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专利名称：一种耐磨低烟无卤电力电缆及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411177971.3

专利申请（专利权）人：飞红线缆集团有限公司
权利人地址：河北省邢台市宁晋县苏家庄镇王家庄村

专利发明（设计）人：刘佳佺,王晓磊,郝炳策,刘中林,韩思琪

专利摘要：本发明涉及电缆技术领域，提出了一种耐磨低烟无卤电力电缆及其制备方法，低烟无卤电力电缆由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，护套层包括以下重量份的组分：线性低密度聚乙烯40~60份、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物25~40份、聚碳酸酯10~20份、抗氧剂1~3份、增塑剂1~3份、阻燃剂15~25份。通过上述技术方案，解决了相关技术中低烟无卤电力电缆耐磨性能差、耐老化性能差的问题。

主权利要求：
1.一种耐磨低烟无卤电力电缆，由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，其特征在于，所述护套层包括以下重量份的组分：线性低密度聚乙烯40 60份、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物25 40份、聚碳酸酯10 20~ ~ ~份、抗氧剂1 3份、增塑剂1 3份、阻燃剂15 25份；
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所述丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物，所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物由丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物经重晶石粉和双马来酰亚胺改性得到；
所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物的制备方法包括以下步骤：将丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺共混，得到所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆，其特征在于，所述丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺的重量比为7 17:2.5:0.5。
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3.根据权利要求1所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆，其特征在于，所述重晶石粉为聚乙烯醇改性重晶石粉。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆，其特征在于，所述聚乙烯醇改性重晶石粉的制备方法包括以下步骤：将聚乙烯醇溶于水中，得到聚乙烯醇溶液，在所述聚乙烯醇溶液中加入重晶石粉，搅拌，浓缩干燥，得到所述聚乙烯醇改性重晶石粉。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆，其特征在于，所述重晶石粉和所述聚乙烯醇的重量比为4 9:1。
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6.根据权利要求1所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、环氧脂肪酸甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或多种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种。
7.根据权利要求1 6任意一项所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆的制备方法，其特征~在于，包括以下步骤：
S1、将所述护套层的各组分混炼，得到护套层材料；
S2、将所述绝缘层包覆于所述导体表面，得到外表含有绝缘层的导体；
S3、将所述护套层材料包覆于所述外表含有绝缘层的导体表面，得到所述低烟无卤电力电缆。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混炼时，温度为140 155℃，时间为30 60min。
~ ~ 说明书 : 一种耐磨低烟无卤电力电缆及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及电缆技术领域，具体的，涉及一种耐磨低烟无卤电力电缆及其制备方法。背景技术[0002] 低烟无卤电力电缆是一种具有特殊性能的电缆，其主要特点在于燃烧时产生的烟雾较少，且不含卤素。这种低烟特性能够在火灾发生时减少烟雾的排放，从而提高火灾现场的可见度，为人员疏散和消防救援提供更好的条件。不含卤素则意味着电缆在燃烧过程中不会释放出含卤的有毒气体，如氯化氢、溴化氢等，降低了对人体和环境的：。现阶段的低烟无卤电力电缆虽具有良好的低烟特性、阻燃性，在环：桶踩苑矫婢哂杏攀，然而其耐磨性能和耐老化性能并不突出。当低烟无卤电力电缆受到一些机械磨损，如拖拽、摩擦等，会导致外护层破损，进而影响其使用寿命和安全性能。另外，低烟无卤电力电缆在使用中会受到温度、湿度、光照等各种因素的影响，会加速其老化过程，无法满足长期稳定运行的需求。因此，研发一种耐磨性能好、耐老化性能好的低烟无卤电力电缆对降低其维护成本，提高其运行效率具有重要作用。发明内容[0003] 本发明提出一种耐磨低烟无卤电力电缆及其制备方法，解决了相关技术中低烟无卤电力电缆耐磨性能差、耐老化性能差的问题。[0004] 本发明的技术方案如下：[0005] 本发明提出一种耐磨低烟无卤电力电缆，由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，所述护套层包括以下重量份的组分：[0006] 线性低密度聚乙烯40 60份、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物25 40份、聚碳酸酯10~ ~ ~20份、抗氧剂1 3份、增塑剂1 3份、阻燃剂15 25份。