本發(fā)明屬于電纜料，具體地，涉及一種銅絲電線護套材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、電線是傳輸電信號和電流的載體，其供電穩(wěn)定性將直接決定設(shè)備的運行安全性，同時，隨著電力能源的發(fā)展，電氣設(shè)備的應(yīng)用越來越普及，對電線的性能要求也越來越高；電線的組成總體上可分為導(dǎo)體、絕緣層和護套這三個主要結(jié)構(gòu)組成部分。

2、銅絲具有極高的導(dǎo)電性，僅次于銀，是電線和電纜制造的理想材料。這使得銅絲電線能夠有效地傳輸電能，減少能量損失，并且銅絲的導(dǎo)熱系數(shù)高，能夠迅速散發(fā)熱量，減少電線過熱的可能性，保證電線的安全性，因其卓越的性能，常常作為電線的導(dǎo)體材料。為了保護銅絲，通常在銅絲表面包覆絕緣層和護套層，而由于電線最外層是護套層，直接與外界環(huán)境接觸，因此護套的性能決定了電纜的性能是否優(yōu)異；常見的電纜護套材料有聚丙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚氯乙烯等，其中聚丙烯簡稱pp，是丙烯通過加聚反應(yīng)而成的聚合物。是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強度機械性能和良好的高耐磨加工性能等，但是聚丙烯氧指數(shù)較低，屬于易燃材料，有一定的安全隱患，并且聚丙烯抗氧化性能較差，長期使用后，力學(xué)強度下降明顯，因此，亟需解決以上問題，以滿足電纜料技術(shù)領(lǐng)域的更高需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種銅絲電線護套材料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種銅絲電線護套材料的制備方法，包括以下步驟：

4、將聚丙烯樹脂置于真空烘箱中，100℃下干燥12h，將充分干燥的聚丙烯樹脂與乙烯丙烯酸酯橡膠(aem)、多效阻燃劑、改性玻璃纖維、引發(fā)劑和潤滑劑投入攪拌機中混合30min后，再加入到雙螺桿擠出機中，熔融共混，擠出，得到銅絲電線護套材料。

5、進一步地，各原料按照重量份數(shù)計如下：80-100份聚丙烯樹脂、20-30份乙烯丙烯酸酯橡膠、5-15份多效阻燃劑、10-20份改性玻璃纖維、0.1-0.3份引發(fā)劑、2-4份潤滑劑。

6、進一步地，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯中的一種。

7、進一步地，所述潤滑劑為石蠟、硬脂酰鋅、硬脂酸鎂和環(huán)氧大豆油中的一種。

8、制得的銅絲電線護套材料以聚丙烯為基體，賦予了護套材料一定的力學(xué)強度和耐化學(xué)品性；添加乙烯丙烯酸酯橡膠，能一定程度的增強護套材料的耐老化性能。

9、進一步地，所述改性玻璃纖維通過以下步驟制得：

10、a1、在燒杯中加入玻璃纖維，隨后逐滴加入雙氧水，攪拌混合均勻后，加熱升溫至110℃，回流4h，過濾，干燥，得到羥基化玻璃纖維；

11、a2、將步驟a1得到的羥基化玻璃纖維與丙酮和硅烷偶聯(lián)劑kh-172混合后，加熱升溫至80℃，反應(yīng)4h，反應(yīng)完成，過濾，真空干燥，得到改性玻璃纖維。

12、進一步地，各原料按照重量份數(shù)計如下：5-10份玻璃纖維、25-45份雙氧水、50-70份丙酮、10-20份硅烷偶聯(lián)劑kh-172。

13、玻璃纖維是一種高強度的填充材料，通過硅烷偶聯(lián)劑kh-172對玻璃纖維進行表面改性，增強其表面疏水性，能改善玻璃纖維與聚丙烯基體的相容性，使改性玻璃纖維在基體中分散均勻，減輕團聚現(xiàn)象的發(fā)生，大幅增強了聚丙烯基體的力學(xué)強度。

14、進一步地，所述多效阻燃劑通過以下步驟制得：

15、s1、在帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中將2-甲基-6-叔丁基苯酚和氫氧化鉀混合，裝置通入氮氣，在氮氣保護下，升高溫度至50℃，保溫1h后，滴加丙烯酸甲酯，滴加完畢，快速升溫至130℃，反應(yīng)4h，反應(yīng)完成，冷卻至室溫，加入甲苯，并用鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph＝7，靜置分出水相和有機相，取有機相減壓蒸餾除去甲苯，繼續(xù)升溫，收集190-210℃之間的餾分即為中間體1；2-甲基-6-叔丁基苯酚、氫氧化鉀、丙烯酸甲酯的用量之比為16.4g:0.2g:9.1g；

