[发明专利]一种交联聚乙烯无卤阻燃电缆及其制备方法

说明书

本发明涉及一种交联聚乙烯无卤阻燃电缆及其制备方法，属于无卤阻燃电缆材料技术领域。该电缆由铜绞线芯及其表面的阻燃防护层组成，其中阻燃防护层按照重量份计包括：低密度聚乙烯100份、交联阻燃剂2.6‑3.5份、偶联填料0.8‑1.4份、电压稳定剂0.1‑0.2份、抗氧剂0.15‑0.22份、引发剂0.4‑0.6份和润滑剂2‑4份；交联阻燃剂含有支状双键和有机磷硅的化合物，在引发剂的作用下与低密度聚乙烯形成强交联，大大提高基体的力学性能，并且向交联网络中引入磷硅元素，在烧蚀时，有机基体碳化形成以碳连接的磷硅网络，具有良好的阻燃抑烟作用；该阻燃防护层采用化学交联法制成，适用于大多数化工企业及产线。

技术领域

本发明属于无卤阻燃电缆材料技术领域，具体地，涉及一种交联聚乙烯无卤阻燃电缆及其制备方法。

背景技术

电缆在电力、通信、建筑等行业中均有广泛应用，与国民经济的发展密切相关，被誉为是国民生产中的“输纽”，是电气化、信息化社会中不可或缺的基础产品，随着电力能源的发展，对电线电缆的需求迅速增长，与此同时，对电缆的安全性能也在不断提升，这是由于在发生电力火灾时扑灭难度大，且用于制造电缆的防护材料燃烧产生大量的有毒烟气，在此背景下开发出各种阻燃电缆材料。

高分子材料被广泛应用在电缆防护材料的制造中，传统电缆主要以聚氯乙烯为主，但考虑到环保与火灾安全，逐渐被聚烯烃材料取代，其中聚乙烯因具有优异的绝缘和介电性能，成为中低压电缆材料的良好选择，但是，聚乙烯不耐热、容易燃烧、力学性能差，常常采取增强、填充、交联等手段改性来提升性能，交联改性是将聚乙烯的分子链相互联结，形成三维网络结构，从而提升力学性能，现有技术中形成交联聚乙烯的方法主要有高能辐照交联、硅烷交联、过氧化物交联、紫外交联等，其中辐照交联质量易控制、产品洁净度高，但是需要大型辐照设备，不适合传统电缆制造行业产线，现有工业化生产中主要还是以过氧化物交联为主，与此匹配的阻燃交联聚乙烯的制备方法主要是向基体中外加阻燃剂以达到阻燃效果，但是阻燃剂在聚乙烯基体中难以均匀分散，且在热加工过程中易出现阻燃剂迁移偏析，导致阻燃效果不佳，通常阻燃剂的添加量较大，阻燃效果一般，且添加阻燃剂的量过多会引起基体的力学性能恶化。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种交联聚乙烯无卤阻燃电缆及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种交联聚乙烯无卤阻燃电缆，由铜绞线芯及其表面的阻燃防护层组成，该阻燃防护层按照重量份计包括：

低密度聚乙烯100份、交联阻燃剂2.6-3.5份、偶联填料0.8-1.4份、电压稳定剂0.1-0.2份、抗氧剂0.15-0.22份、引发剂0.4-0.6份和润滑剂2-4份。

所述交联阻燃剂由以下方法制备：

步骤A1：将四氯硅烷、三乙胺和苯混合，室温下设置搅拌速率为120-150rpm，加入十一烯醇混合，升温至60-65℃回流反应1.5-2h，减压旋蒸脱除低沸物，得到中间体A；

进一步地，十一烯醇、四氯硅烷、三乙胺和苯的用量比为0.1mol：0.12-0.14mol：0.2-0.3mL：50-70mL。

步骤A2：将季戊四醇用二氧六环预升温搅拌溶解，在75-85℃恒温，设置搅拌速率为180-240rpm，缓慢加入中间体A，控制加入反应时间为4-5h，之后加入少量氢氧化钾减压旋蒸、干燥，得到中间体B；

进一步地，中间体A、季戊四醇、氢氧化钾和二氧六环的用量比为0.1mol：0.1mol：1.3-1.8g：200-250mL。

步骤A3：将中间体B用DMF搅拌溶解，在冰水浴中恒温，设置搅拌速率为480-600rpm，缓慢加入三氯氧磷，控制加入反应时间8-10h，反应后通入氨气气洗，再加入去离子水减压旋蒸数次，得到交联阻燃剂；