本發(fā)明涉及電線電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高阻燃防水電線及制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電纜如電力電纜、控制電纜等采用的材料多為聚氯乙烯、聚烯烴等材料，阻燃性能差，在高溫場(chǎng)合會(huì)迅速老化直至電纜報(bào)廢，且在著火情況下護(hù)套、絕緣材料迅速燃燒導(dǎo)致電力中斷造成財(cái)產(chǎn)損失及威脅人身安全。

電線電纜是一種用以傳輸電能，信息和實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。電線電纜作為電力傳輸?shù)闹饕d體，廣泛應(yīng)用于電器裝備、照明線路、家用電器等方面，其質(zhì)量的好壞直接影響到工程質(zhì)量及消費(fèi)者的生命財(cái)產(chǎn)安全。目前的電線電纜從材料上分包括pvc、pe、pp等多種電線電纜。聚乙烯(pe)具有良好的電性能和加工性能,因而被廣泛用作電線電纜的絕緣及護(hù)套材料。但是聚乙烯材料的使用溫度低及蠕變性等缺點(diǎn),嚴(yán)重限制了其使用范圍。對(duì)此,人們采用了各種交聯(lián)或共混技術(shù)對(duì)其改性,以提高聚乙烯電線電纜的使用溫度及耐應(yīng)力開(kāi)裂性能。聚乙烯交聯(lián)工藝主要有過(guò)氧化物化學(xué)交聯(lián)、硅烷交聯(lián)、輻照交聯(lián)等。

隨著人們安全意識(shí)的提高，人們對(duì)電線電纜的阻燃性、耐火性等性能要求越來(lái)越高，高阻燃電線電纜是目前人們比較關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也為了人們的安全，有必要研發(fā)出一種輻照交聯(lián)高性能高阻燃電線電纜。通用的電線電纜從內(nèi)到外一般包括導(dǎo)線、內(nèi)護(hù)層、鎧裝層和外護(hù)層，普通電線電纜沒(méi)有鎧裝層，沒(méi)有鎧裝層的一般電線電纜在使用過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)磨破、露皮、漏電故障，造成電線電纜的導(dǎo)線還很新，而護(hù)套提前老化，直接影響到電線電纜的使用壽命和人身安全，造成資源浪費(fèi)。

使用傳統(tǒng)材料的耐火電線電纜，只能保證在火焰條件在一定時(shí)間的維持其正常供電，也不能在承受水淋、撞擊的狀態(tài)正常運(yùn)行。究其原因是在火焰條件下，耐高溫粘結(jié)劑已失去其粘結(jié)性，玻璃纖維布己失去其機(jī)械強(qiáng)度，云母鱗片之間的結(jié)合力己經(jīng)相當(dāng)?shù)厮缮?，在水淋條件下，云母帶結(jié)構(gòu)耐火層的絕緣電阻急劇下降，而無(wú)法維持線間的絕緣電阻而出現(xiàn)短路。出現(xiàn)機(jī)械撞擊時(shí)，己經(jīng)燃燒得相當(dāng)松散的云母帶結(jié)構(gòu)變得更加松散和脫落，也無(wú)法保持其絕緣性。因此，研究開(kāi)發(fā)一種既具有較好阻燃性，又能具有較好防水效果的電線，具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高阻燃防水電線及制備方法，所述高阻燃防水電線不僅具有較好阻燃效果，還具有優(yōu)異的防水性能，有效避免了因水淋導(dǎo)致的電線破損或者漏電現(xiàn)象，提高了電線的使用安全性，此外，所述制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，具有較好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明涉及一種高阻燃防水電線，包括電線本體、靜電屏蔽層、阻燃防護(hù)層，所述靜電屏蔽層設(shè)置在所述電線本體的外層，所述阻燃防護(hù)層設(shè)置在所述靜電屏蔽層的外層，其中所述靜電屏蔽層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料層，所述阻燃防護(hù)層為石墨烯改性聚氨酯涂層，電線本體為高阻燃聚烯烴電線。

優(yōu)選地，所述高阻燃聚烯烴電線包括如下重量份數(shù)的各原料：聚乙烯100～120份、乙烯醋酸乙烯共聚物10～20份、聚苯乙烯10～20份、石墨烯3～8份、增塑劑1～5份、穩(wěn)定劑5～10份、防老化劑5～10份、填充劑20～30份、相容劑10～15份、交聯(lián)劑1～5份。

優(yōu)選地，所述高阻燃聚烯烴電線包括如下重量份數(shù)的各原料：聚乙烯110份、乙烯醋酸乙烯共聚物15份、聚苯乙烯15份、石墨烯5份、增塑劑3份、穩(wěn)定劑8份、防老化劑7份、填充劑25份、相容劑12份、交聯(lián)劑3份。

