一种环保抗氧化的电线电缆及加工工艺的制作方法

本技术涉及电线电缆制造，更具体地说，它涉及一种环保抗氧化的电线电缆及加工工艺。

背景技术：

1、电线电缆产品用途非常广泛，涉及电力、通信、电气装备等行业。电线电缆专用料所用原料主要有聚乙烯和聚氯乙烯，但由于聚氯乙烯对光热的稳定性差，同时，当火灾发生时会产生大量浓烟和氯气，具有环保隐患，随着环保意识的提高和对高性能电线电缆的需求不断增加，聚乙烯在电线电缆的加工与制备过程中得到了更广泛的应用。

2、在日常生活中，电线电缆一般用具有良好的柔软性、延展性、电绝缘性和透明性的高密度聚乙烯做内护层，但是其抗氧化性差，尤其是耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，在热氧老化作用下容易开裂，现有技术中常通过加入抗氧剂提高其抗氧化性，但是常规抗氧剂分子量较小，不能参与交联固化反应，容易迁移、析出，造成电线电缆抗氧化性差，并且现有高密度聚乙烯防水性能差，耐溶剂性能差，水分子等腐蚀介质容易进入高密度聚乙烯材料内部，因此，提供一种环保抗氧化的电线电缆的加工工艺是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提供了一种环保抗氧化的电线电缆及加工工艺。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种环保抗氧化的电线电缆，从内到外依次设置有导体、隔离层、内护层和覆盖层；

4、该环保抗氧化的电线电缆的加工工艺，包括以下步骤：

5、步骤s1、制备导体：分别选取直径为0.25-0.45mm的镀锌铜线和镀锡铜线，将镀锌铜线和镀锡铜线间隔排开后，相互绞合紧实，获得导体；

6、步骤s2、制备隔离层：将交联聚乙烯挤出初步形成与导体相配合的厚度为3-5mm的管状，经进一步拉伸使其紧密的包覆导体，形成隔离层；

7、步骤s3、制备内护层：利用厚度为1-1.5mm的合金网材料包裹隔离层后，将功能化聚乙烯直接挤包在合金网材料包裹的隔离层上，形成结构紧实的内护层；

8、步骤s4、制备电线电缆：最后将硅橡胶挤包在内护层外，形成结构紧实的覆盖层，得环保抗氧化的电线电缆。

9、优选的，所述步骤s3中，功能化聚乙烯按重量份，由100-120份高密度聚乙烯、22-28份马来酸酐接枝聚乙烯、14-30份氢氧化铝、26-32份修复增强剂、3-5份炭黑母粒、2-4份加工助剂和2-3份氟基烷基聚醚改性聚硅氧烷共混均匀，再经双螺杆挤出机挤出成型，制得。

10、优选的，所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区170-180℃、二区180-185℃、三区185-190℃、四区190-195℃、五区195-200℃，机头温度200℃；螺杆转速200rpm。

11、优选的，所述合金网材料为硅锗合金网。

12、优选的，所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的一种。

13、优选的，所述步骤s4中的硅橡胶包括以下重量份原料：58-65份甲基乙烯基硅橡胶生胶、32-40份热塑性聚氨酯弹性体、16-20份磷酸三辛酯、4-5份丙二酸二丁酯、1-3份l-环己基甘氨酸、2-4份二乙二醇丁醚醋酸酯、0.6-0.8份促进剂和3-5份硫化剂。

14、该硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

15、步骤m1、按重量份，将甲基乙烯基硅橡胶生胶、热塑性聚氨酯弹性体、磷酸三辛酯、丙二酸二丁酯、l-环己基甘氨酸和二乙二醇丁醚醋酸酯加入捏合机，在80-100℃下混炼2-3h，维持温度不变，真空混炼3-5h，冷却至室温，制得无硫化剂的混炼胶；再将无硫化剂的混炼胶、促进剂和硫化剂在双辊开炼机上进行薄通3-5次，制得含硫化剂的混炼胶；

