一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆及其制备方法与流程

本发明涉及电缆，尤其涉及一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆及其制备方法。

背景技术：

1、随着智慧建筑、工业互联网、城市综合管廊及安防系统的发展，供电线路与数据通信线路需要同步敷设，将电力线芯和网络传输单元集成于同一缆体，可减少线路数量和敷设空间，降低施工成本，这类复合缆除在满足电力输送和网络传输要求外，还需具备低烟无卤、阻燃、屏蔽及机械防护性能，对于采用交联聚乙烯绝缘和六类网络单元的复合缆，电力线芯载流时产生温度变化，而网络单元对线对位置及外部受力较为敏感，因此护层材料还需兼顾网络传输稳定性。

2、现有技术已对网电复合结构及低烟无卤电缆材料进行了研究，公开号为cn114093555a的专利公开了一种网电复合电缆，在缆芯中设置差分信号线芯、动力线芯、控制线芯和同轴信号线芯，并通过骨架、包带及屏蔽层保持信号线芯的结构稳定；公开号为cn116102815a的专利公开了一种辐照交联低烟无卤绝缘料，以乙烯-醋酸乙烯酯、弹性体、线性低密度聚乙烯和马来酸酐接枝聚乙烯为基料，并配合氢氧化铝、氢氧化镁及交联助剂，以改善绝缘料的耐热、阻燃和机械性能；公开号为cn119684704a的专利公开了一种b1级电缆材料，采用多种聚烯烃树脂、马来酸酐接枝相容剂、氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石及抑烟成炭组分，提高电缆包覆材料的阻燃性能。

3、现有技术主要通过结构隔离、支承和屏蔽保持网络传输性能，或通过增加无机阻燃剂、相容剂及成炭组分提高护套料的阻燃性能，高填充低烟无卤材料通常采用各组分共同混炼的方式，以促进填料分散和界面结合，然而，填料与树脂之间结合过强时，内护套在电力线芯反复升温和冷却过程中产生的压缩应力不易释放，容易对相邻网络单元形成持续变化的压紧作用，影响其特性阻抗、回波损耗及串音性能，若通过增加弹性体、减少阻燃填料或降低内护套硬度减小约束等方式，又会削弱内护套的阻燃和结构支承性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何在保持内护套阻燃及支承性能的同时，减少载流温度变化对网络单元传输稳定性的影响，为此我们提出一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，包括以下步骤：s1：将乙烯-醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、茂金属聚乙烯和马来酸酐接枝聚烯烃加入密炼机，在110-120℃下混炼至各树脂充分熔融，得到熔融物料；s2：向熔融物料中加入全部氢氧化铝和氢氧化镁，将物料温度升至125-135℃，继续密炼4-8min，得到主体润湿料；s3：将主体润湿料的温度降至115-123℃，加入水滑石并继续混炼，将水滑石加入前主体润湿料的可提取聚合物相酸值记为v1，将水滑石混炼结束后物料的可提取聚合物相酸值记为v2，v2/v1为0.55-0.75；s4：混炼结束后，向物料中加入硼酸锌，混炼后排料，再将所得混合料挤出造粒，得到低烟无卤内护套料；s5：将具有辐照交联聚乙烯绝缘层的电力线芯、cat6 sftp网络单元及低烟无卤阻燃填充材料共同绞合形成复合缆芯，在复合缆芯外依次形成第一绕包层、第二绕包层和总屏蔽层，在总屏蔽层外挤包低烟无卤内护套料，形成低烟无卤内护套，再依次形成钢带铠装层和低烟无卤外护套，得到电力复合缆。

3、优选的，s2中，氢氧化铝和氢氧化镁加入后，密炼扭矩先升高至峰值，随后随混炼过程逐步下降，当扭矩相对于峰值下降12-22％，且随后连续60-90s内的扭矩波动不超过稳定扭矩值的±3％时，结束主体润湿。

4、优选的，s3中，加入水滑石后继续混炼1.5-3.5min，对主体润湿料进行有限终止处理。

5、优选的，有限终止处理后，将物料温度保持在112-122℃，加入硼酸锌、硅酮母料、润滑剂和色母料，继续混炼1.5-3min后排料。

6、优选的，所述水滑石加入密炼机至物料排出的总时间不超过5min。

7、优选的，制备低烟无卤内护套料前，将氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石和硼酸锌分别在95-105℃下干燥2-4h。

