本發(fā)明涉及架空電纜領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕架空電纜及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

1、架空電纜具有良好的絕緣性能、電氣性能和機械強度，綜合考慮安全、可靠、經(jīng)濟、方便維護等多方面的因素深受人們的喜愛，在城市、農(nóng)村電網(wǎng)中10kv配電線路及35kv及以下的架空電力線路中都得到了大量的應(yīng)用，目前常見的架空電纜通常包括導(dǎo)線、半導(dǎo)電屏蔽層和外護套層。

2、然而架空電纜通常暴露于室外，其極易遭受大氣酸堿腐蝕，腐蝕介質(zhì)浸入電纜的內(nèi)部，導(dǎo)致電纜導(dǎo)線出現(xiàn)腐蝕，減小了導(dǎo)線的線徑，進而使得導(dǎo)線的電阻增大及導(dǎo)電性能降低，從而影響電纜的使用壽命，并且由于外護套層多為聚合物結(jié)構(gòu)，其阻燃能力非常有限，無法滿足日益提高的市場需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐腐蝕架空電纜及其生產(chǎn)工藝，解決了現(xiàn)有架空電纜耐腐蝕性能不足的問題，并同時使其具有良好的阻燃性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種耐腐蝕架空電纜通過如下步驟制得：將聚氨酯涂料涂覆于架空電纜表面，形成復(fù)合涂層，復(fù)合涂層厚度控制為50μm，再在溫度為70℃條件下，固化8-10h，制得一種耐腐蝕架空電纜；

3、所述聚氨酯涂料通過如下步驟制得：稱取如下重量份原料：40-50份聚氨酯樹脂、4-6份復(fù)合填料、6-8份聚硅氧烷乳液、10-15份水、0.8-1份抗氧化劑和1-2份增稠劑，將聚氨酯樹脂、復(fù)合填料、聚硅氧烷乳液、水、抗氧化劑和增稠劑混合，制得聚氨酯涂料；

4、所述復(fù)合填料通過如下步驟制得：

5、步驟a1：將二茂鐵和乙醚混合，在攪拌速率為120-150rpm，室溫條件下，攪拌并加入十六烷基三甲基溴化銨和4-硝基氯化重氮苯鹽酸溶液，反應(yīng)4-5h，制得中間體1，將中間體1、濃鹽酸和乙醇混合，在攪拌速率為120-150rpm，溫度為45℃條件下，攪拌并加入錫粒，反應(yīng)48h，制得中間體2；

6、4-硝基氯化重氮苯鹽酸溶液質(zhì)量濃度為30％，ph值為5，二茂鐵、十六烷基三甲基溴化銨和4-硝基氯化重氮苯鹽酸溶液用量比為0.02-0.03mol：0.5-0.6g：18-20ml，濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38％，中間體1、濃鹽酸、乙醇和錫粒用量比為0.015-0.02mol：70-80ml：120ml：13-14g；

7、反應(yīng)過程中，在酸性條件和十六烷基三甲基溴化銨的作用下，二茂鐵與4-硝基氯化重氮苯發(fā)生芳基化反應(yīng)，引入硝基苯基團，制得中間體1，中間體1中硝基再在濃鹽酸和錫的作用下被還原，形成氨基，制得中間體2；

8、步驟a2：將對羥基甲基苯甲醛、中間體2和鹽酸溶液混合，在攪拌速率為120-150rpm，溫度為室溫條件下，反應(yīng)1-2h，制得中間體3，將中間體3、三苯基膦和對羥基苯甲醚和丙酮，在攪拌速率為200-300rpm，溫度為50℃條件下，攪拌并加入焦磷酸，反應(yīng)24h，制得中間體4；

9、鹽酸溶液質(zhì)量濃度為10％，對羥基甲基苯甲醛、中間體2和鹽酸溶液用量比為0.01-0.012mol：0.01-0.012mol：80-100ml，中間體3、焦磷酸、三苯基膦和對羥基苯甲醚用量比為0.01-0.011mol：0.08-0.1mol：0.5-0.6g：0.3-0.4g；

10、反應(yīng)過程中，對羥基甲基苯甲醛中醛基先與中間體2中氨基反應(yīng)，形成亞胺結(jié)構(gòu)，制得中間體3，再在三苯基膦和對羥基苯甲醚的作用下，中間體3中羥甲基與焦磷酸反應(yīng)，引入磷酸酯基團，制得中間體4；

11、步驟a3：將羧基化石墨烯、單(6-氨基-6-去氧)-β-環(huán)糊精和n,n-二甲基甲酰胺混合，在攪拌速率為120-150rpm，溫度為60℃條件下，攪拌并加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺，反應(yīng)2-3h，制得前驅(qū)體，將前驅(qū)體、中間體4和n,n-二甲基甲酰胺混合，超聲分散20min，再在攪拌速率為50-60rpm，室溫條件下，反應(yīng)4-6h，制得復(fù)合填料；

