本發(fā)明屬于聚烯烴電纜制作，尤其涉及一種耐腐蝕阻燃的交聯(lián)聚烯烴電纜及其制作方法。

背景技術：

1、隨著我國城鎮(zhèn)化建設及工業(yè)化建設步伐的加快，具有遠距離、大容量等優(yōu)點的高壓、超高壓以及特高壓輸電得到了迅速發(fā)展。高壓直流輸電具有損耗小、遠距離、大容量、電力連接與控制方便和調節(jié)簡單的特點，因此，高壓直流電纜需具有良好的電絕緣性、耐腐蝕性、阻燃性、耐電壓、介損小、質輕、高低溫穩(wěn)定性、抗老化性和機械性能等特點。

2、目前，高壓直流電纜絕緣材料遇到的主要問題是電導率溫度特性問題和空間電荷積聚問題，而導體與絕緣層之間的空隙易使空間電荷積累，造成材料老化和裂化，最終導致材料的擊穿；高壓電纜的運行工作溫度較高，不穩(wěn)定狀態(tài)下的實時溫度可超過110℃，進而加速絕緣層的老化，以致被擊穿，因此，高壓直流電纜需求更佳的高溫穩(wěn)定性和阻燃性；大部分高壓直流電纜的工作環(huán)境惡劣，如礦山、深海、航天、核電等環(huán)境下，長時間使用易遭受環(huán)境的腐蝕或危害，進而易造成高壓電纜短路損壞，影響電纜的正常使用，縮短電纜使用壽命。在核電站、海洋通訊、電子通信、鐵路交通、航天運輸?shù)阮I域，現(xiàn)階段國內的高壓電纜一般難以同時滿足耐高壓、電絕緣性、高阻燃、耐腐蝕、抗干擾、耐高低溫、耐老化、使用壽命長等性能，這也是本發(fā)明技術人員力爭解決的問題，以期達到國外的技術水平，打破國外企業(yè)的技術壟斷。

3、發(fā)明專利cn201911309331.2公開了一種抗干擾高阻燃環(huán)保型應答器數(shù)據(jù)傳輸電纜，其采用雙復合高電磁屏蔽層構成了三級屏蔽，抗干擾能力強且燃燒產生的煙量及有毒氣體降至最低。但是，該專利的絕緣層使用了耐高溫氟塑料，不屬于無鹵電纜發(fā)展趨勢；纜芯外包覆的半導體尼龍包帶，在長期運行過程中易產生靜電積聚而影響該電纜的絕緣性，并且延伸性能一般，在低溫環(huán)境下，易開裂，進而影響高壓電纜的質量和使用壽命。發(fā)明專利cn201911116173.9公開了一種新能源汽車用高壓軟質聚烯烴電線料，其將彈性體橡膠、彈性體聚乙烯、烯烴共聚物等原料采用輻照交聯(lián)方式制備，具有綜合性能佳、阻燃和耐高溫性能好、韌性足等特點，但是該聚烯烴料的耐腐蝕性能一不能，并且在該方案中也未提及。發(fā)明專利cn202311194403.x公開了一種智能電網用中高壓電纜，包括電纜芯線、絕緣內層和保護外層，其中保護外層是以pvc、氯丁橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物為主要原料，具有較高的表面強度、防水性、耐磨性、阻燃性和耐腐蝕性。但是，該高壓電纜的保護外層原料中含有pvc，不符合現(xiàn)在無鹵電纜的發(fā)展趨勢，同時，該電纜中不包含有屏蔽層，則該電纜不具有抗干擾、耐輻射等性能，限制了其使用范圍。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種耐腐蝕阻燃的交聯(lián)聚烯烴電纜，其結構簡單，易于制作，具有優(yōu)異的力學性能、耐高壓、抗拉抗彎曲性、防水性、耐腐蝕性、耐老化性、抗干擾、耐輻射和耐高低溫沖擊性，同時，該聚烯烴電纜的燃燒性能為無鹵低煙阻燃a類，等級可達到b1級，同時可耐寒-40℃，保證本發(fā)明的高壓電纜在惡劣的環(huán)境下仍有較優(yōu)的使用效果和較長的使用壽命。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕阻燃的交聯(lián)聚烯烴電纜，包括纜芯、包帶層、內屏蔽層、阻燃層、外屏蔽層、外護層和防護涂層，所述纜芯為一個或多個線芯，所述線芯包括導體、隔離層、絕緣層和隔氧層，所述導體外繞包隔離層，所述隔離層外擠包隔氧層，所述隔氧層外擠包絕緣層；

