一种电缆用耐高温防火套管的制备方法与流程

本发明涉及保护管技术领域，尤其涉及一种电缆用耐高温防火套管的制备方法。

背景技术：

电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，其具有内通电、外绝缘的特征。随着通信技术的发展，电缆在人们日常工作生活中应用越来越广泛。在电缆的安装中，为了保护电缆，减少电缆的更换频率，需要为电缆装配套管。现有的套管往往缺乏对高温的抵抗能力，在一些特殊环境下，仍无法满足耐高温的需求，同时阻燃耐火性能欠佳，在使用过程中，如遇火灾将导致二次火灾的发生，造成严重的安全威胁。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，其过程简单，得到的套管耐高温性好，防火阻燃性能优异，耐腐蚀性强，使用寿命长。

本发明提出的一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh-590，调节ph值为3-4后搅拌反应10-20h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应5-10h，反应结束后旋蒸、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，在紫外光下反应15-25min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉；

s5、以聚氨酯预聚体、醛酮树脂、二甲基硅油、环氧树脂、扩链剂、交联剂、玻璃纤维、硅微粉、磷酸铈、纳米二氧化钛、改性伊利石矿粉、阻燃剂和助剂为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

优选地，在s1中，所述乙醇与水的混合液中，乙醇、水的体积比为3-8：1；加入的硅烷偶联剂kh-590的重量为酸洗后的伊利石矿粉重量的4-7wt％。

优选地，在s2中，2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛的摩尔比为1：2.05：3.9-4.2。

优选地，在s3中，物料a、物料b、安息香双甲醚的重量比为2-5：1：0.05-0.15。

优选地，在s4中，所述稀土溶液中，硝酸钐的含量为15-25mg/ml；喷淋在物料c表面的稀土溶液中所含的硝酸钐的重量为物料c重量的0.05-0.1％。

优选地，在s5中，按重量份，以聚氨酯预聚体80-90份、醛酮树脂2-5份、二甲基硅油3.5-7.5份、环氧树脂2.8-5份、扩链剂1.5-3份、交联剂3.5-5份、玻璃纤维2-5份、硅微粉1-3份、磷酸铈9-13份、纳米二氧化钛2-5份、改性伊利石矿粉3-7份、阻燃剂5-12份和助剂0.5-3.5份为原料制备涂覆涂料。

优选地，所述扩链剂为一缩二乙二醇。

优选地，所述交联剂为三羟甲基丙烷。

优选地，所述阻燃剂为三聚氰胺、可膨胀石墨、膨胀蛭石中的一种或者多种的混合物。

优选地，所述助剂包括增塑剂、分散剂、消泡剂中的一种或者多种的混合物。

本发明所述电缆用耐高温防火套管的制备方法中，在s5中，以聚氨酯预聚体、醛酮树脂、二甲基硅油、环氧树脂、扩链剂、交联剂、玻璃纤维、硅微粉、磷酸铈、纳米二氧化钛、改性伊利石矿粉、阻燃剂和助剂为原料制备涂覆涂料的具体工艺可以包括以下步骤：将聚氨酯预聚体加入反应装置中，加热至90-100℃，然后加入二甲基硅油和环氧树脂，搅拌5-10min，加入扩链剂和交联剂，搅拌10-20min，然后加入剩余原料搅拌30-60min。

本发明所述电缆用耐高温防火套管的制备方法中，首先将伊利石矿粉酸洗，然后以硅烷偶联剂kh-590对其进行改性，得到了含有巯基和硅的物料a；以2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛为原料，控制反应的条件，使三者发生了反应，得到了含有双键和苯并噁嗪单体结构的物料b；将物料a、物料b在安息香双甲醚以及紫外光的作用下进行了反应，从而将物料b引入到了物料a中，在伊利石矿粉表面引入了功能分子链，得到了物料c，在物料c表面喷淋硝酸钐溶液进一步进行了改性，得到了改性伊利石矿粉，将其作为涂覆涂料的原料，在体系中分散均匀，一方面，与玻璃纤维、硅微粉、磷酸铈、纳米二氧化钛配合，表现出明显的协同作用，使聚氨酯结构中软硬段分布更加合理，起到了补强增韧的作用，提高了涂料的强度和断裂伸长率，并提高了体系的耐腐蚀性和附着力，改善了单纯的伊利石矿粉改善聚氨酯涂料断裂伸长率降低的缺陷，同时与阻燃剂配合，赋予涂料优异的阻燃性，一方面，在矿粉的表面引入了长链结构和硅氟元素，赋予涂料优异的耐水性，另一面，引入了苯并噁嗪结构和稀土元素，提高了涂料的耐高温性；所述涂覆涂料，其以聚氨酯预聚体为主料，同时加入了二甲基硅油和环氧树脂，形成了互穿网络结构，与醛酮树脂配合，赋予涂料优异的耐热性、耐高温性和冲击强度。

对本发明所述电缆用耐高温防火套管的制备方法中的涂覆涂料进行性能检测，其氧指数≥30.1％；吸水率≤1.01％(gb/t1738-1979)；耐酸性(15％hcl，168h，gb/t1763-1979)浸泡25d后涂膜完好，34d后有起皮；耐碱性(15％naoh，168h，gb/t1763-1979)浸泡55d后涂膜完好，65d后有起皮；耐盐水性(3.5％nacl，168h，gb/t1763-1979)浸泡44d后涂膜完好，56d后有起皮。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh-590，调节ph值为4后搅拌反应10h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应10h，反应结束后旋蒸、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，在紫外光下反应15min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉；

s5、以聚氨酯预聚体、醛酮树脂、二甲基硅油、环氧树脂、扩链剂、交联剂、玻璃纤维、硅微粉、磷酸铈、纳米二氧化钛、改性伊利石矿粉、阻燃剂和助剂为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