16、步骤m2、将步骤m1中制备得到的含硫化剂的混炼胶成型后于压力8-15mpa、温度为160-180℃的平板硫化机上硫化10-20min，得一次硫化硅橡胶；

17、步骤m3、将一次硫化硅橡胶在160-240℃下进行二次硫化3-7h，得到硅橡胶。

18、优选的，所述步骤m1中，促进剂为促进剂tmtd。

19、优选的，所述步骤m1中，硫化剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷或2,4-二氯过氧化苯甲酰。

20、优选的，步骤m1中，所述真空混炼的真空度为-0.1mpa。

21、优选的，所述修复增强剂由以下步骤制得：

22、步骤a1、将尿素、甲醛水溶液和去离子水混合均匀，调节ph至8-9，升温至65-75℃，保温反应1-2h，冷却室温，得脲醛预聚体溶液，其中，尿素、甲醛水溶液和去离子水的质量比为5-6：12-16：42-46；

23、步骤a2、将十二烷基苯磺酸钠和功能单体加入去离子水中，加热至35-45℃，持续搅拌以形成乳液，其中，十二烷基苯磺酸钠、功能单体和去离子水的质量比为0.8-1.2：12-14：100-120；

24、步骤a3、边搅拌边将脲醛预聚体溶液滴加至步骤a2制备得到的乳液中，再加入氯化铵和耐水改性剂，继续搅拌4-8min，滴加正辛醇，滴毕，调节ph至2.8-3.2，升温至58-62℃，保温搅拌2.6-3.2h，抽滤，洗涤，干燥，得修复增强剂，在上述过程中，以氯化铵为固化剂，通过原位聚合法，制备得到的具有微胶囊结构的修复增强剂，其中，脲醛预聚体溶液、乳液、氯化铵、耐水改性剂和正辛醇的质量比为20-22：110-130：0.3-0.6：1.6-2.0：0.04-0.06。

25、优选的，所述步骤a1中，甲醛水溶液的质量分数为32-36%。

26、优选的，所述耐水改性剂由以下步骤制得：

27、步骤b1、氮气保护下，将对羟基二苯胺、丙烯酰氯加入无水乙醇中，搅拌均匀，再加入三乙胺，升温至回流，搅拌反应4-6h，反应结束后，萃取，有机相减压浓缩，得羟基单体，其中，对羟基二苯胺、丙烯酰氯、无水乙醇和三乙胺的质量比为2.6-2.8：1.2-1.4：45-65：0.02-0.04，在上述反应过程中，以无水乙醇为溶剂，三乙胺为缚酸剂，对羟基二苯胺和丙烯酰氯发生酰胺化反应，得羟基单体；

28、羟基单体的结构简式如下所示：

29、

30、步骤b2、将羟基单体、2-巯基烟酸和安息香二甲醚加入无水乙醇中，搅拌均匀，维持转速不变，边搅拌边置于紫外光辐照15-25min，控制辐照温度为35-45℃，反应结束后，去除无水乙醇，再经洗涤干燥，得吡啶基化合物，其中，羟基单体、2-巯基烟酸、安息香二甲醚和无水乙醇的质量比为2.1-2.5：1.1-1.5：0.02-0.04：35-45；

31、该吡啶基化合物的结构简式如下所示：

32、

33、在上述过程中，以无水乙醇为溶剂，安息香二甲醚为光引发剂，羟基单体上的不饱和双键和2-巯基烟酸上的巯基发生click反应，得吡啶基化合物；

34、步骤b3、将吡啶基化合物和4，6-二氨基嘧啶加入无水dmf中，搅拌均匀，边搅拌边滴加n，n'-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和无水dmf的混合液a，滴毕，升温至65-75℃，搅拌反应2-3h，反应结束后，冷却至室温，抽滤，滤饼经洗涤干燥，得耐水改性剂，其中，吡啶基化合物、4，6-二氨基嘧啶、无水dmf和混合液a的质量比为3.6-4.0：0.8-1.2：40-50：10，混合液a中，n，n'-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和无水dmf的质量比为1.8-2.2：1.4-1.6：15；