3、所述絕緣層外繞包包帶層，所述包帶層外擠包內屏蔽層，所述內屏蔽層外擠包阻燃層，所述阻燃層外繞包鋁箔麥拉帶為外屏蔽層，所述外屏蔽層外包覆外護層，所述外護層外涂敷防護涂層；

4、所述內屏蔽層為含鐵氧體的聚烯烴復合屏蔽材料；

5、所述阻燃層為陶瓷化阻燃聚烯烴復合材料；

6、所述外護層為無鹵低煙阻燃耐腐蝕聚烯烴混合物。

7、進一步的，當纜芯是由一個線芯組成時，則絕緣層外直接繞包包帶層；當纜芯是由兩個或兩個以上線芯組成時，將多個線芯絞合形成纜芯，然后在纜芯間隙填充充填繩，然后再繞包包帶層。

8、進一步的，所述聚烯烴復合屏蔽材料是由以下質量份的原料組成：聚丙烯樹脂40-60份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25-35份，乙烯-丁基丙烯酸共聚物15-25份，pp接枝馬來酸酐5-10份，炭黑5-15份，鋇鐵氧體3-6份，阻燃劑10-20份，引發(fā)劑dcp?0.1-0.5份，第一硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份，抗氧劑0.3-0.5份，潤滑劑1-3份。

9、進一步的，所述鋇鐵氧體的制備方法為：

10、s1.將適當比例的硝酸亞鐵、硝酸鐵和聚乙二醇加入到適量去離子水中不斷攪拌至溶解，然后加入氨水調節(jié)ph值至10-11，升溫至50-70℃反應2-4h，抽濾、洗滌、干燥，制得鐵氧化物前驅體；

11、s2.將上述制備的鐵氧化物前驅體、碳酸鋇加入到冰醋酸中攪拌至溶解，形成混合溶液；

12、s3.將適量稀硝酸加入到上述混合溶液中，攪拌5-10min，然后升溫至200-220℃反應3-5h，冷卻至室溫，抽濾，然后用去離子水和無水乙醇先后洗滌2-3次后，在80℃真空干燥2-5h，即得鋇鐵氧體。

13、進一步的，所述硝酸亞鐵與硝酸鐵的摩爾比為(0.4-0.6)：1；

14、所述鐵氧化物前驅體中的鐵與碳酸鋇的摩爾比為(9-10)：1。

15、進一步的，阻燃劑是由質量為1：4的微膠囊化紅磷和有機蒙脫土組成。

16、進一步的，所述陶瓷化阻燃聚烯烴復合材料是由以下質量份的原料組成：低密度聚乙烯30-50份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物15-30份、乙烯丙烯二烯三元共聚物25-40份、氨基硅烷包覆硅灰石30-50份、低熔點玻璃粉10-20份、金云母粉15-25份、硼酸鋰鹽5-10份、無鹵阻燃劑6-12份、引發(fā)劑dcp?0.2-0.4份和第二硅烷偶聯(lián)劑1-3份。

17、進一步的，所述氨基硅烷包覆硅灰石采用氨丙基三乙氧基硅烷對硅石灰進行表面改性處理，包覆率≥70％；

18、所述硼酸鋰鹽是由質量比為1：2：4的四硼酸鋰、偏硼酸鋰和硼酸鋅組成；

19、所述無鹵阻燃劑是由質量比為(0.2-0.5)：1：1的納米氫氧化鎂、硬脂酸鎂和硅油組成；

20、所述第二硅烷偶聯(lián)劑是由乙烯基三甲氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷組成。

21、進一步的，所述無鹵低煙阻燃耐腐蝕聚烯烴混合物是由以下質量份的原料組成：線型低密度聚乙烯30-50份，超高分子量聚乙烯10-15份，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物30-50份，茂金屬乙烯-辛烯共聚物15-30份，甲基乙烯基硅橡膠15-30份，低熔點玻璃粉20-40份，增塑劑15-25份，復合阻燃劑30-50份，鈦鋁氧化物10-15份，填料20-40份，抗氧劑0.3-0.5份，引發(fā)劑dcp?0.2-0.4份，第三硅烷偶聯(lián)劑3-5份。