实施例2

一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，其中，所述乙醇与水的混合液中，乙醇、水的体积比为8：1，加入硅烷偶联剂kh-590，其中，加入的硅烷偶联剂kh-590的重量为酸洗后的伊利石矿粉重量的4wt％，调节ph值为3后搅拌反应20h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，其中，2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛的摩尔比为1：2.05：3.9，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应5h，反应结束后旋蒸、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，其中，物料a、物料b、安息香双甲醚的重量比为2：1：0.1，在紫外光下反应25min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，其中，所述稀土溶液中，硝酸钐的含量为15mg/ml；将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉，其中，喷淋在物料c表面的稀土溶液中所含的硝酸钐的重量为物料c重量的0.05％；

s5、按重量份以聚氨酯预聚体80份、醛酮树脂5份、二甲基硅油3.5份、环氧树脂3份、一缩二乙二醇1.5份、三羟甲基丙烷4份、玻璃纤维2份、硅微粉2份、磷酸铈9份、纳米二氧化钛5份、改性伊利石矿粉6份、三聚氰胺12份和增塑剂3.5份为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

实施例3

一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，其中，所述乙醇与水的混合液中，乙醇、水的体积比为3：1，加入硅烷偶联剂kh-590，其中，加入的硅烷偶联剂kh-590的重量为酸洗后的伊利石矿粉重量的7wt％，调节ph值为3后搅拌反应12h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，其中，2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛的摩尔比为1：2.05：4，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应9h，反应结束后旋蒸、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，其中，物料a、物料b、安息香双甲醚的重量比为3：1：0.05，在紫外光下反应22min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，其中，所述稀土溶液中，硝酸钐的含量为20mg/ml，将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉，其中，喷淋在物料c表面的稀土溶液中所含的硝酸钐的重量为物料c重量的0.1％；

s5、按重量份以聚氨酯预聚体90份、醛酮树脂2份、二甲基硅油7.5份、环氧树脂5份、一缩二乙二醇3份、三羟甲基丙烷5份、玻璃纤维5份、硅微粉3份、磷酸铈13份、纳米二氧化钛4份、改性伊利石矿粉3份、可膨胀石墨3份、膨胀蛭石6份、分散剂0.3份、消泡剂0.2份为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

实施例4

一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，其中，所述乙醇与水的混合液中，乙醇、水的体积比为7：1，加入硅烷偶联剂kh-590，其中，加入的硅烷偶联剂kh-590的重量为酸洗后的伊利石矿粉重量的4.5wt％，调节ph值为3后搅拌反应18h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，其中，2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛的摩尔比为1：2.05：4.2，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应6.5h，反应结束后旋转蒸发、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，其中，物料a、物料b、安息香双甲醚的重量比为5：1：0.15，在紫外光下反应18min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，其中，所述稀土溶液中，硝酸钐的含量为25mg/ml，将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉，其中，喷淋在物料c表面的稀土溶液中所含的硝酸钐的重量为物料c重量的0.07％；

s5、按重量份，以聚氨酯预聚体85份、醛酮树脂3份、二甲基硅油7份、环氧树脂2.8份、一缩二乙二醇2份、三羟甲基丙烷3.5份、玻璃纤维3.2份、硅微粉1份、磷酸铈11份、纳米二氧化钛2份、改性伊利石矿粉7份、三聚氰胺3份、膨胀蛭石2份、分散剂1份、消泡剂2份为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

实施例5

一种电缆用耐高温防火套管的制备方法，包括以下步骤：

s1、将伊利石矿粉酸洗，然后加入乙醇与水的混合液中搅拌均匀，其中，所述乙醇与水的混合液中，乙醇、水的体积比为6：1，加入硅烷偶联剂kh-590，其中，加入的硅烷偶联剂kh-590的重量为酸洗后的伊利石矿粉重量的6.8wt％，调节ph值为4后搅拌反应13h，反应结束后水洗至中性、过滤、干燥得到物料a；

s2、将2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛与1，4-二氧六环混合均匀，其中，2-丙烯基苯酚、5-氟-2-联苯胺、多聚甲醛的摩尔比为1：2.05：4，在氮气的保护下加热至回流，搅拌反应9h，反应结束后旋蒸、碱洗后水洗、干燥得到物料b；

s3、将物料a、物料b与四氢呋喃混合均匀，加入安息香双甲醚，其中，物料a、物料b、安息香双甲醚的重量比为3：1：0.12，在紫外光下反应20min，洗涤、干燥得到物料c；

s4、将硝酸钐加入水中搅拌均匀获得稀土溶液，其中，所述稀土溶液中，硝酸钐的含量为18mg/ml，将稀土溶液喷淋在物料c的表面得到改性伊利石矿粉，其中，喷淋在物料c表面的稀土溶液中所含的硝酸钐的重量为物料c重量的0.07％；

s5、按重量份，以聚氨酯预聚体88份、醛酮树脂3份、二甲基硅油6份、环氧树脂4.3份、一缩二乙二醇2.6份、三羟甲基丙烷4.1份、玻璃纤维3份、硅微粉2份、磷酸铈11份、纳米二氧化钛4份、改性伊利石矿粉6份、三聚氰胺3份、可膨胀石墨4份、膨胀蛭石3份、增塑剂1份、分散剂1份、消泡剂1份为原料制备涂覆涂料；

s6、在一硅橡胶管外涂覆所述涂覆涂料形成第一涂覆层；

s7、在所述第一涂覆层上编织玻璃纤维形成玻璃纤维编织层；

s8、在所述玻璃纤维编织层上涂覆所述涂覆涂料形成第二涂覆层。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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