CN117649975B - 四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆及其制备方法，所述电缆从里到外依次包括如下结构：导体层（1）、绝缘层（2）、填充层（3）、第一层包带（4）、防喷沐层（5）、引接线（6）、屏蔽层（7）、第二层包带（8）以及耐水阻燃护套层（9）。其中，所述耐水阻燃护套层（9）由护套层材料制得；所述护套层材料包括如下原料：聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、芳烃油、硅藻土、蒙脱土、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维。本申请提供的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有阻燃效果好、防水效果佳的优势。
Description
技术领域
本申请涉及电缆技术领域，尤其是涉及一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆及其制备方法。
背景技术
电缆在生活中随处可见，电缆的阻燃性和防水性对于保障人们的生活安全至关重要。而，目前的电缆无法满足较好的防水性和阻燃性。其中，电缆的护套层材料在阻燃性能方面有着关键的作用。护套层是电缆的最外层，起到保护内部导线和绝缘层的作用。对于易燃环境中的电缆，护套层的阻燃性能能够有效地减缓火焰的蔓延速度，并阻止火灾蔓延到电缆内部。这对于提高电缆的安全性能和降低火灾的风险至关重要。然而，当前使用的护套层材料各有优缺点。一些护套层材料的阻燃性能相对较差，无法有效地防止火灾，增加了火灾发生的潜在危险。此外，部分护套材料在燃烧时会产生有毒气体，从而给火灾扑灭和人员疏散带来更大的困难。另外，一些护套层材料的防水性能也较差，容易受潮和导致电缆的损坏。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种防水性佳、阻燃性较好的电缆，本申请提供一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，所述电缆从里到外依次包括如下结构：导体层1、绝缘层2、填充层3、第一层包带4、防喷沐层5、引接线6、屏蔽层7、第二层包带8以及耐水阻燃护套层9；
所述绝缘层2的由绝缘材料挤包在导体上制得，所述绝缘材料包括陶瓷硅橡胶；所述防喷沐层5为陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包复合的结构。
通过采用上述技术方案，本申请制得的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有较强的阻燃效果以及防水效果，本申请采用将陶瓷硅橡胶挤包在导体上形成绝缘层，再在第一层包带上设有陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包的复合结构，形成防喷沐层，从而能够提高电缆的阻燃性和耐水性。其中，陶瓷硅胶和陶瓷硅胶带在着火燃烧时，会结成一层坚硬的绝缘壳，避免线芯间相互导电，也阻止水分往缆芯内渗透，而铜带在起到屏蔽的作用时，可以最大程度的将水挡在缆芯外面。综上所述，本申请提供的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有较强的阻燃效果以及防水效果。
可选的，所述耐水阻燃护套层9由护套层材料制得，所述护套层材料按重量份数包括如下原料：聚丙烯树脂120～180份、抗氧化剂0.7～1.3份、阻燃剂12～20份、偶联剂2～4份、钛白粉8～15份、芳烃油3～5份、硅藻土10～15份、蒙脱土20～30份、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维15～25份。
通过采用上述技术方案，本申请制得的耐水阻燃护套层材料具有阻燃性以及防水效果较佳的优势，其中，磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维能够为护套材料提供较强的防水效果，并且，本申请在制备护套层材料时，通过使用硅藻土和蒙脱土能够延缓火势在护套层的蔓延速度，减少火灾对电缆的破坏。
可选的，所述护套层材料按重量份数包括如下原料：聚丙烯树脂150～180份、抗氧化剂1～1.3份、阻燃剂15～20份、偶联剂3～4份、钛白粉10～15份、芳烃油4～5份、硅藻土13～15份、蒙脱土25～30份、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维18.75～25份。
可选的，所述阻燃剂和所述改性苎麻纤维的重量比为1：(1.2～1.3)。
通过采用上述技术方案，当所述阻燃剂和所述改性苎麻纤维的重量比为1：(1.2～1.3)时，制得的护套层材料的防水效果以及阻燃效果较佳。
可选的，所述阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑；其中，所述氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为(2～3)：(2～3)：(0.5～1)。
通过采用上述技术方案，本申请制得的护套层材料具有及较强的阻燃效果。本申请通过使用由氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑复配使用的阻燃剂，能够较好的提高制得的护套层材料的阻燃效果，并且，本申请使用的复配的阻燃剂的阻燃效果，比单个阻燃剂的阻燃效果强很多。
