本發(fā)明涉及電纜，具體為一種高可靠長效防蟻電纜及其制備方法。

背景技術：

1、電纜的防白蟻研究從19世紀30年代就已經(jīng)開始，最初，電纜的防蟻研究方向主要為藥物型的防蟻電纜，如曾有研究將狄氏劑、氯丹、七氯、林丹等其中一種為藥劑跟塑料混合，結果顯示初期防蟻后果明顯，但數(shù)年后取回電纜樣品測定毒力，發(fā)明毒性已降落，這主要是塑料老化及藥物逐步緩釋作用所致。同時電纜絕緣護套處于電纜最外層，是電纜最容易受到外力、外界因素影響的部分，在外力、外界因素的作用下，電纜絕緣護套會產(chǎn)生裂紋等損傷，從而給了白蟻啃咬的突破口。因此需要定期對電纜進行檢測和修復，對電纜絕緣護套進行修復的常規(guī)修復方法有采用熱風焊、熱縮管、修復液罐裝等，但這些修復方法不具備自修復性，需要依靠故障定位技術查找到故障點才能進行修復。然而，電纜線路長、敷設方式復雜，現(xiàn)有故障定位技術精確度有限，準確查找故障點的難度較大，此外，修復前還需挖開覆土、拆線、停電，需要耗費大量的人力、物力，影響正常生產(chǎn)，因此，仍需研發(fā)一種具備長效防蟻并且可以自修復的高可靠新材料，以解決現(xiàn)有技術需依靠故障定位技術、需停電的難題。

2、自修復又稱自愈合，是一種無需外力作用，材料自身對裂紋等缺陷進行自我修復的能力。自修復技術根據(jù)自修復機理分為含修復劑（也稱填充型）和不含修復劑（也稱本征型）兩種。含修復劑的自修復技術通過中空纖維、微膠囊、微脈管等載體將修復劑包覆然后植入到材料中，當材料產(chǎn)生裂紋等損傷時，裂紋造成載體破裂而釋放出修復劑，在體系內(nèi)催化劑的作用下單體發(fā)生聚合，填補裂紋實現(xiàn)自修復，目前，常用的微膠囊修復體系有環(huán)氧樹脂-固化劑體系、極性溶劑-環(huán)氧樹脂體系、聚二甲基硅氧烷-丁基錫類催化劑體系和雙環(huán)戊二烯（dcpd）-催化劑體系等，雙環(huán)戊二烯-催化劑體系是利用雙環(huán)戊二烯（dcpd）的開環(huán)移位聚合反應（romp）生成聚雙環(huán)戊二烯（pdcpd）從而對缺陷部位進行修補，其反應速率很快，且反應前后碳碳雙鍵得以保留，保證了修復區(qū)域的韌性和強度，該體系的工藝簡單、適用條件和基體范圍較廣，并且其穩(wěn)定性和綜合性能較好，可作為自修復型絕緣材料的候選體系。但目前的壁材材料以脲醛樹脂為主，其脆性較大，在聚乙烯材料中占比超過5wt%時，就會使得聚乙烯的機械性能出現(xiàn)大幅度的下降，但是添加量過少時又難以達到高度自修復的效果。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種高可靠長效防蟻電纜，在pe外護套材料中加入表面修飾二氧化硅微膠囊，使用二氧化硅作為自修復微膠囊的囊壁材料，修復劑和防蟻劑作為囊芯材料，并且在二氧化硅的表面修飾具有分散效果的聚乙二醇單甲醚鏈段和具有防蟻效果的正壬酸香草酰胺鏈段，從而達到高可靠長效防蟻的效果。

2、實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下：

3、一種高可靠長效防蟻電纜，從內(nèi)至外依次包括導體、絕緣層、導體屏蔽層、鋁套層和pe外護套，所述pe外護套，按重量份數(shù)計，包括以下組分：聚乙烯100份，熱塑性彈性體20-50份，表面修飾二氧化硅微膠囊10~30份，催化劑0.1-1份，助劑5~10份，所述表面修飾二氧化硅微膠囊從內(nèi)至外依次包括囊芯、囊壁和修飾層，所述囊芯包括雙環(huán)戊二烯和防蟻劑，所述囊壁為二氧化硅，所述修飾層包括聚乙二醇單甲醚鏈段和正壬酸香草酰胺鏈段。

4、具體的，所述表面修飾二氧化硅微膠囊的制備方法如下：

5、s1.二氧化硅微膠囊的制備：將雙環(huán)戊二烯、防蟻劑和乳化劑分散于去離子水中，調(diào)節(jié)ph至7~8，機械攪拌直至形成穩(wěn)定的水包油乳液，加入正硅酸四乙酯和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，攪拌均勻后將鹽酸緩慢滴加到乳液中以調(diào)節(jié)ph值至2.5，將乳液加熱，攪拌反應一段時間，得到二氧化硅微膠囊，洗滌干燥備用；

