一种耐酸碱防水聚乙烯电缆及制备方法与流程

本发明属于电缆，特别是一种耐酸碱防水聚乙烯电缆及制备方法。

背景技术：

1、在电力、通讯和建筑工程等领域，防水电缆扮演着至关重要的角色。其中，防水聚乙烯(pe)电缆以其独特的性能优势，成为众多应用场景中的优选产品。

2、防水聚乙烯电缆是一种采用聚乙烯材料制成的特殊电缆，具有优异的耐寒性、防腐蚀性和防水性能。

3、由于聚乙烯材料本身具有良好的疏水性，因此，将其作为电缆材料能够有效阻止水分渗透进入电缆内部，保护电缆的绝缘层和导体不受损害。

4、由于聚乙烯电缆出色的性能，使得聚乙烯电缆能够广泛应用于交通、建筑、地下管道以及电力工程等多个领域。

5、然而，现有的聚乙烯电缆虽然具有较好的防水行，但是其耐酸碱腐蚀性能相对较差，长时间接触酸碱环境，极易造成电缆材料性能大幅度的降低，明显的缩短聚乙烯电缆的使用寿命。

6、因此，本发明通过提供一种耐酸碱防水聚乙烯电缆来解决相应的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种耐酸碱防水聚乙烯电缆，以解决现有技术中的不足。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种耐酸碱防水聚乙烯电缆，包括导体与护套；

4、所述护套按重量份计包括以下成分制成：聚乙烯90-95份、交联剂1-3份、改性增强剂15-20份、硅橡胶12-16份、防老剂1-1.6份、无机纤维3-5份、氢氧化镁6-8份、氧化锌1-3份、偶联剂1.5-1.8份；

5、所述导体为铜芯。

6、作为进一步的技术方案：所述改性增强剂制备方法为：

7、首先，向反应釜内添加苯乙烯与马来酸酐；

8、将引发剂添加到溶剂中，搅拌混合均匀，得到引发剂溶液；

9、向反应釜内通入惰性气体，排出反应釜内空气，然后再将引发剂溶液添加到反应釜内，调节温度至70℃，保温搅拌反应4小时，然后再添加纳米水滑石，继续搅拌反应4小时，结束反应，得到反应混合物；

10、对反应混合物进行离心处理，然后过滤，洗涤，干燥，得到改性增强剂；

11、其中，离心转速为8000r/min，时间为15min；

12、其中，干燥温度为80℃，时间为10小时。

13、作为进一步的技术方案：所述苯乙烯与马来酸酐摩尔比为1:1。

14、作为进一步的技术方案：所述引发剂为偶氮二异丁腈；

15、所述偶氮二异丁腈与苯乙烯质量比为1:200；

16、所述偶氮二异丁腈与溶剂混合比例为0.35g：500ml；

17、所述溶剂为乙酸异戊酯。

18、作为进一步的技术方案：所述惰性气体为氮气；

19、以改性增强剂总质量计，纳米水滑石质量分数为5-8％。

20、作为进一步的技术方案：所述纳米水滑石制备方法为：

21、首先，将硝酸镁、硝酸铝分别添加到去离子水中，搅拌至溶解，得到硝酸镁与硝酸铝混合溶液；

22、其中，硝酸镁与硝酸铝混合溶液中硝酸镁与硝酸铝摩尔比为1:1，硝酸镁质量分数为12.8％；

23、将氢氧化钠、碳酸钠分别添加到去离子水中，搅拌至溶解，得到氢氧化钠与碳酸钠混合溶液；

24、其中，氢氧化钠与碳酸钠混合溶液中氢氧化钠与碳酸钠混合摩尔比为3:1，氢氧化钠质量分数为5.3％；

25、将氢氧化钠与碳酸钠混合溶液滴加到硝酸镁与硝酸铝混合溶液中，边滴加边搅拌，在30min时间内滴加完成，然后继续搅拌15min，再调节反应体系ph至12，调节温度至120℃，保温搅拌12小时，然后进行出料，经过离心，过滤，洗涤至中性，经过真空干燥至恒重，得到纳米水滑石；