优选的，所述氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.7：2.7：0.8可选的，所述磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维由重量比为(5～8)：(1～3)：(100～120)：(0.2～0.3)：(40～60)的苎麻纤维、氢氧化钠、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺以及溶剂制得。
通过采用上述技术方案，本申请在制备护套层材料时，通过将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠通过改性粘附在苎麻纤维表面，能够改变苎麻纤维的性质，使苎麻纤维具有较高的疏水性，从而使改性后的苎麻纤维在护套层材料中起到较强的防水效果，能够有效阻挡水分的渗透，从而保护电缆内部不受水分侵蚀。
可选的，所述溶剂为Tris-HCl缓冲液和无水乙醇的混合液，其中，所述Tris-HCl缓冲液和无水乙醇的重量比为1：2。
可选的，所述护套层材料还包括轻质碳酸钙10～20份。
通过采用上述技术方案，本申请在制备护套层材料时，通过添加轻质碳酸钙，使轻质碳酸钙能够填充护套层材料中的小孔隙内，能够为护套层材料提供较强的致密性，从而能够进一步保护导体和绝缘材料，阻止水分和外部污染物渗透到电缆内部。同时，由于轻质碳酸钙本身具有较低的密度，因此，添加到护套层材料中能够降低材料的总体密度，这能够减轻电缆的整体重量，使其更轻便、易于安装和维护，同时也减少了对电缆支撑结构的负担。此外，本申请在制备电缆护套层材料时，通过添加轻质碳酸钙能够进一步提高电缆的整体阻燃性能，增加其耐火性能，从而提高电缆在火灾情况下的安全性能。综上所述，通过添加轻质碳酸钙到护套层材料中，能够为护套层材料提供较强的致密性，减轻材料的重量，并进一步提高材料的阻燃性能。
第二方面，本申请提供一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的制备方法，所述护套层材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将氢氧化钠水溶液对苎麻纤维进行煮沸处理，再与溶剂混合制得第一混合液；
S2、将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺混合，加入第一混合液在37℃下搅拌聚合1～2d，冲洗、烘干，制得磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维；
S3、分别对硅藻土、蒙脱土进行煅烧处理，制得预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土；
S4、将芳烃油分为两份，第一份芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维混合，制得第二混合液；
S5、将第二份芳烃油中依次加入聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土混合搅拌，制得阻燃剂混合液，再将步骤S4制得的第二混合液，呈雾状喷入阻燃剂混合液中进行包覆处理，挤出造粒，成型，切割制得护套层材料。
通过采用上述技术方案，本申请在制备护套层材料时，通过上述制备方法能够制备出一种具有较强的阻燃效果以及防水效果的较佳的护套层材料。本申请通过采用将芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的混合液，通过喷雾的方式粘附在造粒表面，使材料具有较强的防水效果。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请制得的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有较强的阻燃效果以及防水效果，本申请采用将陶瓷硅橡胶挤包在导体上形成绝缘层，再在第一层包带上设有陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包的复合结构，形成防喷沐层，从而能够提高电缆的阻燃性和耐水性。其中，陶瓷硅胶和陶瓷硅胶带在着火燃烧时，会结成一层坚硬的绝缘壳，避免线芯间相互导电，也阻止水分往缆芯内渗透，而铜带在起到屏蔽的作用时，可以最大程度的将水挡在缆芯外面。综上所述，本申请提供的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有较强的阻燃效果以及防水效果。
2.本申请制得的耐水阻燃护套层材料具有阻燃性以及防水效果较佳的优势，其中，磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维能够为护套材料提供较强的防水效果，并且，本申请在制备护套层材料时，通过使用硅藻土和蒙脱土能够延缓火势在护套层的蔓延速度，减少火灾对电缆的破坏。
3.本申请在制备护套层材料时，通过添加轻质碳酸钙，使轻质碳酸钙能够填充护套层材料中的小孔隙内，能够为护套层材料提供较强的致密性，从而能够进一步保护导体和绝缘材料，阻止水分和外部污染物渗透到电缆内部。同时，由于轻质碳酸钙本身具有较低的密度，因此，添加到护套层材料中能够降低材料的总体密度，这能够减轻电缆的整体重量，使其更轻便、易于安装和维护，同时也减少了对电缆支撑结构的负担。此外，本申请在制备电缆护套层材料时，通过添加轻质碳酸钙能够进一步提高电缆的整体阻燃性能，增加其耐火性能，从而提高电缆在火灾情况下的安全性能。综上所述，通过添加轻质碳酸钙到护套层材料中，能够为护套层材料提供较强的致密性，减轻材料的重量，并进一步提高材料的阻燃性能。
4.本申请在制备护套层材料时，通过添加轻质碳酸钙到护套层材料中，能够为护套层材料提供较强的致密性，减轻材料的重量，并进一步提高材料的阻燃性能。