12、羧基化石墨烯、單(6-氨基-6-去氧)-β-環(huán)糊精、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺用量比為0.3-0.4g：0.8-1g：0.02g：0.015g，前驅(qū)體、中間體4和n,n-二甲基甲酰胺用量比為0.3-0.4g：0.2-0.24g：80-100ml；

13、反應(yīng)過程中，在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺的作用下，羧基化石墨烯中羧基與單(6-氨基-6-去氧)-β-環(huán)糊精中氨基反應(yīng)，形成酰胺基團，并引入環(huán)糊精結(jié)構(gòu)，制得前驅(qū)體，前驅(qū)體中環(huán)糊精結(jié)構(gòu)與中間體4中二茂鐵結(jié)構(gòu)發(fā)生主客體包合，制得復(fù)合填料；

14、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明涉及架空電纜領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕架空電纜及其生產(chǎn)工藝，通過在架空電纜外護套表面涂覆復(fù)合涂層，從而解決了現(xiàn)有架空電纜耐腐蝕性能不足的問題，并同時使其具有良好的阻燃性能；其復(fù)合涂層中復(fù)合填料是以羧基化石墨烯為基體，接枝環(huán)糊精后通過主客體包合引入含有二茂鐵中間體4制得，在涂層被外界腐蝕介質(zhì)以及水分子接觸時，由于中間體4中含有磷酸酯結(jié)構(gòu)以及亞胺結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)能較好地與腐蝕介質(zhì)相反應(yīng)，同時由于復(fù)合填料中羧基化石墨烯基體為片層結(jié)構(gòu)并接枝有環(huán)糊精，這種結(jié)構(gòu)可以極大地延長腐蝕介質(zhì)的傳播路徑，從而使得腐蝕介質(zhì)被最大程度反應(yīng)，從而避免腐蝕介質(zhì)的進一步深入；而在發(fā)生火災(zāi)災(zāi)害時，由于復(fù)合填料中含有大量的氮磷元素以及二茂鐵結(jié)構(gòu)，使得復(fù)合涂層可以在架空電纜外護套表面形成防火層從而達到阻燃效果，而復(fù)合填料中的羧基化石墨烯結(jié)構(gòu)則可以傳導(dǎo)熱量，從而減緩火災(zāi)對電纜的損壞。

技術(shù)特征：

1.一種耐腐蝕架空電纜的制備方法，其特征在于：通過如下步驟制得：將聚氨酯涂料涂覆于架空電纜表面，形成復(fù)合涂層，復(fù)合涂層厚度控制為50μm，再在溫度為70℃條件下，固化8-10h，制得一種耐腐蝕架空電纜；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕架空電纜的制備方法，其特征在于：所述復(fù)合填料通過如下步驟制得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐腐蝕架空電纜的制備方法，其特征在于：步驟a1中：4-硝基氯化重氮苯鹽酸溶液質(zhì)量濃度為30％，ph值為5，二茂鐵、十六烷基三甲基溴化銨和4-硝基氯化重氮苯鹽酸溶液用量比為0.02-0.03mol：0.5-0.6g：18-20ml，濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38％，中間體1、濃鹽酸、乙醇和錫粒用量比為0.015-0.02mol：70-80ml：120ml：13-14g。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐腐蝕架空電纜的制備方法，其特征在于：步驟a2中：鹽酸溶液質(zhì)量濃度為10％，對羥基甲基苯甲醛、中間體2和鹽酸溶液用量比為0.01-0.012mol：0.01-0.012mol：80-100ml，中間體3、焦磷酸、三苯基膦和對羥基苯甲醚用量比為0.01-0.011mol：0.08-0.1mol：0.5-0.6g：0.3-0.4g。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐腐蝕架空電纜的制備方法，其特征在于：步驟a3中：羧基化石墨烯、單(6-氨基-6-去氧)-β-環(huán)糊精、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺用量比為0.3-0.4g：0.8-1g：0.02g：0.015g，前驅(qū)體、中間體4和n,n-二甲基甲酰胺用量比為0.3-0.4g：0.2-0.24g：80-100ml。

6.一種耐腐蝕架空電纜，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述制備方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及架空電纜領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕架空電纜及其生產(chǎn)工藝，通過在架空電纜外護套表面涂覆復(fù)合涂層，從而解決了現(xiàn)有架空電纜耐腐蝕性能不足的問題，并同時使其具有良好的阻燃性能，所述復(fù)合涂層所使用的聚氨酯涂料包括如下重量份原料：40?50份聚氨酯樹脂、4?6份復(fù)合填料、6?8份聚硅氧烷乳液、10?15份水、0.8?1份抗氧化劑和1?2份增稠劑。

技術(shù)研發(fā)人員：郭亞京,郝亞杰,紀(jì)亞宗,龐格格,劉亞天
受保護的技術(shù)使用者：中盛弘通電力科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19