本发明涉及电线电缆的技术领域，尤其是涉及一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆及其制备方法。
背景技术：
目前，辐照交联电线在西方国家建筑市场占有很大比例，是国际上最理想的建筑用线之一。辐照交联电线遍及欧美及日本，在欧美等国家的家装中已经是必不可少的了。
现有的辐照交联电线电缆通常是采用聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯为主要原材料，并经过辐照交联而成的。当电线出现短路或电流过载而导致温度过高时，容易造成电线电缆燃烧，容易引起火灾，因此，通常会在电线电缆中添加阻燃剂以提高电线电缆的阻燃效果。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在电线电缆中加入阻燃剂容易对电线电缆的抗拉强度产生影响，使得电线电缆更容易破损或断裂，容易对电线电缆的使用寿命产生影响，因此，仍有改进的空间。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一是提供一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆。
本发明的目的二是提供一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆的制备方法。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层以及外护层，所述外护层包括以下质量份数的组分：
聚乙烯80-90份；
乙烯-醋酸乙烯共聚物5-8份；
聚丙烯纤维1-2份；
偶联剂0.5-1份；
氢氧化铝1-3份；
三氧化二锑1-2份；
季戊四醇0.5-1份；
1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯0.1-0.3份。
通过采用上述技术方案，通过采用氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的阻燃效果的同时有利于季戊四醇更好地与氢氧化铝、三氧化二锑中的金属离子结合以形成金属络合物，从而有利于电线电缆内的分子链互相交联，使得电线电缆内部的分子链更加不容易断裂，进而有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗老化性能，而1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯有利于更好地促进季戊四醇与氢氧化铝以及三氧化二锑中的金属离子的结合，进而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆的阻燃性能提高的同时使得电线电缆的抗拉强度更加不容易受到影响。
同时，通过采用氢氧化铝与三氧化二锑互相协同配合以形成阻燃剂，还有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能，使得电线电缆的阻燃效果更好，从而有利于更好地提高用电安全。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
多潘立酮0.1-0.3份。
通过采用上述技术方案，通过加入多潘立酮，有利于更好地促进氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯的互相协同配合，从而有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能的同时有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，还有利于更好地提高电线电缆的抗老化性能，使得电线电缆的抗拉强度更加不容易受到时间的影响，进而使得电线电缆更加不容易破损，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，有利于更好地提高用电安全。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
聚苯并咪唑0.5-0.8份。
通过采用上述技术方案，通过加入聚苯并咪唑，有利于更好地提高电线电缆的抗老化性能，使得电线电缆的抗拉强度更加不容易受到时间的影响，从而使得电线电缆更加不容易破损，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆的用电安全性更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
六苯并蔻0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，通过加入六苯并蔻与聚苯并咪唑互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的抗老化性能，使得电线电缆的抗拉强度更加不容易受到时间的影响，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆更加不容易破损，进而有利于更好地提高电线的用电安全。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
滑石粉0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案，通过加入滑石粉，有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，使得电线电缆更加不容易破损，从而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线的用电安全更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠0.2-0.5份。
通过采用上述技术方案，通过加入空心玻璃微珠，有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，使得电线电缆更加不容易破损，从而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线的用电安全性能更高。同时，空心玻璃微珠还有利于增强电线电缆的承受瞬间冷热交替的性能，使得电线电缆在瞬间出现温差较大的情况下更加不容易变形或破损。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
碳酸钙0.8-1.5份。