~ ~ ~[0007] 作为进一步的技术方案，所述丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物，所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物由丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物经重晶石粉和双马来酰亚胺改性得到。[0008] 当丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物时，通过利用重晶石粉和双马来酰亚胺对其进行改性，提高丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物韧性的同时，可加强与护套层中各组分的有效结合，从而进一步提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。[0009] 作为进一步的技术方案，所述丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺的重量比为7 17:2.5:0.5。~[0010] 当丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺的重量比为7 17:~2.5:0.5时，可进一步提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。[0011] 作为进一步的技术方案，所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物的制备方法包括以下步骤：将丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺共混，得到所述改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物。[0012] 作为进一步的技术方案，所述共混时，温度为145 155℃，时间为25 45min。~ ~[0013] 作为进一步的技术方案，所述重晶石粉为聚乙烯醇改性重晶石粉。[0014] 利用聚乙烯醇对重晶石粉进行表面改性，既可提高重晶石粉的分散性，又可促进重晶石粉与丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物的有效结合，进一步提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。[0015] 作为进一步的技术方案，所述聚乙烯醇改性重晶石粉的制备方法包括以下步骤：将聚乙烯醇溶于水中，得到聚乙烯醇溶液，在所述聚乙烯醇溶液中加入重晶石粉，搅拌，浓缩干燥，得到所述聚乙烯醇改性重晶石粉。[0016] 作为进一步的技术方案，所述重晶石粉和所述聚乙烯醇的重量比为4 9:1。~[0017] 当重晶石粉和聚乙烯醇的重量比为4 9:1时，可进一步提高低烟无卤电力电缆的~耐磨性能和耐老化性能。[0018] 作为进一步的技术方案，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、环氧脂肪酸甲酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或多种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种。[0019] 作为进一步的技术方案，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为5% 8%。~[0020] 本发明还提出所述的一种耐磨低烟无卤电力电缆的制备方法，包括以下步骤：[0021] S1、将所述护套层的各组分混炼，得到护套层材料；[0022] S2、将所述绝缘层包覆于所述导体表面，得到外表含有绝缘层的导体；[0023] S3、将所述护套层材料包覆于所述外表含有绝缘层的导体表面，得到所述低烟无卤电力电缆。[0024] 作为进一步的技术方案，步骤S1中，所述混炼时，温度为140 155℃，时间为30~ ~60min。[0025] 本发明的工作原理及有益效果为：[0026] 本发明中，护套层中以线性低密度聚乙烯为基体，同时加入丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物，丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物可与护套层中聚碳酸酯有效结合，可加强护套层的内部作用，进而有助于提高护套层整体的稳定性，从而提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例，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他实施例，都涉及本发明保护的范围。[0028] 下述实施例和对比例中，线性低密度聚乙烯的型号为DFDA?7540；丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物的型号为PA?765；聚碳酸酯的型号为RX3440；重晶石粉的粒径为325目；聚乙烯醇的型号为PVA1799H。[0029] 实施例1[0030] 一种耐磨低烟无卤电力电缆，由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，护套层包括以下重量份的组分：[0031] 40份线性低密度聚乙烯、25份丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、10份聚碳酸酯、1份抗氧剂1076、1份邻苯二甲酸二异壬酯、15份氢氧化镁；[0032] 其制备方法，包括以下步骤：[0033] S1、将护套层的各组分在140℃下混炼60min，得到护套层材料；[0034] S2、将绝缘层包覆于导体表面，得到外表含有绝缘层的导体；[0035] S3、将护套层材料包覆于外表含有绝缘层的导体表面，得到低烟无卤电力电缆。[0036] 实施例2[0037] 一种耐磨低烟无卤电力电缆，由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，护套层包括以下重量份的组分：[0038] 50份线性低密度聚乙烯、30份丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、15份聚碳酸酯、2份抗氧剂1076、2份邻苯二甲酸二异壬酯、20份氢氧化镁；[0039] 其制备方法，包括以下步骤：[0040] S1、将护套层的各组分在145℃下混炼40min，得到护套层材料；[0041] S2、将绝缘层包覆于导体表面，得到外表含有绝缘层的导体；[0042] S3、将护套层材料包覆于外表含有绝缘层的导体表面，得到低烟无卤电力电缆。