26、其中，离心转速为5000r/min，时间为15min；

27、氢氧化钠与碳酸钠混合溶液滴加到硝酸镁与硝酸铝混合溶液混合体积比为1:1；

28、调节反应体系采用浓度为1mo l/l的氢氧化钠溶液进行调节。

29、作为进一步的技术方案：所述真空干燥温度为50℃，真空干燥时间为20小时。

30、作为进一步的技术方案：所述交联剂为硅烷交联剂a151；

31、所述防老剂为防老剂4010。

32、作为进一步的技术方案：所述无机纤维为玻璃纤维；

33、所述偶联剂为有机硅烷偶联剂；

34、所述有机硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。

35、一种耐酸碱防水聚乙烯电缆的制备方法，包括以下步骤：

36、s1备料：

37、按各重量份称取：聚乙烯、交联剂、改性增强剂、硅橡胶、防老剂、无机纤维、氢氧化镁、氧化锌、偶联剂；

38、s2混料：

39、将聚乙烯、交联剂、改性增强剂、硅橡胶、防老剂、无机纤维、氢氧化镁、氧化锌、偶联剂依次添加到搅拌机中，进行搅拌混合，得到混合料；

40、s3导体安装：

41、将导体依次穿过挤出机模具；

42、s4挤出成型：

43、将混合料添加到挤出机中进行熔融挤出，对导体进行包胶，经过冷却定型，即可；

44、挤出机的温度设置为：加料段135℃，压缩段175℃，均化段180℃，机头部分165℃；

45、挤出机的转速设置为：60r/min。

46、有益效果：

47、本发明制备的聚乙烯电缆具有优异的机械特性、耐热性、耐化学性和绝缘性，能够广泛应用于在电力传输领域。

48、为了提高本发明制备的聚乙烯电缆的耐腐蚀性能，本发明通过引入了制备的改性增强剂来大幅度的提高制备的聚乙烯电缆的耐腐蚀性能与防水性能，通过改性增强剂中引入的纳米水滑石，由于其具有极高的比表面积和表面能，能够显著增强聚乙烯电缆的物理和化学性能，此外，纳米水滑石还能在聚乙烯电缆中不仅极大的提高了聚乙烯电缆的致密度，同时，能够形成有效的屏障层，阻碍腐蚀性介质对聚乙烯电缆护套的渗透作用，大幅度的提高了聚乙烯电缆的耐酸碱腐蚀性能与防水性能。

49、本发明通过将纳米水滑石引入到改性增强剂中，能够极大的提高纳米水滑石粒子在聚乙烯电缆内的分散性，并且，以改性增强剂为基础，能够与聚乙烯分子链之间可以形成强烈的物理化学作用，包括如氢键、范德华力或化学键合等作用，大幅度的增强了界面相互作用，而通过大幅度的增强界面相互作用，又能够显著的提高了所制备的聚乙烯电缆护套的整体强度，由于改性增强剂作为中介作用，使得纳米绘画室能够在聚乙烯电缆基体中均匀分散并稳定存在，当聚乙烯电缆暴露在酸碱环境中时，这种稳定的结构能够有效抵御腐蚀性介质的侵蚀，从而极大的提高了聚乙烯电缆的耐酸碱腐蚀性能，从而，延长了其使用寿命并且，拓宽了其应用领域，能够在各种复杂的环境下长期使用。

50、本发明通过各组分的配合作用，能够在聚乙烯电缆中形成一层致密的防护层，这层防护层能够阻挡腐蚀性离子和分子的直接接触，从而减缓或阻止它们对聚乙烯电缆基材的破坏。同时，纳米填料的微小尺寸效应使其能够填补材料内部的微孔和缺陷，进一步提高材料的致密性和抗渗透性。