優(yōu)選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；穩(wěn)定劑為三鹽基硫酸鉛；防老化劑為防老劑264；填充劑為滑石粉；相容劑為馬來(lái)酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過(guò)氧化叔丁基硅烷。

本發(fā)明還涉及一種高阻燃防水電線的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比稱取各聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑、填充劑、相容劑和交聯(lián)劑加入雙輥開(kāi)煉機(jī)中熔融共混，混合溫度為145～150℃，混合時(shí)間為5～10min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)5～10min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中低速攪拌5～10分鐘，然后進(jìn)入到單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線；

(2)將擠出的高阻燃聚烯烴電線冷卻后，于其表面涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料，干燥；

(3)再步驟(2)中得到的電線表面涂覆石墨烯改性聚氨酯涂料，干燥，即可。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中的擠出溫度為160～165℃，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為18～20r/min，保證擠出的電線密實(shí)，保證了電線的強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中干燥溫度為70～80℃，干燥2～3h。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中干燥溫度為70～80℃，干燥1～2h。

優(yōu)選地，所述步驟(2)和(3)干燥過(guò)程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護(hù)層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個(gè)電線具有均勻的干燥速度，防止不同部位干燥速度不同導(dǎo)致的涂覆層開(kāi)裂的現(xiàn)象。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明采用石墨烯改性聚氨酯涂層作為阻燃防護(hù)層，由于石墨烯具有片層共軛結(jié)構(gòu)，層層疊加形成致密的物理隔絕層，具有提高阻燃性，在改性后的聚氨酯涂料中進(jìn)一步形成一層致密的保護(hù)膜，起到隔絕空氣的作用，從而起到阻燃作用；此外，在高溫條件下，石墨烯涂層會(huì)生成二氧化碳和水，并生成更致密連續(xù)的炭化層，起到進(jìn)一步阻燃作用，有效避免了因線路問(wèn)題或者外界因素導(dǎo)致的電路著火現(xiàn)象，大大提高了電線使用安全性。

(2)由于石墨烯獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)，使得改性后的聚氨酯涂層能夠有效抑制水對(duì)涂膜的浸潤(rùn)與滲透，起到物理防水防腐作用；為電線的防水提供了第一道屏障。

(3)本發(fā)明所述的高阻燃防水電線，采用石墨烯改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯作為靜電屏蔽層，具有較好的防靜電效果，有效避免了由于電路靜電感應(yīng)對(duì)周圍居民帶來(lái)的潛在危險(xiǎn)；再由于石墨烯獨(dú)特的片層共軛結(jié)構(gòu)，層層疊加形成致密的防護(hù)層，能夠有效抑制水對(duì)靜電屏蔽層的浸潤(rùn)與滲透，為電線的防水提供了第二道屏障。

(4)綜上所述，本發(fā)明所述的高阻燃防水電線具有高防水防腐、高阻燃性能，符合目前市場(chǎng)需求，具有較好的應(yīng)用前景；此外，本發(fā)明所述制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和、操作安全，適合推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明所述高阻燃防水電線的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種高阻燃防水電線及制備方法；

本發(fā)明所述高阻燃防水電線，包括電線本體1、靜電屏蔽層2、阻燃防護(hù)層3，所述靜電屏蔽層2設(shè)置在所述電線本體1的外層，所述阻燃防護(hù)層3設(shè)置在所述靜電屏蔽層2的外層，其中所述靜電屏蔽層2為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料層，所述阻燃防護(hù)層3為石墨烯改性聚氨酯涂層，電線本體1為高阻燃聚烯烴電線。

其中，所述高阻燃聚烯烴電線包括如下重量份數(shù)的各原料：聚乙烯110份、乙烯醋酸乙烯共聚物15份、聚苯乙烯15份、石墨烯5份、增塑劑3份、穩(wěn)定劑8份、防老化劑7份、填充劑25份、相容劑12份、交聯(lián)劑3份。

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；穩(wěn)定劑為三鹽基硫酸鉛；防老化劑為防老劑264；填充劑為滑石粉；相容劑為馬來(lái)酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過(guò)氧化叔丁基硅烷。

本發(fā)明還涉及一種高阻燃防水電線的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比稱取各聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑、填充劑、相容劑和交聯(lián)劑加入雙輥開(kāi)煉機(jī)中熔融共混，混合溫度為150℃，混合時(shí)間為8min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)8min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中低速攪拌8分鐘，然后進(jìn)入到單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為160℃，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為20r/min，保證擠出的電線密實(shí)，保證了電線的強(qiáng)度。

(2)將擠出的高阻燃聚烯烴電線冷卻后，于其表面涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料，于溫度為80℃，干燥2h；