[0043] 实施例3[0044] 一种耐磨低烟无卤电力电缆，由内到外依次包括导体、绝缘层和护套层，护套层包括以下重量份的组分：[0045] 60份线性低密度聚乙烯、40份丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、20份聚碳酸酯、3份抗氧剂1076、3份邻苯二甲酸二异壬酯、25份氢氧化镁；[0046] 其制备方法，包括以下步骤：[0047] S1、将护套层的各组分在155℃下混炼30min，得到护套层材料；[0048] S2、将绝缘层包覆于导体表面，得到外表含有绝缘层的导体；[0049] S3、将护套层材料包覆于外表含有绝缘层的导体表面，得到低烟无卤电力电缆。[0050] 实施例4[0051] 本实施例与实施例3的区别仅在于，丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物，改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物由丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物经重晶石粉和双马来酰亚胺改性得到，其制备方法包括以下步骤：将25份丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、12.5份重晶石粉和2.5份双马来酰亚胺在150℃下共混40min，得到改性丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物。[0052] 实施例5[0053] 本实施例与实施例4的区别仅在于，加入的丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为37份，加入的重晶石粉为2.5份，加入的双马来酰亚胺为0.5份。[0054] 实施例6[0055] 本实施例与实施例4的区别仅在于，加入的丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为34份，加入的重晶石粉为5份，加入的双马来酰亚胺为1份。[0056] 实施例7[0057] 本实施例与实施例4的区别仅在于，加入的丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物为28份，加入的重晶石粉为10份，加入的双马来酰亚胺为2份。[0058] 实施例8[0059] 本实施例与实施例5的区别仅在于，未加入重晶石粉，加入的双马来酰亚胺为9份。[0060] 实施例9[0061] 本实施例与实施例5的区别仅在于，未加入双马来酰亚胺，加入的重晶石粉为9份。[0062] 实施例10[0063] 本实施例与实施例7的区别仅在于，重晶石粉为聚乙烯醇改性重晶石粉，其制备方法包括以下步骤：将3份聚乙烯醇溶于水中，得到质量分数为5%的聚乙烯醇溶液，在质量分数为5%的聚乙烯醇溶液中加入7份重晶石粉，搅拌，浓缩干燥，得到聚乙烯醇改性重晶石粉。[0064] 实施例11[0065] 本实施例与实施例10的区别仅在于，加入的重晶石粉为9.5份，加入的聚乙烯醇为0.5份。[0066] 实施例12[0067] 本实施例与实施例10的区别仅在于，加入的重晶石粉为8份，加入的聚乙烯醇为2份。[0068] 实施例13[0069] 本实施例与实施例10的区别仅在于，加入的重晶石粉为9份，加入的聚乙烯醇为1份。[0070] 对比例1[0071] 本对比例与实施例1的区别仅在于，未加入丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物，加入的线性低密度聚乙烯为65份。[0072] 将实施例1 13和对比例1的制备方法制备得到的低烟无卤电力电缆的护套层材料~进行如下性能测试：[0073] 耐磨性能：按照GB/T3960?2016《塑料滑动摩擦磨损试验方法》，对低烟无卤电力电缆的护套层材料进行耐磨性能的测试；[0074] 耐老化性能：按照GB/T1040.1?2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》测定低烟无卤电力电缆护套层材料耐老化试验前的拉伸强度，其中，实验速度为200mm/min；按照GB/T7141?2008《塑料热老化试验方法》进行耐老化试验后，再按照上述拉伸强度的测试方法测耐老化试验后的拉伸强度，按下式计算耐老化拉伸强度保持率，耐老化拉伸强度保持率=耐老化试验后的拉伸强度/耐老化试验前的拉伸强度×100%；其中，进行耐老化试验时，换气率为50次/h，实验温度为90℃，暴露时间为128h；每个实施例和对比例各取5个试样进行耐老化试验前和耐老化试验后的拉伸强度测试，以5个试样的平均值作为结果值；[0075] 测试结果如下表1所示：[0076] 表1测试结果[0077][0078] 与对比例1相比，实施例1的磨损量明显降低，耐老化试验前的拉伸强度和耐老化拉伸强度保持率明显提高，表明护套层中丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物的加入，可提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。[0079] 与实施例3和8 9相比，实施例4 7的磨损量降低，耐老化试验前的拉伸强度和耐老~ ~化拉伸强度保持率提高，表明利用重晶石粉和双马来酰亚胺对丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物进行改性，可提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。与实施例4 5相比，实施~例6 7的磨损量降低，耐老化试验前的拉伸强度和耐老化拉伸强度保持率提高，表明当丙烯~腈?丁二烯?苯乙烯共聚物、重晶石粉和双马来酰亚胺的重量比为7 17:2.5:0.5时，可进一~步提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。与实施例7相比，实施例10 13的磨损~量降低，耐老化试验前的拉伸强度和耐老化拉伸强度保持率提高，表明利用聚乙烯醇对重晶石粉进行表面改性，可进一步提高低烟无卤电力电缆的耐磨性能和耐老化性能。与实施例10 11相比，实施例12 13的磨损量降低，耐老化试验前的拉伸强度和耐老化拉伸强度保~ ~持率提高，表明当重晶石粉和聚乙烯醇的重量比为4 9:1时，可进一步提高低烟无卤电力电~缆的耐磨性能和耐老化性能。[0080] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：河北

专利申请日期：2024-08-27

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118702985B