本發(fā)明涉及電纜制造，具體涉及一種基于復(fù)合材料的防水電纜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、近些年來，隨著水下工程、海上風(fēng)電、跨海橋梁等復(fù)雜環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，以及信號基站、軌道交通等戶外高密度電力傳輸場景的持續(xù)擴展，對于電纜的防水可靠性以及環(huán)境的耐受性提出了更高的要求，但是傳統(tǒng)的電纜防水結(jié)構(gòu)大多使用螺旋型阻水帶填充，在長期的水壓沖擊以及機械彎折的作用下，容易出現(xiàn)界面分層或者微裂紋逐漸擴大的情況，導(dǎo)致水分滲入導(dǎo)致電纜芯受損影響到電纜電氣性和絕緣性，同時在戶外使用的電纜大多在外護套材料中加入炭黑，從而提升電纜的抗紫外能力，延長電纜的使用壽命，但是炭黑分布不均容易產(chǎn)生局部缺陷，并且高含量的添加會降低材料的柔韌性，在長期紫外線輻射下，外護套表面容易老化，導(dǎo)致粉化、開裂的現(xiàn)象，影響到電纜的使用安全性。
2、公開號為cn114921029b的專利公開了一種高韌性耐油防水電纜料及其制備方法，該種高韌性耐油防水電纜包括以下原料：經(jīng)過表面粗糙處理的玄武巖纖維、乙丙橡膠、蒙脫石粉、碳酸鈣晶須、熱塑性彈性體、炭黑、石蠟油、硬脂酸、交聯(lián)劑、氧化鋅、硫化劑，通過以上原料制備出來的電纜料雖然具有優(yōu)異的耐油性、防水性，同時還能兼顧電纜的柔韌性，但是該專利中的電纜料采用炭黑作為抗紫外成分，依舊有著炭黑分布不均造成局部老化開裂的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于復(fù)合材料的防水電纜及其制備方法，解決了以下幾點技術(shù)問題：（1）普通的電纜防水能力一般，在水下以及潮濕的環(huán)境中，水分有可能滲入電纜內(nèi)部導(dǎo)致電纜芯受損，影響到電纜電氣性和絕緣性的問題；（2）普通的電纜在長期戶外使用時，抗紫外能力較差，難以保持原有的色澤和性能，導(dǎo)致材料老化進程加快的問題。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、一種基于復(fù)合材料的防水電纜，由內(nèi)到外依次包括：電纜芯、屏蔽層和外護套層；所述電纜芯為聚四氟乙烯薄膜包覆銅芯后絞合而成；所述屏蔽層為金屬鋁箔環(huán)繞包覆電纜芯制成；所述外護套層包括以下重量份的原料：80-100份聚氯乙烯、15-20份馬來酸酐接枝聚氯乙烯、5-8份抗紫外氯醋樹脂、12-15份防水橡膠、3-5份潤滑劑、2-3份抗氧化劑、1-3份增塑劑、3-5份碳酸鈣、2-3份云母粉、1-2份（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷。
4、進一步地，所述潤滑劑為白油、硬脂酸、硬脂酸鋅中的任意一種；所述抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1135中的任意一種；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂，鄰苯二甲酸二異壬酯中的任意一種。
5、進一步地，所述抗紫外氯醋樹脂的制備方法包括以下步驟：
6、s1：將羥基氯醋樹脂置于丙酮中，加入二甲基乙烯基氯硅烷,升溫回流反應(yīng)后，減壓蒸餾收集產(chǎn)物得到有機硅改性氯醋樹脂；
7、s2：將有機硅改性氯醋樹脂置于甲苯中，加入4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶與催化劑，升溫至60-70℃反應(yīng)3-5h，減壓蒸餾后收集產(chǎn)物，得到抗紫外氯醋樹脂。
8、本方案中，羥基氯醋樹脂結(jié)構(gòu)中的羥基和二甲基乙烯基氯硅烷結(jié)構(gòu)中的硅氯發(fā)生反應(yīng)，得到有機硅改性氯醋樹脂，再在催化劑的作用下，有機硅改性氯醋樹脂結(jié)構(gòu)中的烯基和4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶結(jié)構(gòu)中的氨基發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，將受阻胺結(jié)構(gòu)嵌入氯醋樹脂高分子鏈中，得到抗紫外氯醋樹脂。該種抗紫外氯醋樹脂以氯醋樹脂為高分子骨架，其結(jié)構(gòu)中的受阻胺基團能夠有效吸收并轉(zhuǎn)化紫外線能量，有效降低紫外線對外電纜外護套的老化能力，提升外護套材料的使用壽命，同時其結(jié)構(gòu)加入的有機硅能夠增強電纜外護套的防水效果與耐候性，有效提升電纜的防水能力。
9、進一步地，步驟s1中，所述升溫回流反應(yīng)的時間為10-12h。
10、進一步地，步驟s2中，所述催化劑為三乙胺。
11、進一步地，所述防水橡膠的制備方法包括以下步驟：
12、ss1：將三元乙丙橡膠置于甲苯中，通入氮氣，加入甲基丙烯酸縮水甘油酯與引發(fā)劑，升溫至65-75℃充分攪拌6-8h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后收集產(chǎn)物得到環(huán)氧化三元乙丙橡膠；
13、ss2：將環(huán)氧化三元乙丙橡膠置于n,n-二甲基甲酰胺中，充分混合攪拌，加入2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁醇與三氟化硼乙醚，升溫反應(yīng)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后收集產(chǎn)物，得到防水橡膠。