(3)再步驟(2)中得到的電線表面涂覆石墨烯改性聚氨酯涂料，于溫度為70℃，干燥2h，即可。

其中，步驟(2)和(3)干燥過(guò)程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護(hù)層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個(gè)電線具有均勻的干燥速度，防止不同部位干燥速度不同導(dǎo)致的涂覆層開(kāi)裂的現(xiàn)象。

實(shí)施例2：

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種高阻燃防水電線及制備方法；

本發(fā)明所述高阻燃防水電線，包括電線本體、靜電屏蔽層、阻燃防護(hù)層，所述靜電屏蔽層設(shè)置在所述電線本體的外層，所述阻燃防護(hù)層設(shè)置在所述靜電屏蔽層的外層，其中所述靜電屏蔽層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料層，所述阻燃防護(hù)層為石墨烯改性聚氨酯涂層，電線本體為高阻燃聚烯烴電線。

其中，所述高阻燃聚烯烴電線包括如下重量份數(shù)的各原料：聚乙烯100份、乙烯醋酸乙烯共聚物10份、聚苯乙烯10份、石墨烯3份、增塑劑1份、穩(wěn)定劑5份、防老化劑5份、填充劑20份、相容劑10份、交聯(lián)劑1份。

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；穩(wěn)定劑為三鹽基硫酸鉛；防老化劑為防老劑264；填充劑為滑石粉；相容劑為馬來(lái)酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過(guò)氧化叔丁基硅烷。

本發(fā)明還涉及一種高阻燃防水電線的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比稱取各聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑、填充劑、相容劑和交聯(lián)劑加入雙輥開(kāi)煉機(jī)中熔融共混，混合溫度為145℃，混合時(shí)間為10min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)5min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中低速攪拌10min，然后進(jìn)入到單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為160℃，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為20r/min，保證擠出的電線密實(shí)，保證了電線的強(qiáng)度。

(2)將擠出的高阻燃聚烯烴電線冷卻后，于其表面涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料，于溫度為70℃，干燥3h；

(3)再步驟(2)中得到的電線表面涂覆石墨烯改性聚氨酯涂料，于溫度為80℃，干燥1h，即可。

其中，步驟(2)和(3)干燥過(guò)程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護(hù)層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個(gè)電線具有均勻的干燥速度，防止不同部位干燥速度不同導(dǎo)致的涂覆層開(kāi)裂的現(xiàn)象。

實(shí)施例3：

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種高阻燃防水電線及制備方法；

本發(fā)明所述高阻燃防水電線，包括電線本體、靜電屏蔽層、阻燃防護(hù)層，所述靜電屏蔽層設(shè)置在所述電線本體的外層，所述阻燃防護(hù)層設(shè)置在所述靜電屏蔽層的外層，其中所述靜電屏蔽層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料層，所述阻燃防護(hù)層為石墨烯改性聚氨酯涂層，電線本體為高阻燃聚烯烴電線。

其中，所述高阻燃聚烯烴電線包括如下重量份數(shù)的各原料：聚乙烯120份、乙烯醋酸乙烯共聚物20份、聚苯乙烯20份、石墨烯8份、增塑劑5份、穩(wěn)定劑10份、防老化劑10份、填充劑30份、相容劑15份、交聯(lián)劑5份。

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；穩(wěn)定劑為三鹽基硫酸鉛；防老化劑為防老劑264；填充劑為滑石粉；相容劑為馬來(lái)酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過(guò)氧化叔丁基硅烷。

本發(fā)明還涉及一種高阻燃防水電線的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照配比稱取各聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑、填充劑、相容劑和交聯(lián)劑加入雙輥開(kāi)煉機(jī)中熔融共混，混合溫度為150℃，混合時(shí)間為5min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)10min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機(jī)中低速攪拌5min，然后進(jìn)入到單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為165℃，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為18r/min，保證擠出的電線密實(shí)，保證了電線的強(qiáng)度。

(2)將擠出的高阻燃聚烯烴電線冷卻后，于其表面涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/石墨烯納米復(fù)合材料，于溫度為80℃，干燥2h；

(3)再步驟(2)中得到的電線表面涂覆石墨烯改性聚氨酯涂料，于溫度為80℃，干燥1h，即可。

其中，步驟(2)和(3)干燥過(guò)程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護(hù)層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個(gè)電線具有均勻的干燥速度，防止不同部位干燥速度不同導(dǎo)致的涂覆層開(kāi)裂的現(xiàn)象。

綜上所述，本發(fā)明所述高阻燃防水電線不僅具有較好阻燃效果，還具有優(yōu)異的防水性能，有效避免了因水淋導(dǎo)致的電線破損或者漏電現(xiàn)象，提高了電線的使用安全性，此外，所述制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，具有較好的應(yīng)用前景。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。