在20℃条件下搅拌反应2h，然后升温至40℃，搅拌反应2h，得到防鼠蚁组分。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，十二烷基三甲基溴化铵水溶液的质量分数为1%；氨水的pH值为11；防鼠蚁组分和四乙氧基硅烷的用量比为1g：5mL；四乙氧基硅烷、十二烷基三甲基溴化铵水溶液、氨水的用量体积比为1：6：20。
3.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，防鼠蚁阻燃聚烯烃材料包括如下重量份原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂20-30份、线性低密度聚乙烯70-80份、硅藻土15-20份、炭黑28-30份、硬脂酸锌2-2.2份、阻燃剂50-60份、防鼠防蚁剂6-10份、抗氧剂0.9-1份、紫外线吸收剂0.5-0.6份。
4.根据权利要求3所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂1010。
6.根据权利要求3所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
7.根据权利要求3所述的一种交联聚乙烯绝缘环保型防鼠蚁阻燃控制电缆，其特征在于，防鼠蚁阻燃聚烯烃材料通过如下步骤制备：
第一步、按重量份称取原料；
第二步、将称取的原料倒入转速为500-600r/min的搅拌机中搅拌均匀，出料后立即用密炼机混合均匀，在130℃下造粒成型，即得防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
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