14、本方案中，在引發(fā)劑的作用下，三元乙丙橡膠結(jié)構(gòu)中的雙鍵與甲基丙烯酸縮水甘油酯結(jié)構(gòu)中的烯基發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，得到環(huán)氧化三元乙丙橡膠，又在三氟化硼乙醚的催化作用下，環(huán)氧化三元乙丙橡膠結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團與2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁醇結(jié)構(gòu)中的羥基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，得到防水橡膠；該種防水橡膠以三元乙丙橡膠作為高分子骨架，能夠有效增強電纜外護套材料的抗沖擊能力，同時通過環(huán)氧開環(huán)的反應(yīng)生成羥基，能夠與外護套基體混合料結(jié)構(gòu)中的馬來酸酐基團發(fā)生相互作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進一步增強電纜外護套材料的抗沖擊能力，并且其結(jié)構(gòu)中具有的氟原子具有極強的電負性和低表面能，能夠使得外護套材料表面具有疏水性，有效阻擋水分的滲透，顯著提升電纜外護套的防水性能，延長電纜的使用壽命。
15、進一步地，步驟ss1中，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯中的任意一種。
16、進一步地，步驟ss2中，所述升溫反應(yīng)的溫度為80-90℃時間為5-8h。
17、一種基于復(fù)合材料的防水電纜的制備方法，包括以下步驟：
18、步驟一、將聚氯乙烯、馬來酸酐接枝聚氯乙烯、抗紫外氯醋樹脂、防水橡膠、白油、抗氧化劑、增塑劑、碳酸鈣、云母粉、（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷至于高速混合機中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為500-600r/min，升溫至180-190℃充分混合1.5-2h，出料后收集產(chǎn)物得到外護套基體混合材料；
19、步驟二、將外護套基體混合材料轉(zhuǎn)移至雙螺桿擠出機中，設(shè)置機頭溫度為170-180℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300-350r/min，熔融擠出造粒，得到外護套材料；
20、步驟三、將10-15根線徑為1-1.8mm的鍍錫銅線進行絞合，得到銅芯，將厚度為0.06-0.10mm的聚四氟乙烯薄膜包覆于銅芯表面形成絕緣層，將帶有絕緣層的銅芯進行絞合，形成電纜芯；
21、步驟四、將厚度為0.12-0.16mm的金屬鋁箔環(huán)繞包覆于電纜芯表面，形成屏蔽層，得到初級電纜；
22、步驟五、將外護套材料經(jīng)雙螺桿擠出機熔融擠出后包覆在初級電纜表面，冷卻固化后形成外護套層，制得電纜。
23、本發(fā)明的有益效果：
24、本發(fā)明通過制備抗紫外氯醋樹脂與防水橡膠參與到電纜外護套材料的制備進程中，使得制備出來的電纜外護套材料具有優(yōu)異的耐沖擊能力、防水能力以及抗紫外效果，能夠滿足多種環(huán)境下的使用需求，安全性高，并且具有長久的使用壽命。
25、當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
1.一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，由內(nèi)到外依次包括：電纜芯、屏蔽層和外護套層；所述電纜芯為聚四氟乙烯薄膜包覆銅芯后絞合而成；所述屏蔽層為金屬鋁箔環(huán)繞包覆電纜芯制成；所述外護套層包括以下重量份的原料：80-100份聚氯乙烯、15-20份馬來酸酐接枝聚氯乙烯、5-8份抗紫外氯醋樹脂、12-15份防水橡膠、3-5份潤滑劑、2-3份抗氧化劑、1-3份增塑劑、3-5份碳酸鈣、2-3份云母粉、1-2份（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，所述潤滑劑為白油、硬脂酸、硬脂酸鋅中的任意一種；所述抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1135中的任意一種；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂，鄰苯二甲酸二異壬酯中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，所述抗紫外氯醋樹脂的制備方法包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，步驟s1中，所述升溫回流反應(yīng)的時間為10-12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，步驟s2中，所述催化劑為三乙胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，所述防水橡膠的制備方法包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，步驟ss1中，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于復(fù)合材料的防水電纜，其特征在于，步驟ss2中，所述升溫反應(yīng)的溫度為80-90℃時間為5-8h。
9.一種如權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合材料的防水電纜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：