5.本申请在制备护套层材料时，通过上述制备方法能够制备出一种具有较强的阻燃效果以及防水效果的较佳的护套层材料。本申请通过采用将芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的混合液，通过喷雾的方式粘附在造粒表面，使材料具有较强的防水效果。
附图说明
图1为实施例1提供的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的结构图；
附图标记说明：1、导体层；2、绝缘层、3、填充层；4、第一层包带；5、防喷沐层；6、引接线；7、屏蔽层；8、第二层包带；9、耐水阻燃护套层；10、导体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请提供一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，电缆从里到外依次包括如下结构：导体层1、绝缘层2、填充层3、第一层包带4、防喷沐层5、引接线6、屏蔽层7、第二层包带8以及耐水阻燃护套层9；本申请中的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的结构图参见图1。
导体层1由若干个导体10构成；导体由电工圆铜线绞合制得。
绝缘层2采用本色陶瓷硅橡胶作为绝缘材料挤包在导体上。
填充层3由无机纸绳填充。
填充层3外部设有第一层包带4；第一层包带4为一层无卤低烟阻燃包带。
防喷沐层5为陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包在第一层包带上的复合结构。
引接线6为圆铜线。
屏蔽层7为铜带。
第二层包带8为一层无卤低烟阻燃包带。
具体实施例
γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷：CAS号为3663-44-3，纯度为》97％。
抗氧化剂1010：CAS号为6683-19-8。
聚丙烯树脂：CAS号为86403-32-9，纯度为99％。
芳烃油：CAS号为166142-78-8。
硅藻土：二氧化硅含量为95％。
蒙脱土：纯度为98％。
磺基琥珀酸双十三烷基酯钠：CAS号为2673-22-5。
苎麻纤维：旌德县金维麻业有限公司；货号为008。
氢氧化钠：纯度97％。
盐酸多巴胺：有效成分含量为98％。
氢氧化镁：有效成分含量为99％。
氢氧化铝：有效成分含量为99％。
三氧化二锑：有效成分含量为99％。
陶瓷硅橡胶：沃尔兴，型号为TC9711。
铜带：上海诚谊铜业有限公司。
陶瓷硅胶带：苏州得琨电子科技有限公司；货号为003002。
制备例1
本制备例提供一种护套层材料，护套层材料按重量份数包括如下原料：聚丙烯树脂120份、抗氧化剂0.7份、阻燃剂12份、偶联剂2份、钛白粉8份、芳烃油3份、硅藻土10份、蒙脱土20份、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维15份。
护套层材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将氢氧化钠水溶液(浓度为10mol/L)对苎麻纤维进行煮沸处理，再与溶剂混合制得第一混合液；
S2、将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺混合，加入第一混料在37℃下搅拌聚合1d，冲洗、烘干，制得磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维；
S3、分别对硅藻土、蒙脱土进行高温煅烧处理(煅烧温度为1000℃，时间为3h)，制得预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土；
S4、将芳烃油分为两等份，第一份芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维混合，制得第二混合液；
S5、将第二份芳烃油中依次加入聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土在高速混合机中混合搅拌，制得阻燃剂混合液，再将步骤S4制得的混合液，呈雾状喷入阻燃剂混合液中进行包覆处理，挤出造粒，成型，切割制得护套层材料。
本制备例中，在制备磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维时使用的原料以及原料的重量比为如下：
磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维由重量比为5：1：100：0.2：40的苎麻纤维、氢氧化钠、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺以及溶剂制得。本制备中的溶剂为Tris-HCl缓冲液和无水乙醇的混合液，其中，Tris-HCl缓冲液和无水乙醇的重量比为1：2。
本制备例中的阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑，其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2：2：0.5。
本制备例中的抗氧化剂为抗氧化剂1010。
本制备例中的偶联剂为γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
制备例2～5
制备例2～5与制备例1的区别在于，部分组分的重量份数不同，区别部分参见表1。
表1-制备例2～5与制备例1的区别部分参见表
对比例1～6
对比例1
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例使用未改性的苎麻纤维。
对比例2
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例未加入磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维。
