本發(fā)明屬于電線(xiàn)電纜，具體地，涉及一種耐老化壓電線(xiàn)纜。

背景技術(shù)：

1、壓電線(xiàn)纜的結(jié)構(gòu)通常包括導(dǎo)體、絕緣體、金屬包帶、外護(hù)套等部分。其中外護(hù)套直接與外界環(huán)境接觸，對(duì)電纜的性能起著決定性作用，常見(jiàn)的外護(hù)套有聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚丙烯、氟塑料和硅橡膠等，其中聚丙烯具有優(yōu)異的絕緣性能、耐溫等級(jí)高、輕質(zhì)、易加工，可循環(huán)再利用等特點(diǎn)，因其出色的性能，被廣泛應(yīng)用。但是聚丙烯也存在一定的不足之處，由于聚丙烯鏈上存在著大量不穩(wěn)定的叔碳原子，經(jīng)光、熱、氧作用后，易發(fā)生老化降解，耐老化性能較差；因此，亟需發(fā)明一種耐老化壓電線(xiàn)纜，以滿(mǎn)足電線(xiàn)電纜技術(shù)領(lǐng)域的更高需求。

技術(shù)實(shí)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，提供了一種耐老化壓電線(xiàn)纜。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種耐老化壓電線(xiàn)纜由從內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)體、絕緣層、金屬屏蔽層和外護(hù)套構(gòu)成。

4、進(jìn)一步地，所述導(dǎo)體的材料為純銅。

5、進(jìn)一步地，所述絕緣層的材料為聚乙烯。

6、進(jìn)一步地，所述金屬屏蔽層由銅絲編織而成。

7、進(jìn)一步地，所述外護(hù)套的材料包括以下重量份原料：60-80份聚丙烯樹(shù)脂、15-25份改性氫氧化鎂、4-16份抗老化劑、0.1-0.3份引發(fā)劑、3-6份潤(rùn)滑劑。

8、進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰和過(guò)氧化月桂酰中的一種。

9、進(jìn)一步地，所述潤(rùn)滑劑為環(huán)氧大豆油和石蠟中的一種。

10、進(jìn)一步地，所述改性氫氧化鎂通過(guò)以下步驟制得：

11、在室溫下，將氫氧化鎂和去離子水，在高剪切混合乳化機(jī)下高速攪拌45min，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶聯(lián)劑kh-550)，繼續(xù)在高剪切混合乳化機(jī)下高速攪拌45min，反應(yīng)完成，過(guò)濾，真空干燥，得到改性氫氧化鎂。

12、進(jìn)一步地，氫氧化鎂、去離子水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量之比為5.0g:100ml:7.5g。

13、氫氧化鎂屬于無(wú)機(jī)阻燃劑，具有較好的阻燃抑煙性能，使用硅烷偶聯(lián)劑kh-550對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行改性，能大幅改善氫氧化鎂與聚丙烯基體的界面效應(yīng)，提高氫氧化鎂與基體的相容性，從而促進(jìn)改性氫氧化鎂在基體中均勻分散，減輕團(tuán)聚現(xiàn)象，使氫氧化鎂阻燃和抑煙的性能得以充分發(fā)揮。

14、進(jìn)一步地，所述抗老化劑通過(guò)以下步驟制得：

15、s1、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中將2,2,6,6-四甲基哌啶醇、正辛烷、三氧化鉬混合攪拌均勻，加熱至85℃，滴加叔丁基過(guò)氧化氫水溶液，滴加完成后，回流反應(yīng)8h，反應(yīng)完成，抽濾，濾液加入活性炭攪拌1h，靜置，抽濾，取濾液，減壓蒸餾除去正辛烷，得到中間體1；2,2,6,6-四甲基哌啶醇、正辛烷、三氧化鉬、叔丁基過(guò)氧化氫水溶液的用量之比為15.7g:20.3g:0.2g:10ml；

16、在三氧化鉬的催化下和叔丁基過(guò)氧化氫的氧化下，2,2,6,6-四甲基哌啶醇與正辛烷發(fā)生自由基的偶聯(lián)反應(yīng)；正辛烷既作為反應(yīng)物也作為反應(yīng)溶劑，可以減少副產(chǎn)物的生成，得到中間體1；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：

17、

18、s2、在裝有溫度計(jì)、電磁力攪拌器和球形冷凝管的三口燒瓶中，并在冷凝管出口加入干燥管，干燥管連接尾氣吸收裝置，以吸收生成的氯化氫氣體，將季戊四醇和苯混合后，在攪拌下，慢慢滴加三氯化磷，控制溫度不超過(guò)25℃，滴加完后，控制反應(yīng)溫度為75℃，回流反應(yīng)4h，反應(yīng)完成，蒸餾除去溶劑苯和過(guò)量的三氯化磷，得到中間體2；季戊四醇、苯、三氯化磷的用量之比為13.6g:100ml:28.1g；

19、季戊四醇和三氯化磷發(fā)生反應(yīng)，得到中間體2；具體反應(yīng)如下所示：

20、

21、s3、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中將中間體2、中間體1、碳酸鉀(縛酸劑)和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)混合攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度為70℃，保溫反應(yīng)6h，反應(yīng)完成，過(guò)濾，旋蒸去除部分溶劑，再通過(guò)柱層析提純(洗脫液采用石油醚/乙酸乙酯的混合溶劑，二者的體積比為5:2)，旋蒸除去洗脫液，得到中間體3；中間體2、中間體1、碳酸鉀、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為27.7g:28.5g:13.8g:150ml；