35、该耐水改性剂的结构简式如下所示：

36、

37、在上述反应过程中，以n，n'-二环己基碳二亚胺为脱水剂，4-二甲氨基吡啶为酰化剂，使吡啶基化合物的羧基和4，6-二氨基嘧啶上的氨基发生酰胺化反应，得到耐水改性剂。

38、优选的，所述步骤b2中辐照的波长峰值为365nm、强度为80mw/cm2。

39、优选的，所述功能单体由以下步骤制得：

40、步骤c1、将3，3'-二硫代二丙酸超声分散于无水dmf，滴加四丁基溴化铵、烯丙基缩水甘油醚和无水dmf混合液b，滴加结束后，升温至95-105℃，搅拌反应2-3h，反应结束后，离心，洗涤，干燥得烯丙基单体，其中，3，3'-二硫代二丙酸、无水dmf和混合液b的质量比为4-5：45-55：14，混合液b中，四丁基溴化铵、烯丙基缩水甘油醚和无水dmf的质量比为0.02-0.04：2.2-2.6：12-14，在上述过程中，以无水dmf为溶剂，3，3'-二硫代二丙酸与烯丙基缩水甘油醚发生开环酯化反应，得到烯丙基单体；

41、烯丙基单体的结构简式如下所示：

42、

43、步骤c2、氮气保护下，将烯丙基单体和卡斯特催化剂加入甲苯中，升温至35-45℃，搅拌均匀，再加入三乙氧基硅烷，继续升温至65-75℃，搅拌反应18-24h，反应结束后除去甲苯，得功能单体，其中，烯丙基单体、卡斯特催化剂、甲苯和三乙氧基硅烷的质量比为2.2-2.6：0.25-0.35：30-40：0.9-1.3；

44、该功能单体的结构简式如下所示：

45、

46、在上述过程中，以甲苯为溶剂，烯丙基单体上的不饱和双键和三乙氧基硅烷上的活性氢发生硅氢加成反应，得到功能单体。

47、综上所述，本技术具有以下有益效果：为了提高环保抗氧化的电线电缆的耐候性和防水性，本发明加入了修复增强剂，该修复增强剂外层为尿素和甲醛经化学交联，再经耐水改性剂改性的脲醛树脂结构，内核含功能单体，耐水改性剂中含有苯基、吡啶基、嘧啶基、酰胺基、氨基和羟基，苯基、吡啶基和嘧啶基存在一方面赋予聚乙烯优异的耐侵蚀和耐紫外线辐射特性，另一方面吡啶基和嘧啶基能与硅橡胶中的氨基发生氢键作用，提高了功能化聚乙烯与硅橡胶的相容性，同时使分子间的结合力变强，水分子不易通过涂膜进入分子内部，提高电线电缆的防水性能，氨基和羟基的存在能与脲醛树脂中的酰胺基发生氢键作用，进一步提高了电线电缆的防水性和力学性能，功能单体由3，3'-二硫代二丙酸与烯丙基缩水甘油醚发生化学键合，继续与三乙氧基硅烷发生化学交联制得，三乙氧基硅烷中含有-si-o-me-键，-si-o-me-键的存在一方面提高了功能化聚乙烯与硅橡胶间的相容性，另一方面其具有有机硅氧烷的疏水性和抗氧化性，3，3'-二硫代二丙酸含有二硫键和柔性长烷基链，通过动态二硫键和功能化聚乙烯和脲醛树脂间的氢键，提高了功能化聚乙烯的自修复性能，进一步提高了电线电缆的抗氧化性和力学性能，柔性长烷基链的存在能与-si-o-me-键共同作用，将其引入了功能化聚乙烯，能与耐水改性剂共同作用，提高了电线电缆的抗氧化性和力学性能。