对比例3
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例在制备护套层材料时，使所有的原料混合制得护套层材料。制备方法为如下：
将聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、芳烃油、硅藻土、蒙脱土、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维混合搅拌，挤出造粒，成型，切割制得护套层材料。
对比例4
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为氢氧化铝。
对比例5
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为氢氧化镁。
对比例6
本对比例与制备例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为三氧化二锑。
实施例1
本实施例提供一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，电缆从里到外依次包括如下结构：导体层1、绝缘层2、填充层3、第一层包带4、防喷沐层5、引接线6、屏蔽层7、第二层包带8以及耐水阻燃护套层9；本实施例中的耐水阻燃护套层为制备1制得的护套层材料制得的。本实施例中的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的结构图参见图1。
导体层1由若干个导体10构成；导体由电工圆铜线绞合制得。
绝缘层2采用本色陶瓷硅橡胶作为绝缘材料挤包在导体上。
填充层3由无机纸绳填充。
填充层3外部设有第一层包带4；第一层包带4为一层无卤低烟阻燃包带。
防喷沐层5为陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包在第一层包带上的复合结构。
引接线6为圆铜线。
屏蔽层7为铜带。
第二层包带8为一层无卤低烟阻燃包带。
耐水阻燃护套层由制备例1制得的护套层材料制得。护套层制备方法为如下：将护套层材料熔融挤出包覆在第二层包带上，形成耐水阻燃护套层。
实施例2～5
实施例2～5以及应用对比例1～6与实施例1的区别在于，在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时使用的护套层材料不同，区别部分参见表2。
表2-实施例2～5以及应用对比例1～6与实施例1的区别部分参见表
| 选项 | 护套层 |
| 实施例1 | 制备例1 |
| 实施例2 | 制备例2 |
| 实施例3 | 制备例3 |
| 实施例4 | 制备例4 |
| 实施例5 | 制备例5 |
| 应用对比例1 | 对比例1 |
| 应用对比例2 | 对比例2 |
| 应用对比例3 | 对比例3 |
| 应用对比例4 | 对比例4 |
| 应用对比例5 | 对比例5 |
| 应用对比例6 | 对比例6 |
应用对比例7
本应用对比例与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有绝缘层。
应用对比例8
本应用对比例与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有防喷沐层。
应用对比例9
本应用对比例与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有防喷沐层和绝缘层。
应用对比例10
本应用对比例与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，防喷沐层只绕有陶瓷硅胶带。
实验检测
本实验检测将检测由实施例1～5以及第应用对比例1～10制得的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的阻燃效果、防水效果以及电阻率。本实验检测的实验检测结果参见表3。
阻燃效果：按照GB/T18380测定阻燃等级。
防水效果：防水性采用《ASTMD2219-02电线及电缆用聚丙烯树脂材料规格》5.5条试验条件(电流60Hz频率，浸水温度：50±1℃)下进行检测14天时的介电常数变化率。
电阻率测试：将制备例1～5以及对比例1～6制得的护套层材料在平板硫化机上经(170～180C)*10min压片，压力为15MPa，制得样品，样品厚度为3mm，根据GB/T-32129-2015的标准对样品进行性能检测。
表3-实施例1～5以及应用对比例1～10的实验检测结果参见表
结果分析：实施例2～5与实施例1的区别在于，实施例2～5在制备护套层材料时，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量比为1：1.25的条件下，改变其他组分的重量份数，结合表2的实验检测结果可知，由实施例4制得的护套层材料的防水效果以及体积电阻率较佳。
应用对比例1与实施例4的区别在于，本对比例在制备护套层材料时，使用未改性的苎麻纤维。参见表3的检测结果可知，当未对苎麻纤维进行改性时，制得的护套材料的防水效果较差。
应用对比例2与实施例4的区别在于，本对比例在制备护套层材料时，未加入磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维。参见表3的检测结果可知，当未对苎麻纤维进行改性时，制得的护套材料的防水效果较差。
应用对比例3与实施例4的区别在于，本对比例在制备护套层材料时，使所有的原料混合制得护套层材料。结合表3的检测结果可知，当在制备护套层材料时，若一次性将所有组分进行混合时，制得的护套层材料的防水效果较差。因此，本申请为了避免防水性较差的问题，在制备护套层材料时，通过采用将步骤S4制得的混合液呈雾状，喷入阻燃剂混合液中进行包覆处理的措施来，有效避免了应用对比例3存在的问题。