8、优选的，所述氢氧化铝和氢氧化镁的游离水分含量不高于0.2％，水滑石和硼酸锌的游离水分含量不高于0.5％。

9、一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆，包括复合缆芯以及依次包覆在复合缆芯外的第一绕包层、第二绕包层、总屏蔽层、低烟无卤内护套、钢带铠装层和低烟无卤外护套；低烟无卤内护套的材料，以树脂基体总量为100份计，包括40-48份乙烯-醋酸乙烯共聚物，16-24份线性低密度聚乙烯，18-26份聚烯烃弹性体，5-10份茂金属聚乙烯和8-12份马来酸酐接枝聚烯烃，90-105份氢氧化铝，28-40份氢氧化镁，3-5份水滑石和4-7份硼酸锌。

10、优选的，所述复合缆芯由具有辐照交联聚乙烯绝缘层的电力线芯，cat6 sftp网络单元及低烟无卤阻燃填充材料共同绞合形成。

11、优选的，以树脂基体总量为100份计，低烟无卤内护套的材料还包括2-4份硅酮母料、0.8-1.5份复合抗氧剂、1.0-2.0份润滑剂和1.0-2.0份色母料。

12、本发明的技术效果和优点：

13、本发明中，通过改变低烟无卤内护套料中各无机组分的混炼顺序，本发明先使氢氧化铝和氢氧化镁在树脂熔体中完成主体润湿，再加入水滑石对剩余酸性活性基团进行有限终止处理，随后加入硼酸锌及其余助剂，并以水滑石处理前后可提取聚合物相酸值的比值控制有限终止程度，区别于现有技术将树脂、相容剂和无机组分共同混炼的制备方式，由此避免填料与树脂之间的界面结合过强或受限过度，使内护套在保持阻燃、抑烟、力学性能和结构支承能力的同时，具备较好的高温压缩应力松弛及形变恢复性能，减小电力线芯反复升温和冷却时内护套对cat6 sftp网络单元产生的压紧作用，从而提高复合缆特性阻抗、回波损耗及串音性能的稳定性。

1.一种交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：s2中，氢氧化铝和氢氧化镁加入后，密炼扭矩先升高至峰值，随后随混炼过程逐步下降，当扭矩相对于峰值下降12-22％，且随后连续60-90s内的扭矩波动不超过稳定扭矩值的±3％时，结束主体润湿。

3.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：s3中，加入水滑石后继续混炼1.5-3.5min，对主体润湿料进行有限终止处理。

4.根据权利要求3所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：有限终止处理后，将物料温度保持在112-122℃，加入硼酸锌、硅酮母料、润滑剂和色母料，继续混炼1.5-3min后排料。

5.根据权利要求1或3所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：所述水滑石加入密炼机至物料排出的总时间不超过5min。

6.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：制备所述低烟无卤内护套料前，将氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石和硼酸锌分别在95-105℃下干燥2-4h。

7.根据权利要求6所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆的制备方法，其特征在于：所述氢氧化铝和氢氧化镁的游离水分含量不高于0.2％，所述水滑石和硼酸锌的游离水分含量不高于0.5％。

8.一种如权利要求1-7任一项所述制备方法制得的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆，其特征在于，包括复合缆芯以及依次包覆在复合缆芯外的第一绕包层、第二绕包层、总屏蔽层、低烟无卤内护套、钢带铠装层和低烟无卤外护套；

9.根据权利要求8所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆，其特征在于：所述复合缆芯由具有辐照交联聚乙烯绝缘层的电力线芯，cat6 sftp网络单元及低烟无卤阻燃填充材料共同绞合形成。

10.根据权利要求8所述的交联聚乙烯绝缘低烟无卤电力复合缆，其特征在于：以树脂基体总量为100份计，所述低烟无卤内护套的材料还包括2-4份硅酮母料、0.8-1.5份复合抗氧剂、1.0-2.0份润滑剂和1.0-2.0份色母料。