一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆的制作方法

1.本发明属于电缆技术领域，具体地，涉及一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆。


背景技术：

2.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。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。趋避白蚁和鼠类的驱避剂可分为防蚁剂和驱鼠剂。常用的防蚁剂有狄氏剂、艾氏剂、林丹、氯丹、七氯等。驱鼠剂有环已酞亚胺(又称放线菌酮)、类枯化合物单体、硼系化合物和芳基磷酸醋的金属盐等。许多驱避剂由于毒性或对环境污染而被禁止使用，而过去作为防鼠生物伤害的主要措施，是在电缆护套塑料被覆材料中加入以“毒杀”为主的毒鼠剂，但在生产过程中有毒气体的释放不仅危害了工人身体健康，也造成了环境污染，而且使用时会污染水土及空间环境。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆，解决了现有技术中存在的问题。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆，包括铜导体、交联聚乙烯绝缘层、聚丙烯填充绳、聚氯乙烯带绕包内衬层、镀锌钢带铠装层、阻燃聚烯烃防鼠蚁护套；铜导体外表面包覆交联聚乙烯绝缘层形成线芯，5根线芯为一组，一组线芯外层包覆有聚氯乙烯带绕包内衬层，线芯与线芯之间、线芯和聚氯乙烯带绕包内衬层之间均设置有聚丙烯填充绳，聚氯乙烯带绕包内衬层外层包覆有镀锌钢带铠装层，镀锌钢带铠装层外层包覆有阻燃聚烯烃防鼠蚁护套；阻燃聚烯烃防鼠蚁护套由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制备而成；
6.防鼠蚁阻燃聚烯烃材料，包括如下步骤制备：
7.按照重量份称取原料，聚烯烃79-83份、阻燃剂8-10份、抗氧剂0.5-1份、助剂5-10份；将称取好的原料搅拌混合均匀，然后熔融共混，最后热压成型或注射成型，得到防鼠蚁阻燃聚烯烃材料。
8.进一步地，聚烯烃为聚丙烯；抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯。
9.进一步地，助剂包括如下重量份原料：马来酸酐接枝聚丙烯2-3份，聚乙烯蜡0.5-0.9份、三元乙丙橡胶1-2份。
10.进一步地，阻燃剂通过如下步骤制备：
11.步骤s11、将三乙胺和对羟基苯甲醛加入四氢呋喃中，然后加入六氯环三磷氰，加完后，加热回流24h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到氮磷化合物；
12.步骤s12、在氮气保护条件下，将防鼠蚁组分加入二氧六环中，然后加入氮磷化合物，在温度为75℃条件下搅拌反应6h，反应结束后，冷却、过滤、干燥得到阻燃剂。
13.进一步地，步骤s11中三乙胺、对羟基苯甲醛和六氯环三磷氰的用量质量比为7：8：
3.5；四氢呋喃作为溶剂，根据实际需求进行添加；步骤s12中防鼠蚁组分和氮磷化合的用量质量比为2:0.8，二氧六环作为溶剂，根据实际需求进行添加；阻燃剂的制备过程是通过希夫碱反应，将氮磷化合物接枝到防鼠蚁组分上，然后作为阻燃剂加入聚烯烃材料中，能降低碳氢化合物、co、芳香环化合物等释放，氮磷化合物的引入，磷氧自由基的产生能结合火焰中h
·
和oh
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活性自由基终止燃烧反应，提高成炭量和炭层密度提升聚烯烃材料的阻燃性能。
14.进一步地，防鼠蚁组分通过如下步骤制备：
15.将十二烷基三甲基溴化铵、辣椒素加入甲醇水溶液中，然后加入氢氧化钠溶液，然后加入正硅酸四甲酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷，在25℃条件下，搅拌反应16h，反应结束后，在转速为5000r/min条件下，离心10min，用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，在55℃条件下干燥至恒重，得到防鼠蚁组分。辣椒素是从辣椒中分离出来的一种香草酰胺类的生物碱，通过将辣椒素制成微球，以二氧化硅作为载体，延长辣椒素的有效作用时间，扩大其应用范围。二氧化硅因其具有多孔结构和较大的比表面积，可以抑制可燃气体的释放，且在燃烧过程中，会迁移到炭渣表面，提高炭层的耐高温性，从而提高阻燃效果。另外，在制备防鼠蚁组分的过程中，利用正硅酸四甲酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷，发生共缩聚制备的载体，引入氨基。
16.进一步地，甲醇水溶液的体积分数为50％；氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l；十二烷基三甲基溴化铵、辣椒素、甲醇水溶液和氢氧化钠溶液的用量比为4g：1.2g：500g：3ml；十二烷基三甲基溴化铵、正硅酸四甲酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷的用量质量比为4:1.3:0.08。
17.本发明的有益效果：
18.本技术中以辣椒素作为基本的防鼠蚁成分，辣椒素可以使鼠类的口腔粘膜和味觉神经受到强烈刺激，能有效地防止咬害，从而避免pvc、pe塑料等电线电缆在鼠类动物活动猖獗的地区长期使用过程中遭受鼠类生物食害侵快造成的严重危害。通过将辣椒素制成微球，以二氧化硅作为载体，延长辣椒素的有效作用时间，扩大其应用范围。二氧化硅因其具有多孔结构和较大的表面积，可以抑制可燃气体的释放，且在燃烧过程中，会迁移到炭渣表面，提高炭层的耐高温性，从而提高阻燃效果。
19.阻燃剂的制备过程是通过希夫碱反应，将氮磷化合物接枝到防鼠蚁组分上，然后作为阻燃剂加入聚烯烃材料中，能降低碳氢化合物、co、芳香环化合物等释放，氮磷化合物的引入，磷氧自由基的产生能结合火焰中h
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和oh