通过采用上述技术方案，通过加入碳酸钙，有利于更好地补强电线电缆，使得电线电缆更加不容易破损，同时，季戊四醇还可能会与钙离子结合形成络合物，从而有利于电线电缆中的分子链互相交联，使得电线电缆内部的分子链更加不容易断裂，进而有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，使得电线电缆更加不容易破损，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，有利于更好地提高电线的用电安全。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
增塑剂1-3份。
通过采用上述技术方案，通过加入增塑剂，有利于电线电缆在制备过程中更好地成型，从而有利于各组分更好地互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗衰老性能，还有利于更好地提高电线电缆的柔软性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述外护层所述增塑剂包括以下质量份数的组分：
邻苯二甲酸二甲酯0.5-1份；
邻苯二甲酸二辛酯0.8-1.5份。
通过采用上述技术方案，通过采用邻苯二甲酸二甲酯与邻苯二甲酸二辛酯以特定的用量比例互相协同配合，有利于更好地提高增塑剂的增塑效果，从而使得电线电缆在制备过程中更好地成型，有利于各组分更好地互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗衰老性能，有利于更好地提高电线电缆的柔软性。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量份数比混合外护层的各组分，并加热至130-145℃熔融，形成混合料；
s2、将混合料与导体以及绝缘层一同压制成型，控制压制成型的温度为120-125℃，形成半成品；
s3、对半成品进行辐照处理，控制辐照电压为1-2mev，控制辐照电流为1-2ma，即得辐照交联高性能高阻燃电线电缆。
通过采用上述技术方案，通过控制电线电缆的原料混合温度以及压制温度，有利于电线电缆的各组分更好地互相混合均匀并更好地互相协同配合，从而有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗老化性能，使得电线电缆的使用寿命更长。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过采用氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗老化性能，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆的阻燃性能提高的同时使得电线电缆的抗拉强度更加不容易受到影响；
2.通过采用氢氧化铝与三氧化二锑互相协同配合以形成阻燃剂，还有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能，有利于更好地提高用电安全；
3.通过加入多潘立酮，有利于更好地促进氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯的互相协同配合，有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能的同时有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，还有利于更好地提高电线电缆的抗老化性能，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，有利于更好地提高用电安全。
附图说明
图1是本发明中一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，聚乙烯采用上海超旋化工科技有限公司的牌号为mb9500的聚乙烯。
以下实施例中，乙烯-醋酸乙烯共聚物采用佛山市南海区兴诚盛塑胶经营部的牌号为ev210etr的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
以下实施例中，聚丙烯纤维采用大城县亦博化工有限公司的聚丙烯纤维。
以下实施例中，偶联剂采用济南凤鸣化工有限公司的型号为kh550的硅烷偶联剂。
以下实施例中，氢氧化铝采用广州市潮德阻燃材料有限公司的氢氧化铝。
以下实施例中，三氧化二锑采用郑州市金水区铭宇化工商行的三氧化二锑。
以下实施例中，季戊四醇采用淄博鑫荣化工科技有限公司的季戊四醇。
以下实施例中，1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯采用杭州尚杰化工有限公司的货号为sj-2212的1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯。
以下实施例中，多潘立酮采用宝鸡市国康生物科技有限公司的货号为446的多潘立酮。
以下实施例中，聚苯并咪唑采用上海盛钧塑胶科技有限公司的牌号为u-60的聚苯并咪唑。
以下实施例中，六苯并蔻采用上海澄绍生物科技有限公司的货号为s30445的六苯并蔻。
以下实施例中，滑石粉采用上海富畦工贸有限公司的细度为1500目的滑石粉。
以下实施例中，空心玻璃微珠采用灵寿县鑫福矿产品加工厂的货号为xf-564的空心玻璃微珠。
以下实施例中，碳酸钙采用石家庄达坤矿产品有限公司的粒度为1250目的碳酸钙。
以下实施例中，邻苯二甲酸二甲酯采用山东昂新材料科技有限公司的邻苯二甲酸二甲酯。
以下实施例中，邻苯二甲酸二辛酯采用济南市历城区晨阳化工经营部的邻苯二甲酸二辛酯。
实施例1
一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆的制备方法，包括以下步骤：
s1、在双辊开炼机中加入聚乙烯80kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物8kg、聚丙烯纤维2kg、偶联剂1kg、氢氧化铝3kg、三氧化二锑2kg、季戊四醇1kg以及1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯0.3kg，加热至130℃，熔融并混合均匀，形成混合料。
s2、将搅拌均匀的混合料转移到平板硫化机上与导体以及绝缘层一同压制成型，并控制压制成型的温度为120℃，形成半成品。
s3、采用电子加速器对半成品进行辐照，控制辐照电压为1mev，控制辐照电流为1ma，即得辐照交联高性能高阻燃电线电缆。
实施例2
与实施例1的区别在于：