22、進一步的，所述復合阻燃劑是由以下質量份的原料組成：納米氫氧化鎂40-60份、氫氧化鋁30-40份和硼酸鋅10-20份。

23、進一步的，所述鈦鋁氧化物是由質量比為3:2的鈦白粉和氧化鋁混合而成；

24、所述填料為質量比為1：2：1的煅燒高嶺土、金云母粉和碳酸鈣組成；

25、所述第三硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

26、進一步的，所述隔離層為聚酯纖維或滌綸纖維的無鹵無腐蝕無紡布；

27、所述絕緣層為耐高溫150℃輻照交聯(lián)阻燃聚烯烴絕緣料；

28、所述隔氧層為氧指數(shù)大于等于40的低煙無鹵阻燃電纜料；

29、所述包帶層為無紡布或玻璃纖維布材質的無鹵低煙高阻燃帶，重疊繞包于絕緣層外，搭蓋率為15-20％；

30、所述外屏蔽層為鋁箔麥拉帶；

31、所述防護涂層為阻燃防腐蝕的聚氨酯水性涂料。

32、本發(fā)明取得了以下有益效果：

33、1、本發(fā)明采用無鹵低煙阻燃耐腐蝕聚烯烴混合物作為外護層，是以復合聚烯烴(即線型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和茂金屬乙烯-辛烯共聚物)作為基體，保證本發(fā)明具有優(yōu)異電絕緣性、機械強度和抗彎曲拉伸性能，同時擁有優(yōu)良的耐腐蝕、防水性、耐磨性、耐低溫等綜合性能；甲基乙烯基硅橡膠的加入，與聚烯烴樹脂相容性好，顯著提高了外護層的耐腐蝕性、阻燃性、電絕緣性、耐老化、耐高溫、防水性等性能，進一步提高了電纜高溫使用壽命；鈦鋁氧化物的加入，顯著提高了電纜的耐高溫性和阻燃性，使本發(fā)明具有更佳的機械強度、耐磨性、耐腐蝕性、耐輻射性等。

34、2、本發(fā)明采用陶瓷化阻燃聚烯烴復合材料作為阻燃層，不但提高了聚烯烴電纜的阻燃性，還提高了電纜的機械強度、抗拉抗彎曲性、耐磨性和耐腐蝕等性能，可有效起到防火阻燃和抗老化的作用。

35、3、本發(fā)明采用含鐵氧體的聚烯烴復合屏蔽材料作為內屏蔽層，提高了電纜的電磁屏蔽性能，同時還起到了耐輻射的作用，并且還降低了電阻率和成本，從而延長了聚烯烴電纜的使用壽命。同時，采用含鐵氧體的聚烯烴復合屏蔽材料內屏蔽層和鋁箔麥拉帶外屏蔽層構成了雙層電磁屏蔽，降低了聚烯烴電纜的信號干擾和空間電荷積聚問題，同時提高了電纜的耐輻射性、耐高溫性和阻燃性。

36、4、本發(fā)明在外護層外噴涂一層防護涂層，能夠有效起到防火阻燃，以及抗老化、耐磨等性能，進而提高電纜的整體外層保護能力，延長其使用壽命。

37、5、本發(fā)明的絕緣層、隔氧層、阻燃層和外護層的基料均為聚烯烴，不含鹵素，環(huán)保，保證聚烯烴電纜在高壓條件下仍具有優(yōu)異的機械強度、電絕緣性、抗拉抗彎曲性、防水性、耐腐蝕性、耐老化性和高低溫穩(wěn)定性，具有較長的使用壽命；該聚烯烴電纜的燃燒性能為無鹵低煙阻燃a類，等級可達到b1級。

38、6、本發(fā)明制備的耐腐蝕阻燃的交聯(lián)聚烯烴電纜的表面光滑、結構簡單、制作方便、阻燃和耐腐蝕性能優(yōu)異、適應范圍廣，成本低。