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，在高溫場合會迅速老化直至電纜報廢，且在著火情況下護套、絕緣材料迅速燃燒導(dǎo)致電力中斷造成財產(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)量及消費者的生命財產(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套材料。但是聚乙烯材料的使用溫度低及蠕變性等缺點, 嚴(yán)重限制了其使用范圍。對此, 人們采用了各種交聯(lián)或共混技術(shù)對其改性, 以提高聚乙烯電線電纜的使用溫度及耐應(yīng)力開裂性能。聚乙烯交聯(lián)工藝主要有過氧化物化學(xué)交聯(lián)、硅烷交聯(lián)、輻照交聯(lián)等。隨著人們安全意識的提高，人們對電線電纜的阻燃性、耐火性等性能要求越來越高，高阻燃電線電纜是目前人們比較關(guān)注的一個重點。為了社會經(jīng)濟的發(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)護層、鎧裝層和外護層，普通電線電纜沒有鎧裝層，沒有鎧裝層的一般電線電纜在使用過程中，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。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械強度，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，而無法維持線間的絕緣電阻而出現(xiàn)短路。出現(xiàn)機械撞擊時，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，也無法保持其絕緣性。因此，研究開發(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)實現(xiàn)要素：

針對現(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；相容劑為馬來酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過氧化叔丁基硅烷。

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)劑加入雙輥開煉機中熔融共混，混合溫度為145~150℃，混合時間為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)移到冷卻攪拌機中低速攪拌5~10分鐘，然后進入到單螺桿擠出機中進行擠出，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℃，擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為 18~20 r/min，保證擠出的電線密實，保證了電線的強度。

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）干燥過程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個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一步形成一層致密的保護膜，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，石墨烯涂層會生成二氧化碳和水，并生成更致密連續(xù)的炭化層，起到進一步阻燃作用，有效避免了因線路問題或者外界因素導(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涂膜的浸潤與滲透，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)對周圍居民帶來的潛在危險；再由于石墨烯獨特的片層共軛結(jié)構(gòu)，層層疊加形成致密的防護層，能夠有效抑制水對靜電屏蔽層的浸潤與滲透，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)明所述制備方法簡單、條件溫和、操作安全，適合推廣應(yīng)用。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實施例1：

如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實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；相容劑為馬來酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過氧化叔丁基硅烷。

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)劑加入雙輥開煉機中熔融共混，混合溫度為150℃，混合時間為8 min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)8 min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機中低速攪拌8分鐘，然后進入到單螺桿擠出機中進行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為 160℃，擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為 20 r/min，保證擠出的電線密實，保證了電線的強度。

（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）干燥過程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個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)致的涂覆層開裂的現(xiàn)象。

實施例2：

本發(fā)明優(yōu)選實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；相容劑為馬來酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過氧化叔丁基硅烷。

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)劑加入雙輥開煉機中熔融共混，混合溫度為145℃，混合時間為10 min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)5 min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機中低速攪拌10 min，然后進入到單螺桿擠出機中進行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為 160℃，擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為 20 r/min，保證擠出的電線密實，保證了電線的強度。

（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）干燥過程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個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)致的涂覆層開裂的現(xiàn)象。

實施例3：

本發(fā)明優(yōu)選實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；相容劑為馬來酸酐共聚物；交聯(lián)劑為乙烯基三過氧化叔丁基硅烷。

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)劑加入雙輥開煉機中熔融共混，混合溫度為150℃，混合時間為5 min，然后向混合物中加入石墨烯，繼續(xù)混合反應(yīng)10 min，共混均勻后，轉(zhuǎn)移到冷卻攪拌機中低速攪拌5 min，然后進入到單螺桿擠出機中進行擠出，即得所述高阻燃聚烯烴電線，其中，擠出溫度為 165℃，擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為 18 r/min，保證擠出的電線密實，保證了電線的強度。

（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2 h；

（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1 h，即可。

其中，步驟（2）和（3）干燥過程中，電線處于伸直并不斷轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，保證涂覆在電線上的靜電屏蔽層和阻燃防護層能夠均勻的分散在電線上，且還能保證整個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單，條件溫和，具有較好的應(yīng)用前景。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，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)明的實質(zhì)內(nèi)容。