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活性自由基终止燃烧反应，提高成炭量和炭层密度提升聚烯烃材料的阻燃性能。
附图说明
20.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。
21.图1为本发明一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆的结构示意图。
22.附图中，各标号所代表的部件如下：
23.1、铜导体；2、交联聚乙烯绝缘层；3、聚丙烯填充绳；4、聚氯乙烯带绕包内衬层；5、镀锌钢带铠装层；6、阻燃聚烯烃防鼠蚁护套。
具体实施方式
24.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。
25.请参阅图1所示，本发明为一种环保型防鼠蚁钢带铠装阻燃电力电缆，包括铜导体1、交联聚乙烯绝缘层2、聚丙烯填充绳3、聚氯乙烯带绕包内衬层4、镀锌钢带铠装层5、阻燃聚烯烃防鼠蚁护套6；铜导体1外表面包覆交联聚乙烯绝缘层2形成线芯，5根线芯为一组，一组线芯外层包覆有聚氯乙烯带绕包内衬层4，线芯与线芯之间、线芯和聚氯乙烯带绕包内衬层4之间均设置有聚丙烯填充绳3，聚氯乙烯带绕包内衬层4外层包覆有镀锌钢带铠装层5，镀锌钢带铠装层5外层包覆有阻燃聚烯烃防鼠蚁护套6；阻燃聚烯烃防鼠蚁护套6由防鼠蚁阻燃聚烯烃材料制备而成；
26.实施例1
27.制备阻燃剂：
28.步骤s11、将三乙胺和对羟基苯甲醛加入四氢呋喃中，然后加入六氯环三磷氰，加完后，加热回流24h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到氮磷化合物；其中，三乙胺、对羟基苯甲醛和六氯环三磷氰的用量质量比为7：8：3.5；
29.步骤s12、将十二烷基三甲基溴化铵、辣椒素加入甲醇水溶液中，然后加入氢氧化钠溶液，然后加入正硅酸四甲酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷，在25℃条件下，搅拌反应16h，反应结束后，在转速为5000r/min条件下，离心10min，用无水乙醇洗涤，洗涤结束后，在55℃条件下干燥至恒重，得到防鼠蚁组分。其中，甲醇水溶液的体积分数为50％；氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l；十二烷基三甲基溴化铵、辣椒素、甲醇水溶液和氢氧化钠溶液的用量比为4g：1.2g：500g：3ml；十二烷基三甲基溴化铵、正硅酸四甲酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷的用量质量比为4:1.3:0.08；
30.步骤s13、在氮气保护条件下，将防鼠蚁组分加入二氧六环中，然后加入氮磷化合物，在温度为75℃条件下搅拌反应6h，反应结束后，冷却、过滤、干燥得到阻燃剂。其中，防鼠蚁组分和氮磷化合的用量质量比为2:0.8。
31.实施例2
32.制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料，包括如下步骤制备：
33.按照重量份称取原料，聚丙烯79份、实施例1制得的阻燃剂8份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.5份、助剂5份；将称取好的原料搅拌混合均匀，然后熔融共混，最后热压成型，得到防鼠蚁阻燃聚烯烃材料；其中，助剂包括如下重量份原料：马来酸酐接枝聚丙烯2份，聚乙烯蜡0.5份、三元乙丙橡胶1份。
34.实施例3
35.制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料，包括如下步骤制备：
36.按照重量份称取原料，聚丙烯80份、实施例1制得的阻燃剂9份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.8份、助剂8份；将称取好的原料搅拌混合均匀，然后熔融共混，最后热压成型，得到防鼠蚁阻燃聚烯烃材料；其中，助剂包括如下重量份原料：马来酸酐接枝聚丙烯2.5份，聚乙烯蜡0.8份、三元乙丙橡胶1.5份。
37.实施例4
38.制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料，包括如下步骤制备：
39.按照重量份称取原料，聚丙烯83份、实施例1制得的阻燃剂10份、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯1份、助剂10份；将称取好的原料搅拌混合均匀，然后熔融共混，最后注射成型，得到防鼠蚁阻燃聚烯烃材料；其中，助剂包括如下重量份原料：马来酸酐接枝聚丙烯3份，聚乙烯蜡0.9份、三元乙丙橡胶2份。
40.对比例1
41.将实施例3中的阻燃剂换成实施例1中制备的防鼠蚁组分，其余原料及制备过程保持不变。
42.对实施例2-4和对比例1制得的样品进行测试，阻燃性能按照以下标准：氧指数测试参照《塑料燃烧性能试验方法》gb/t2406-93；垂直燃烧参照《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》gb/t2408-2008)；以制备防鼠蚁阻燃聚烯烃材料作为测试样品，然后将其放置在适宜小鼠生存的，小家鼠一留只随机分为每笼只为一组。试验期间自出饮水、限制性取食，每24小时称一次样品重量，检查记录试样咬损面积。
43.测试结果如下表1所示：
44.表1
[0045] 实施例2实施例3实施例4对比例1氧指数31.131.531.525.3垂直燃烧级别v0v0v0无咬损面积＜5％＜5％＜5％＜5％
[0046]
从上表1可知，制得的阻燃聚烯烃材料在保证了良好的防鼠性能的前提下，阻燃性能稳定，将其运用在电力电缆中，充分发挥其环保、防鼠蚁、阻燃的效果。
[0047]
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。
[0048]
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。