22、在碳酸鉀的催化下，中間體2和中間體1發(fā)生反應(yīng)，并通過(guò)控制二者的摩爾比接近1:1且中間體2略微過(guò)量，使中間體2上只有一個(gè)氯基參與到反應(yīng)，得到中間體3；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：

23、

24、s4、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中將中間體3、3-丁烯-1-醇、碳酸鉀和n,n-二甲基甲酰胺混合攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度為75℃，保溫反應(yīng)8h，反應(yīng)完成，過(guò)濾，旋蒸去除部分溶劑，再通過(guò)柱層析提純(洗脫液采用石油醚/乙酸乙酯的混合溶劑，二者的體積比為5:3)，旋蒸除去洗脫液，得到抗老化劑；中間體3、3-丁烯-1-醇、碳酸鉀、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為51.3g:7.2g:13.8g:150ml；

25、碳酸鉀作為縛酸劑，除去反應(yīng)生成的氯化氫，中間體3和3-丁烯-1-醇發(fā)生親核取代反應(yīng)，得到抗老化劑；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：

26、

27、制得的抗老化劑分子中含有亞磷酸酯，亞磷酸酯能作為一類(lèi)輔助抗氧劑，能夠分解聚合物中因氧化老化生成的氫過(guò)氧化物，使之成為無(wú)活性物質(zhì)，從而達(dá)到終止或延緩聚合物氧化降解的目的，提高基體的耐老化性能；不僅如此，抗老化劑分子中受阻胺會(huì)分解二氧化氫產(chǎn)生穩(wěn)定的氮氧自由基，這種化合物能非常有效地捕獲光氧化降解中所產(chǎn)生的自由基，能有效地抑制基體的光氧化降解，并且在穩(wěn)定條件下可以再生，能與亞磷酸酯起協(xié)效作用，大幅增強(qiáng)基體的耐老化性能；最后，引入的長(zhǎng)碳鏈屬于亞甲基鏈節(jié)，為柔性鏈段，能一定程度提高基體的力學(xué)性能，并且能穿插在基體的分子鏈中，提升抗老化劑分子的穩(wěn)定性；

28、需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，抗老化劑分子一端還含有碳碳雙鍵，能與基體發(fā)生交聯(lián)，提高了抗老化劑小分子的耐遷移和耐滲出性能，使抗老化劑的性能長(zhǎng)久穩(wěn)定。

29、本發(fā)明的有益效果：

30、本發(fā)明制得的線(xiàn)纜，外護(hù)套材料以聚丙烯為基體，并添加改性氫氧化鎂和抗老化劑，其中改性氫氧化鎂相比普通氫氧化鎂，與聚丙烯基體的相容性更好，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減輕，能大幅增強(qiáng)線(xiàn)纜的阻燃性能；此外，制得的抗老化劑能顯著增強(qiáng)線(xiàn)纜的耐老化性能和一定程度的力學(xué)性能，并且性能長(zhǎng)久穩(wěn)定，不易脫落。因此，本發(fā)明制得的線(xiàn)纜阻燃性能優(yōu)異，并且具有穩(wěn)定高效的耐老化性能和一定程度的力學(xué)強(qiáng)度，在電線(xiàn)電纜技術(shù)領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種耐老化壓電線(xiàn)纜，由從內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)體、絕緣層、金屬屏蔽層和外護(hù)套構(gòu)成，其特征在于，所述外護(hù)套的材料包括以下重量份原料：60-80份聚丙烯樹(shù)脂、15-25份改性氫氧化鎂、4-16份抗老化劑、0.1-0.3份引發(fā)劑、3-6份潤(rùn)滑劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，所述抗老化劑通過(guò)以下步驟制得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，步驟s1中2,2,6,6-四甲基哌啶醇、正辛烷、三氧化鉬、叔丁基過(guò)氧化氫水溶液的用量之比為15.7g:20.3g:0.2g:10ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，步驟s2中季戊四醇、苯、三氯化磷的用量之比為13.6g:100ml:28.1g。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，步驟s3中中間體2、中間體1、碳酸鉀、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為27.7g:28.5g:13.8g:150ml。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，步驟s4中中間體3、3-丁烯-1-醇、碳酸鉀、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為51.3g:7.2g:13.8g:150ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，所述改性氫氧化鎂通過(guò)以下步驟制得：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐老化壓電線(xiàn)纜，其特征在于，氫氧化鎂、去離子水、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量之比為5.0g:100ml:7.5g。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐老化壓電線(xiàn)纜，屬于電線(xiàn)電纜技術(shù)領(lǐng)域。由從內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)體、絕緣層、金屬屏蔽層和外護(hù)套構(gòu)成。其中外護(hù)套材料以聚丙烯為基體，并添加改性氫氧化鎂和抗老化劑，其中改性氫氧化鎂相比普通氫氧化鎂，與聚丙烯基體的相容性更好，團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減輕，能大幅增強(qiáng)線(xiàn)纜的阻燃性能；此外，制得的抗老化劑能顯著增強(qiáng)線(xiàn)纜的耐老化性能和一定程度的力學(xué)性能，并且性能長(zhǎng)久穩(wěn)定，不易脫落。因此，本發(fā)明制得的線(xiàn)纜阻燃性能優(yōu)異，并且具有穩(wěn)定高效的耐老化性能和一定程度的力學(xué)強(qiáng)度，在電線(xiàn)電纜技術(shù)領(lǐng)域具備重要應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：胡光輝,王飛,吉云星,杜永剛,鮑超凡,范小樹(shù),程龍?jiān)?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽龍庵電纜集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30