6、s2.聚乙二醇單甲醚鏈段的制備：在氮氣氣氛下，將聚乙二醇單甲醚和三乙烯二胺混合，加熱至50℃~55℃，逐滴加入異氰酸丙基三乙氧基硅烷，控制反應溫度在50-55℃下，攪拌反應3~6小時，制得帶有硅烷基團的聚乙二醇單甲醚鏈段；

7、s3.正壬酸香草酰胺鏈段的制備：在氮氣氣氛下，將正壬酸香草酰胺溶于丙酮，加入碳酸鉀作為催化劑，逐滴加入含氯硅烷偶聯(lián)劑，控制反應溫度在50-60℃回流反應6~12小時，制得帶有硅烷基團的正壬酸香草酰胺鏈段；

8、s4.將帶有硅烷基團的聚乙二醇單甲醚鏈段和正壬酸香草酰胺鏈段對s1步驟制得的二氧化硅微膠囊進行表面修飾，制得表面修飾二氧化硅微膠囊。

9、優(yōu)選的，所述聚乙二醇單甲醚鏈段和正壬酸香草酰胺鏈段的總質(zhì)量為二氧化硅微膠囊的1~10wt%，所述聚乙二醇單甲醚鏈段和正壬酸香草酰胺鏈段的質(zhì)量比為1:（1~3）。

10、優(yōu)選的，所述防蟻劑選自氨基甲酸酯和除蟲菊酯的至少一種。

11、優(yōu)選的，所述防蟻劑為質(zhì)量比為（1~3）：1的氨基甲酸酯和除蟲菊酯的復配。

12、優(yōu)選的，所述聚乙二醇單甲醚的分子量為350~1000g/mol，進一步優(yōu)選為400~550g/mol。

13、優(yōu)選的，所述含氯硅烷偶聯(lián)劑包括3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、(3-氯丙基)二乙氧基(甲基)硅烷的至少一種。

14、優(yōu)選的，所述雙環(huán)戊二烯和防蟻劑的質(zhì)量比為1:1；所述正硅酸四乙酯和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比為（4~5）:1，其中，3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷用于增加雙環(huán)戊二烯與正硅酸四乙酯的相容性。

15、優(yōu)選的，所述聚乙烯為低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯的至少一種。

16、優(yōu)選的，所述熱塑性彈性體包含聚烯烴彈性體、熱塑性聚烯烴或熱塑性硫化橡膠中的至少一種。

17、優(yōu)選的，所述催化劑為grubbs一代催化劑、grubbs二代催化劑、grubbs三代催化劑的一種或幾種。

18、優(yōu)選的，所述助劑包括炭黑、抗氧劑、潤滑劑的一種或幾種。

19、優(yōu)選的，所述抗氧劑為質(zhì)量比(1~2)：1的主抗氧劑和輔助抗氧劑；所述主抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，所述輔助抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑。

20、優(yōu)選的，所述潤滑劑為低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸復合酯類、酰胺類中的任意一種或幾種。

21、優(yōu)選的，所述pe外護套按重量份數(shù)計，還包括10-30份阻燃劑。

22、優(yōu)選的，所述阻燃劑選自無鹵阻燃劑，具體可選自聚磷酸銨、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、三嗪成炭劑、氰尿酸三聚氰胺中的至少一種。

23、本發(fā)明還保護所述高可靠長效防蟻電纜的制備方法，包括以下步驟：將聚乙烯、熱塑性彈性體、表面修飾二氧化硅微膠囊、催化劑、助劑混合后熔融擠出制得pe外護套材料，然后在電纜鋁套層外擠包成pe外護套，制得高可靠長效防蟻電纜。

24、有益效果

25、本發(fā)明中提供了一種高可靠長效防蟻電纜，從內(nèi)至外依次包括導體、絕緣層、導體屏蔽層、鋁套層和pe外護套。通過在pe外護套材料中加入表面修飾二氧化硅微膠囊作為長效防蟻修復劑，具有以下有益效果：

26、（1）二氧化硅作為自修復微膠囊的囊壁材料，其機械強度高、耐熱性能好，增加表面修飾二氧化硅微膠囊在pe中的占比不會導致機械性能的下降，甚至可以提高聚乙烯的機械強度。

27、（2）在二氧化硅的表面修飾聚乙二醇單甲醚鏈段和正壬酸香草酰胺鏈段，聚乙二醇單甲醚鏈段提高了表面修飾二氧化硅微膠囊的分散性，保證了電纜外護套的機械強度、驅(qū)蟻效果和自修復效果；正壬酸香草酰胺即辣椒素是常用的小分子防蟻劑，直接使用時分散效果不佳且容易析出，將其修飾在二氧化硅表面不僅提高了分散效果，并且使得小分子的酰胺結構不容易遷移而導致失效，從而長效防蟻的作用。

28、（3）囊芯材料中加入修復劑雙環(huán)戊二烯和防蟻劑作為囊芯材料，當電纜外護套因外力破損時，微膠囊里的修復劑和防蟻劑同時釋放，在防止白蟻對缺口啃食的同時，雙環(huán)戊二烯在催化劑的作用下實現(xiàn)自修復，通過雙重壁壘達到高可靠長效防蟻的性能。