应用对比例对比例4与实施例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为氢氧化铝。
应用对比例5与实施例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为氢氧化镁。
应用对比例6与实施例4的区别在于，本对比例中的阻燃剂为三氧化二锑。结合应用对比例4～5的检测结果可知，若将由氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑复配使用时，制得的护套层材料的阻燃性较佳。
应用对比例7与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有绝缘层。结合表3的实验检测结果可知，未设有绝缘层的电缆的阻燃性较差。
应用对比例8与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有防喷沐层。结合表3的实验检测结果可知，未设有防喷沐层的电缆的阻燃性以及防水性较差。
应用对比例9与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，未设有防喷沐层和绝缘层。
应用对比例10与实施例4的区别在于，本应用对比例在制备四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆时，防喷沐层只绕有陶瓷硅胶带。结合表3以及应用对比例7～10的实验检测结果可知，若在制备电缆时，未设有防喷沐层、绝缘层或防喷沐层上未绕有铜带，均会影响电缆的阻燃性和防水性，因此，本申请为了解决阻燃性较差的问题，在本申请中采用了将陶瓷硅橡胶挤包在导体上形成绝缘层，再在第一层包带上设有陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包的复合结构，形成防喷沐层，从而能够提高电缆的阻燃性和耐水性。其中，陶瓷硅胶和陶瓷硅胶带在着火燃烧时，会结成一层坚硬的绝缘壳，避免线芯间相互导电，也阻止水分往缆芯内渗透，而铜带在起到屏蔽的作用时，可以最大程度的将水挡在缆芯外面。综上所述，本申请提供的四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆具有较强的阻燃效果以及防水效果。
制备例6～9
制备例6
本制备例与制备例4的区别在于，本制备例中阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的总重量为40.5份。其中，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量比为1：1.20。
制备例7
本制备例与制备例4的区别在于，本制备例中阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的总重量为40.5份。其中，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量比为1：1.23。
制备例8
本制备例与制备例4的区别在于，本制备例中阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的总重量为40.5份。其中，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量比为1：1.27。
制备例9
本制备例与制备例4的区别在于，本制备例中阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的总重量为40.5。其中，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量比为1：1.30。
实施例6～9
实施例6～9与实施例4的区别在于，护套层使用的护套材料不同，区别部分参见表4。
表4-实施例6～9与实施例4的区别部分参见表
实施例6～9的实验检测结果参见表5。
表5-实施例6～9实验检测结果参见表
| 选项 | 阻燃效果 | 介电常数变化率(％)(14d) | 20℃体积电阻率/1011Ω.cM |
| 实施例4 | A | 0.35 | 7.4 |
| 实施例6 | A | 0.43 | 6.9 |
| 实施例7 | A | 0.37 | 7.3 |
| 实施例8 | A | 0.25 | 7.7 |
| 实施例9 | A | 0.30 | 7.6 |
结果分析：实施例6～9与实施例4的区别在于，在制备护套层材料时，阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的总重量不变的前提下，改变了阻燃剂和磺基琥珀酸双十三烷基酯钠的比例，结合表5的实验检测结果可知，由实施例8制得的护套层材料的防水效果以及电阻率都较佳。
制备例10～14
制备例10
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中使用的阻燃剂中的成分比例不同。本制备例中的阻燃剂的总重量为17.6份；其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.2：2.2：0.5。
制备例11
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中使用的阻燃剂中的成分比例不同。本制备例中的阻燃剂的总重量为17.6份；其中，其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.3：2.3：0.5。
制备例12