步骤s1中加入的各组分的用量如下：
聚乙烯85kg；乙烯-醋酸乙烯共聚物6.5kg；聚丙烯纤维1.5kg；偶联剂0.75kg；氢氧化铝2kg；三氧化二锑1.5kg；季戊四醇0.75kg；1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯0.2kg。
步骤s1中的加热温度控制为138℃；步骤s2中的压制成型的温度为123℃；步骤s3中控制辐照电压为1.5mev，控制辐照电流为1ma。
实施例3
与实施例1的区别在于：
步骤s1中加入的各组分的用量如下：
聚乙烯90kg；乙烯-醋酸乙烯共聚物5kg；聚丙烯纤维1kg；偶联剂0.5kg；氢氧化铝1kg；三氧化二锑1kg；季戊四醇0.5kg；1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯0.1kg。
步骤s1中的加热温度控制为145℃；步骤s2中的压制成型的温度为125℃；步骤s3中控制辐照电压为2mev，控制辐照电流为2ma。
实施例4
与实施例1的区别在于：
步骤s1中加入的各组分的用量如下：
聚乙烯86kg；乙烯-醋酸乙烯共聚物7kg；聚丙烯纤维1.1kg；偶联剂0.6kg；氢氧化铝1.5kg；三氧化二锑1.3kg；季戊四醇0.6kg；1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯0.25kg。
步骤s1中的加热温度控制为140℃；步骤s2中的压制成型的温度为122℃；步骤s3中控制辐照电压为2mev，控制辐照电流为2ma。
实施例5
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.1kg。
实施例6
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.3kg。
实施例7
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了聚苯并咪唑0.5kg。
实施例8
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了聚苯并咪唑0.8kg。
实施例9
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了六苯并蔻0.1kg。
实施例10
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了六苯并蔻0.2kg。
实施例11
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了聚苯并咪唑0.5kg以及六苯并蔻0.2kg。
实施例12
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了聚苯并咪唑0.8kg以及六苯并蔻0.1kg。
实施例13
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了滑石粉0.1kg。
实施例14
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了滑石粉0.2kg。
实施例15
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了空心玻璃微珠0.2kg。
实施例16
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了空心玻璃微珠0.5kg。
实施例17
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了碳酸钙0.8kg。
实施例18
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了碳酸钙1.5kg。
实施例19
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二甲酯1kg。
实施例20
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二甲酯3kg。
实施例21
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二甲酯2kg。
实施例22
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二辛酯2kg。
实施例23
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二甲酯0.5kg以及邻苯二辛酯1.5kg。
实施例24
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了邻苯二甲酸二甲酯1kg以及邻苯二辛酯0.8kg。
实施例25
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.2kg、聚苯并咪唑0.8kg、六苯并蔻0.15kg、滑石粉0.15kg、空心玻璃微珠0.5kg、碳酸钙1.15kg、邻苯二甲酸二甲酯0.75kg以及邻苯二甲酸二辛酯0.8kg。
实施例26
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.1kg、聚苯并咪唑0.5kg、六苯并蔻0.2kg、滑石粉0.1kg、空心玻璃微珠0.2kg、碳酸钙1.5kg、邻苯二甲酸二甲酯0.5kg以及邻苯二甲酸二辛酯1.5kg。
实施例27
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.3kg、聚苯并咪唑0.65kg、六苯并蔻0.1kg、滑石粉0.2kg、空心玻璃微珠0.35kg、碳酸钙0.8kg、邻苯二甲酸二甲酯1kg以及邻苯二甲酸二辛酯1.15kg。
实施例28
与实施例4的区别在于：步骤s1中还加入了多潘立酮0.25kg、聚苯并咪唑0.7kg、六苯并蔻0.18kg、滑石粉0.11kg、空心玻璃微珠0.4kg、碳酸钙1.3kg、邻苯二甲酸二甲酯0.6kg以及邻苯二甲酸二辛酯1kg。
比较例1
与实施例4的区别在于：步骤s1中未加入组分氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇以及1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯。
比较例2
与实施例4的区别在于：步骤s1中未加入组分氢氧化铝。
比较例3