16、在氫氧化鉀的催化下，2-甲基-6-叔丁基苯酚與丙烯酸甲酯發(fā)生反應(yīng)，得到中間體1；具體反應(yīng)過程如下所示：

17、

18、s2、室溫，氮氣保護下在裝有攪拌裝置三口燒瓶中加入中間體1、硫代雙乙醇、二異丙基氨基鋰(催化劑，lad)和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，攪拌混合均勻后，升溫至80℃，反應(yīng)8h，反應(yīng)完成，減壓蒸餾去除溶劑，無水乙醇洗滌2-3次，得到中間體2；中間體1、硫代雙乙醇、二異丙基氨基鋰、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為24.9g:15.5g:0.5g:100ml；

19、在二異丙基氨基鋰的催化下，中間體1與硫代雙乙醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，通過控制二者的摩爾比接近1:1且硫代雙乙醇略微過量，使硫代雙乙醇上只有一個羥基參與到反應(yīng)，得到中間體2；具體反應(yīng)過程如下所示：

20、

21、s3、在裝有攪拌裝置三口燒瓶中將中間體2、肌氨酸與甲苯混合攪拌均勻，再加入二丁基氧化錫(催化劑)和二環(huán)己基碳二亞胺(dcc，脫水劑)，控制反應(yīng)溫度為75℃，保溫反應(yīng)6h，反應(yīng)期間不斷攪拌邊，反應(yīng)完成，過濾，旋蒸除去部分溶劑，再通過柱層析提純(洗脫液采用苯/乙酸乙酯的混合溶劑，二者的體積比為1:3)，旋蒸除去洗脫液，得到中間體3；中間體2、肌氨酸、甲苯、二丁基氧化錫、dcc的用量之比為33.9g:8.9g:150ml:0.4g:20.6g；

22、在二丁基氧化錫和dcc的催化下，中間體2上的羥基和肌氨酸上的羧基發(fā)生酯化反應(yīng)，得到中間體3；具體反應(yīng)過程如下所示：

23、

24、s4、室溫，氮氣保護下在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中，將中間體3、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二異丙基乙胺(催化劑)混合均勻后，置于5℃的冰浴中，滴加乙烯三氯硅烷，并控制滴加過程中溫度不超過25℃，滴加完成，80℃下反應(yīng)4h，反應(yīng)完成，減壓蒸餾，過濾，無水乙醇洗滌3-4次，真空干燥，得到多效阻燃劑；中間體3、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二異丙基乙胺、乙烯三氯硅烷的用量之比為123.3g:200ml:30ml:15.9g；

25、在n,n-二異丙基乙胺的催化下，中間體3與乙烯三氯硅烷發(fā)生親核取代反應(yīng)，通過控制二者的摩爾比接近3:1使乙烯三氯硅烷有三個氯基參與反應(yīng)，得到多效阻燃劑，具體反應(yīng)過程如下所示：

26、

27、本發(fā)明制得的多效阻燃劑分子中含有si-n阻燃成分、硫元素、半受阻酚結(jié)構(gòu)和碳碳雙鍵，其中其中si-n阻燃成分具備硅系和氮系阻燃劑的協(xié)同阻燃效果，而且相比一般的硅與氧直接相連的硅系阻燃劑，si-n為共價鍵，物化性能穩(wěn)定，且燃燒時不易生成sio2的而是生成更致密的si-c或si-si層，阻燃抑煙效果更佳；引入的硫元素能加速基體異構(gòu)化產(chǎn)生大量的co2并催化基體fries重排進度進而促進成炭，與si-n阻燃成分起協(xié)效作用，大幅提升基體的阻燃性；不僅如此，硫醚基團還可以改善聚丙烯基體的力學(xué)性能；另外，引入的半受阻酚類抗氧劑與傳統(tǒng)的全受阻酚類抗氧劑相比，具有適當(dāng)空間位阻效應(yīng)的鄰位取代基，在降低酚羥基之間的鍵解離能的同時，還增加了酚羥基與體系自由基之間的碰撞幾率，具有較高清除自由基的能力，能增強基體的耐老化性能，并且多效阻燃劑分子含有三個半受阻酚基團，其耐老化性能更強；最后，引入的碳碳雙鍵能與基體發(fā)生交聯(lián)，能顯著增強多效阻燃劑的耐遷移和耐滲出性能，使多效阻燃劑能長久穩(wěn)定的發(fā)揮性能。

28、本發(fā)明的有益效果：

29、1、本發(fā)明制得的護套材料以聚丙烯為基體，賦予了護套材料一定的力學(xué)強度和耐化學(xué)品性；

30、2、添加乙烯丙烯酸酯橡膠，能一定程度的增強護套材料的耐老化性能；

31、3、通過對玻璃纖維進行改性，相比普通的玻璃纖維，與聚丙烯基體的相容性好，團聚現(xiàn)象明顯減輕，增強了護套材料的力學(xué)強度；

32、4、制得的多效阻燃劑能顯著增強護套材料的阻燃性能、耐老化性能和一定程度的力學(xué)性能，并且性能長久穩(wěn)定，不易脫落；

33、因此，本發(fā)明制得的護套材料力學(xué)強度優(yōu)異，并且具有穩(wěn)定高效的阻燃性能、耐老化性能，在電纜料技術(shù)領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價值。