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中使用的阻燃剂中的成分比例不同。本制备例中的阻燃剂的总重量为17.6份；其中，其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.5：2.5：0.7。
制备例13
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中使用的阻燃剂中的成分比例不同。本制备例中的阻燃剂的总重量为17.6份；其中，其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.7：2.7：0.8。
制备例14
本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中使用的阻燃剂中的成分比例不同。本制备例中的阻燃剂的总重量为17.6份；其中，其中，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为3：3：1。
实施例10～14
实施例10～14与实施例8的区别在于，实施例10～14使用的护套材料不同，区别部分参见表6。
表6-实施例10～14与实施例8的区别部分参见表
| 选项 | 护套层 |
| 实施例8 | 制备例8 |
| 实施例10 | 制备例10 |
| 实施例11 | 制备例11 |
| 实施例12 | 制备例12 |
| 实施例13 | 制备例13 |
| 实施例14 | 制备例14 |
实施例10～14的实验检测结果参见表7。
表7-实施例10～14的实验检测结果参见表
| 选项 | 阻燃效果 | 介电常数变化率(％)(14d) | 20℃体积电阻率/1011Ω.cM |
| 实施例8 | A | 0.25 | 7.7 |
| 实施例10 | A | 0.23 | 7.8 |
| 实施例11 | A | 0.22 | 7.9 |
| 实施例12 | A | 0.21 | 8.1 |
| 实施例13 | A | 0.19 | 8.5 |
| 实施例14 | A | 0.20 | 8.2 |
结果分析：实施例10～14与实施例8的区别在于，在制备护套层材料时，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比不同，结合表7的检测结果可知，氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比在一定程度上会影响护套层材料的防水效果以及电阻率，结合表7的实验检测结果可知，由实施例12制得的护套层材料的防水效果较佳。
制备例15
本制备例与制备例13的区别在于，本制备例在制备磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维时，苎麻纤维、氢氧化钠、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺以及溶剂的重量比为7：2.8：116：0.28：57。
制备例16
本制备例与制备例13的区别在于，本制备例在制备磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维时，苎麻纤维、氢氧化钠、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺以及溶剂的重量比为8：3：120：0.3：60。
实施例15～16
实施例15～16与实施例13的区别在于，护套层使用的护套材料不同，区别部分参见表8。
表8-实施例15～16的实验检测结果参见表
| 选项 | 阻燃效果 | 介电常数变化率(％)(14d) | 20℃体积电阻率/1011Ω.cM |
| 实施例13 | A | 0.19 | 8.5 |
| 实施例15 | A | 0.13 | 9.6 |
| 实施例16 | A | 0.16 | 9.1 |
结果分析：实施例15～16与实施例13的区别在于，在制备护套层材料时，制备磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维的重量份数不同，结合表8的检测结果可知，由实施例15制得的护套层材料的防水效果较佳，其原因可能在于，本申请通过将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠通过改性粘附在苎麻纤维表面，能够改变苎麻纤维的性质，使苎麻纤维具有较高的疏水性，从而使改性后的苎麻纤维在护套层材料中起到较强的防水效果，能够有效阻挡水分的渗透，从而保护电缆内部不受水分侵蚀。
制备例17
本制备例与制备例15的区别在于，本制备例在制备护套材料时，原料还包括轻质碳酸钙10份。本制备例中的护套材料的制备方法为如下：
护套层材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将氢氧化钠水溶液对苎麻纤维进行煮沸处理，再与溶剂混合制得第一混料搅拌；
S2、将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺混合，加入第一混料在37℃下搅拌聚合2d，冲洗、烘干，制得磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维；
S3、分别对硅藻土、蒙脱土进行高温煅烧处理，制得预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土；
S4、将芳烃油分为两份，第一份芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维混合，制得混合液；
S5、将第二份芳烃油中依次聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、轻质碳酸钙、预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土混合搅拌，挤出造粒，并将步骤S2制得的混合液喷雾在造粒表面，成型，切割制得护套层材料。
