一种耐热钢包车用硅橡胶电缆的制作方法

本发明属于电缆，具体地，涉及一种耐热钢包车用硅橡胶电缆。

背景技术：

1、在钢包车等高温、动态移动的工业场景中，电缆不仅需要承受持续的温热环境，还经常遭遇频繁弯曲、扭转和机械冲击，因此对护套材料的耐热性、柔韧性、阻燃性及长期稳定性提出了严苛要求。目前，传统钢包车用电缆多采用普通硅橡胶作为护套材料，虽具备一定的耐热性和柔韧性，但其自身阻燃性能较差，在高温或明火条件下极易燃烧，且燃烧过程中会产生大量浓烟和有毒气体，安全隐患突出。为改善阻燃性，常见做法是在硅橡胶基体中添加卤系或磷系阻燃剂，然而这些常规阻燃剂与硅橡胶的相容性不佳，容易导致材料力学性能下降，如拉伸强度降低、柔韧性变差，使得电缆在频繁移动和弯扭工况下护套层易出现开裂或疲劳失效。此外，小分子阻燃剂及助剂在长期高温、湿热环境下易发生迁移、挥发或析出，造成阻燃效果衰减，并加速护套材料老化，显著缩短电缆的使用寿命。

2、因此，现有技术中的钢包车用硅橡胶电缆在阻燃效率、力学性能保持以及长期使用稳定性之间难以取得良好平衡，亟需开发一种能够同时兼顾高阻燃、高强韧、耐热老化且助剂不易迁移的新型电缆护套材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种耐热钢包车用硅橡胶电缆。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，由内至外依次包括线芯、绝缘层和护套层；其中，护套层的原料包括以下组分：按重量份数计，80-100份甲基乙烯基硅橡胶、10-12份线性低密度聚乙烯、4-5份交联剂、10-12份多功能添加剂、1-2份抗氧剂和1-2份润滑剂。

4、较为优化地，所述多功能添加剂的制备工艺为：

5、a1：将乙酰-l-丙氨酸、α-羟基丙酸、对甲苯磺酸混合，搅拌均匀，升温至120℃，常压搅拌1-2h，随后继续升温至150℃，保温反应6-7h，反应结束后，停止加热，冷却至80℃，调节ph=5-6，减压蒸馏1-2h，趁热减压过滤，得到中间体a；

6、a2：保护气氛下，将中间体a加入至氯仿中，室温下搅拌均匀，缓慢滴加二氯亚砜，滴加完毕后，升高温度至65℃，回流反应4-5h，反应结束后，旋转蒸发除去溶剂和过滤的二氯亚砜，得到中间体b；

7、a3：将2,5-二羟苯基(二苯基)氧化膦和三乙胺溶于氯仿中，搅拌均匀，得到溶液a；将中间体b溶于氯仿中，搅拌均匀，得到溶液b；保护气氛下，将溶液b缓慢滴入溶液a中，滴加完毕后，升高温度至70℃，回流反应20-24h，反应结束后，去离子水洗涤3次，除去三乙胺盐酸盐与未反应原料，有机相使用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，干燥，得到多功能添加剂。

8、其中，多功能添加剂的结构如下所示：

9、

10、较为优化地，所述中间体a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，130-140份乙酰-l-丙氨酸、95-98份α-羟基丙酸、2-3份对甲苯磺酸。

11、较为优化地，所述中间体b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，10-12份中间体a、50-60份氯仿、6-8份二氯亚砜。

12、较为优化地，所述溶液a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，3-5份2,5-二羟苯基(二苯基)氧化膦、1-2份三乙胺、80-100份氯仿；所述溶液b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，4-5份中间体b、60-80份氯仿。

13、较为优化地，所述润滑剂包括硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或几种。

14、较为优化地，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂2246中的一种或几种。

15、本发明的有益效果：

16、本发明提供的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其护套层中引入的多功能添加剂，基于磷-氮协同阻燃与乳酸酯基柔性链段的分子设计原理，能够从多维度显著提升电缆的综合性能。首先，该添加剂分子中含有磷菲环结构及酰胺单元，在电缆遭遇高温或明火时，磷元素可在凝聚相催化成炭，形成致密稳定的炭层，有效隔绝氧气与热量传递，同时氮元素在气相中释放不燃气体稀释氧气并捕获自由基，协同实现高效阻燃与抑烟，显著降低烟气毒性与释放量，克服了传统硅橡胶电缆阻燃性不足、燃烧时易产生浓烟的缺陷。其次，添加剂中乳酸酯预聚体与柔性链段能够与甲基乙烯基硅橡胶及线性低密度聚乙烯基体良好相容，适度削弱分子链间的次价键力，降低护套层的玻璃化转变温度，大幅提升材料的柔韧性与加工流动性，使电缆在钢包车频繁移动、弯曲、扭转等严苛工况下仍保持优异的耐疲劳性和机械稳定性，同时避免了常规阻燃剂对硅橡胶力学性能的劣化。此外，该多功能添加剂具有较高的分子量和极性基团，在硅橡胶基体中迁移率极低，且通过化学键合或强物理缠结作用牢固结合，显著减少了助剂的挥发、析出与迁移，确保护套层在长期高温、湿热及动态使用环境中性能持久稳定，从而显著延长电缆的使用寿命。

1.一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，由内至外依次包括线芯、绝缘层和护套层；其中，护套层的原料包括以下组分：按重量份数计，80-100份甲基乙烯基硅橡胶、10-12份线性低密度聚乙烯、4-5份交联剂、10-12份多功能添加剂、1-2份抗氧剂和1-2份润滑剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述多功能添加剂的制备工艺为：

3.根据权利要求2所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述中间体a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，130-140份乙酰-l-丙氨酸、95-98份α-羟基丙酸、2-3份对甲苯磺酸。

4.根据权利要求2所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述中间体b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，10-12份中间体a、50-60份氯仿、6-8份二氯亚砜。

5.根据权利要求2所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述溶液a的制备原料包括以下组分：按重量份数计，3-5份2,5-二羟苯基(二苯基)氧化膦、1-2份三乙胺、80-100份氯仿；所述溶液b的制备原料包括以下组分：按重量份数计，4-5份中间体b、60-80份氯仿。

6.根据权利要求1所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种耐热钢包车用硅橡胶电缆，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂168、抗氧剂2246中的一种或几种。