与实施例4的区别在于：步骤s1中未加入组分三氧化二锑。
比较例4
与实施例4的区别在于：步骤s1中未加入组分季戊四醇。
比较例5
与实施例4的区别在于：步骤s1中未加入组分1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯。
实验1
根据iec60811-1-1:2001《电缆和光缆的绝缘和护套材料的通用试验方法第1-1部分：通用试验方法厚度和外形尺寸的测量机械性能测定试验》检测以上实施例以及比较例制备所得的压制成型的外护层的抗拉强度(mpa)，然后将压制成型的外护层置于老化箱中，控制老化箱的温度为35℃，湿度为80％，放置7天后取出，再重新检测压制成型的外护层的抗拉强度(mpa)，并计算老化处理前后的老化率(％)。
实验2
根据gb/t2406-93《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》检测以上实施例以及比较例制备所得的压制成型的外护层的氧指数。
以上实验的检测数据见表1。
表1
根据表1中实施例4-6的数据对比可得，通过加入多潘立酮，有利于更好地促进氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯的协同配合，从而有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能，还有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度以及抗老化性能，使得电线电缆的老化率更低，进而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命。
根据表1中实施例4与实施例7-8的数据对比可得，通过加入聚苯并咪唑，有利于更好地提高电线电缆的抗老化性能，使得电线电缆的老化率更低，从而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆更加不容易破损，有利于更好地提高电线的用电安全。
根据表1中实施例4与实施例9-12的数据对比可得，通过单独加入六苯并蔻，对电线电缆的抗拉强度以及抗老化性能均影响不大，只有当六苯并蔻与聚苯咪唑共同作用时，才能更好地提高电线电缆的抗老化性能，使得老化率更低，进而有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，使得电线电缆的使用安全性提高。
根据表1中实施例4与实施例13-18的数据对比可得，通过单独加入滑石粉、空心玻璃微珠或碳酸钙，均在一定程度上有利于更好地提高电线电缆的抗拉强度，使得电线电缆更加不容易破损，从而有利于更好地提高电线电缆的使用寿命，使得电线电缆的使用安全性更高。
根据表1中实施例4与实施例19-24的数据对比可得，通过控制增塑剂的组成成分以及控制各组分的用量比例，有利于电线电缆在制备过程中更好地成型，从而在一定程度上有利于更好地提高电线电缆的抗压强度以及抗老化性能，使得电线电缆的使用寿命更长，有利于更好地提高电线的用电安全。
根据表1中实施例4与实施例25-28的数据对比可得，通过同时加入多潘立酮、聚苯并咪唑、六苯并蔻、滑石粉、空心玻璃微珠以及碳酸钙，并同时采用邻苯二甲酸二甲酯与邻苯二甲酸二辛酯互相协同配合以形成增塑剂，有利于更好地提高电线电缆的阻燃性能，还有利于更好地提高电线电缆的抗压强度以及抗老化性能，使得电线电缆更加不容易破损，有利于更好地延长电线电缆的使用寿命，从而有利于更好地提高电线的用电安全。
根据表1中实施例4与比较例1-5的数据对比可得，只有当氢氧化铝、三氧化二锑、季戊四醇与1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-甲基丙烯酸丙酯互相协同配合时，才能更好地提高电线电缆的抗拉强度、阻燃性能以及抗老化性能，缺少了任一组分，均容易对电线电缆的抗拉强度、阻燃性能以及抗老化性能产生较大的影响。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
1.一种辐照交联高性能高阻燃电线电缆，包括导体、绝缘层、屏蔽层以及外护层，其特征在于：所述外护层包括以下质量份数的组分：
聚乙烯80-90份；
乙烯-醋酸乙烯共聚物5-8份；
聚丙烯纤维1-2份；
偶联剂0.5-1份；
氢氧化铝1-3份；
三氧化二锑1-2份；
季戊四醇0.5-1份；
1,3-双（4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基）-2-甲基丙烯酸丙酯0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
多潘立酮0.1-0.3份。
3.根据权利要求1-2任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
聚苯并咪唑0.5-0.8份。
4.根据权利要求3所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
六苯并蔻0.1-0.2份。
5.根据权利要求1-2任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
滑石粉0.1-0.2份。
6.根据权利要求1-2任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠0.2-0.5份。
7.根据权利要求1-2任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
碳酸钙0.8-1.5份。
8.根据权利要求1-2任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述外护层还包括以下质量份数的组分：
增塑剂1-3份。
9.根据权利要求8所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆，其特征在于：所述增塑剂包括以下质量份数的组分：
邻苯二甲酸二甲酯0.5-1份；
邻苯二甲酸二辛酯0.8-1.5份。
10.一种如权利要求1-9任一所述的辐照交联高性能高阻燃电线电缆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、按质量份数比混合外护层的各组分，并加热至130-145℃熔融，形成混合料；
s2、将混合料与导体以及绝缘层一同压制成型，控制压制成型的温度为120-125℃，形成半成品；
s3、对半成品进行辐照处理，控制辐照电压为1-2mev，控制辐照电流为1-2ma，即得辐照交联高性能高阻燃电线电缆。
技术总结