制备例18
本制备例与制备例17的区别在于，本制备例中的轻质碳酸钙的用量为15份。
制备例19
本制备例与制备例17的区别在于，本制备例中的轻质碳酸钙的用量为18份。
制备例20
本制备例与制备例17的区别在于，本制备例中的轻质碳酸钙的用量为20份。
实施例17～20
实施例17～20与实施例15的区别在于，护套层使用的护套材料的不同，区别部分参见表9。
表9-实施例15～16的实验检测结果参见表
| 选项 | 阻燃效果 | 介电常数变化率(％)(14d) | 20℃体积电阻率/1011Ω.cM |
| 实施例15 | A | 0.13 | 9.6 |
| 实施例17 | A | 0.10 | 11.2 |
| 实施例18 | A | 0.08 | 11.5 |
| 实施例19 | A | 0.06 | 12.2 |
| 实施例20 | A | 0.07 | 12.0 |
结果分析：实施例17～20与实施例15的区别在于，在制备护套层材料时，还包括轻质碳酸钙，结合表9的实验检测结果可知，若在制备护套层材料时添加轻质碳酸钙，能够有效的提高制备的护套层材料的防水性以及电阻率，其原因可能在于，通过添加轻质碳酸钙，使轻质碳酸钙能够填充护套层材料中的小孔隙内，能够为护套层材料提供较强的致密性，从而能够进一步保护导体和绝缘材料，阻止水分和外部污染物渗透到电缆内部。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述电缆从里到外依次包括如下结构：导体层（1）、绝缘层（2）、填充层（3）、第一层包带（4）、防喷淋层（5）、引接线（6）、屏蔽层（7）、第二层包带（8）以及耐水阻燃护套层（9）；
所述绝缘层（2）的由绝缘材料挤包在导体上制得，所述绝缘材料包括陶瓷硅橡胶；所述防喷淋层（5）为陶瓷硅胶带加铜带重叠绕包复合的结构；所述耐水阻燃护套层（9）由护套层材料制得，所述护套层材料按重量份数包括如下原料：聚丙烯树脂120~180份、抗氧化剂0.7~1.3份、阻燃剂12~20份、偶联剂2~4份、钛白粉8~15份、芳烃油3~5份、硅藻土10~15份、蒙脱土20~30份、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维15~25份。
2.根据权利要求1所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述护套层材料按重量份数包括如下原料：聚丙烯树脂150~180份、抗氧化剂1~1.3份、阻燃剂15~20份、偶联剂3~4份、钛白粉10~15份、芳烃油4~5份、硅藻土13~15份、蒙脱土25~30份、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维18.75~25份。
3.根据权利要求1所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述阻燃剂和所述改性苎麻纤维的重量比为1：（1.2~1.3）。
4.根据权利要求1所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑；其中，所述氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为（2~3）：（2~3）：（0.5~1）。
5.根据权利要求4所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述氢氧化镁、氢氧化铝以及三氧化二锑的重量比为2.7：2.7：0.8。
6.根据权利要求1所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维由重量比为（5~8）：（1~3）：（100~120）：（0.2~0.3）：（40~60）的苎麻纤维、氢氧化钠、磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺以及溶剂制得。
7.根据权利要求6所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述溶剂为Tris-HCl 缓冲液和无水乙醇的混合液，其中，所述Tris-HCl缓冲液和无水乙醇的重量比为1：2。
8.根据权利要求1所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆，其特征在于，所述护套层材料还包括轻质碳酸钙10~20份。
9.一种权利要求2~7任一项所述的一种四代核电用阻燃耐火防喷淋特种测量电缆的制备方法，其特征在于，所述护套层材料的制备方法包括如下步骤：
S1、将氢氧化钠水溶液对苎麻纤维进行煮沸处理，再与溶剂混合制得第一混合液；
S2、将磺基琥珀酸双十三烷基酯钠、盐酸多巴胺混合，加入第一混合液在37℃下搅拌聚合1~2d，冲洗、烘干，制得磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维；
S3、分别对硅藻土、蒙脱土进行煅烧处理，制得预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土；
S4、将芳烃油分为两份，第一份芳烃油与磺基琥珀酸双十三烷基酯钠改性苎麻纤维混合，制得第二混合液；
S5、将第二份芳烃油中依次加入聚丙烯树脂、抗氧化剂、阻燃剂、偶联剂、钛白粉、预处理的硅藻土以及预处理的蒙脱土混合搅拌，制得阻燃剂混合液，再将步骤S4制得的第二混合液，呈雾状喷入阻燃剂混合液中进行包覆处理，挤出造粒，成型，切割制得护套层材料。
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