一种耐曲折柔性电缆及其生产工艺的制作方法

1.本发明涉及电缆制备技术领域，具体涉及一种耐曲折柔性电缆及其生产工艺。


背景技术：

2.电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，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，电缆具有内通电、外绝缘的特征，由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线；
3.而随着电气自动化程度的提高，设备单元需要来回移动的场合也越来越多，由于电缆内部填充pp材料，pp材料自身机械性能一般，在电缆受到外力作用后，发生曲折电缆内部填充pp材料出现断裂产生缝隙，导致缆芯不稳定，进而降低了电缆的使用寿命，同时在制备过程中填充物裂缝会导致，电缆护套料嵌入缆芯中间，导致电缆制备成本的上升；
4.针对上述的技术问题，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种耐曲折柔性电缆及其生产工艺，现有电缆制备过程中会使用pp材料，麻绳等廉价材料充当填充物，pp材料由于自身韧性较差，在电缆多次曲折后，会出现断裂的问题，进而导致缆芯不稳定，大大降低了电缆的使用寿命。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种耐曲折柔性电缆，包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；
8.所述的填充物为改性pp材料。
9.进一步的，所述的改性pp材料由如下步骤制成：
10.步骤a1：将腰果酚溶于氯仿中，加入三氟化硼乙醚溶液和环氧氯丙烷，在转速为150-200r/min，温度为60-70℃的条件下，进行反应4-6h后，加入去离子水淬灭反应，再进行蒸馏去除溶剂，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为0-5℃的条件下，搅拌并加入吡啶与三乙胺混合溶液，搅拌均匀后，升温至温度为20-25℃，进行反应18-22h后，蒸馏去除溶剂，将底物加入甲苯中，过滤去除滤液，将底物烘干，制得中间体2；
11.反应过程如下：
[0012][0013]
步骤a2：将溴乙胺、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为120-130℃的条件下，回流反应5-7h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为150-200r/min，温度为180-190℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为300-500r/min，温度为60-70℃的条件下，进行搅拌3-5h，制得中间体4；
[0014]
反应过程如下：
[0015][0016]
步骤a3：将中间体4、中间体1、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为70-80℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应8-10h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体5；
[0017]
反应过程如下：
[0018][0019]
步骤a4：将中间体5溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入聚乙烯醇，在转速为200-300r/min，温度为75-85℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应8-10h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体6；
[0020]
反应过程如下：
[0021][0022]
步骤a5：将中间体6、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，在转速为800-1000r/min的条件下，进行搅拌10-15min后，加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃，180℃，190℃，185℃，转速为90r/min的条件下，挤出制得改性pp材料。
[0023]
进一步的，步骤a1所述的腰果酚和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1:1.1，三氟化硼的用量为腰果酚质量的0.15％，吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、吡啶、三乙胺的用量比为0.05mol:0.1mol:1g:0.5g。
[0024]
进一步的，步骤a2所述的溴乙胺和马来酸酐的用量比为1:1，中间体3和中间体2的用量摩尔比为1:1。
[0025]
进一步的，步骤a3所述的中间体4、中间体1、氢氧化钠的用量摩尔比为1:2:2，强氧化钠溶液质量分数为10％。
[0026]
进一步的，步骤a4所述的中间体5、聚乙烯醇、氢氧化钠的用量摩尔比为1:3:3.5，氢氧化钠溶液与步骤a3相同。
[0027]
进一步的，步骤a5所述的中间体6、苯乙烯、聚丙烯颗粒的用量质量比为1.2:2.5:100，过氧化二苯甲酰的用量为聚丙烯颗粒质量的4
‰
。
[0028]
一种耐曲折柔性电缆的生产工艺，具体包括如下步骤：将导体外部包覆绝缘层，将绝缘层外部表面包覆包带层，在包覆带层与绝缘层之间填充填充物，将包带层外部表面包覆外护套，耐曲折柔性电缆。
[0029]
本发明的有益效果如下：
[0030]
本发明制备一种耐曲折柔性电缆，通过将导体外部包覆绝缘层，将绝缘层外部表面包覆包带层，在包覆带层与绝缘层之间填充填充物，将包带层外部表面包覆外护套制得，所述的填充物为改性pp材料，该改性pp材料以腰果酚为原料与环氧氯丙烷进行反应，使得环氧氯丙烷上的环氧基与腰果酚上的酚羟基反应，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸用三光气处理，使得羧基转变为酰氯，制得中间体2，将溴乙胺与马来酸酐反应，制得中间体3，将中间体3与中间体2进行反应，使得中间体3上的溴原子位点与中间体2上的仲胺反应，制得中间体4，将中间体4与中间体1反应，使得中间体1上的醇羟基与中间体4上的酰氯反应，制得中间体5，将中间体5与聚乙烯醇反应，制得中间体6，将中间体6与聚丙烯颗粒接枝处理，再挤出，制得改性pp材料，该改性pp材料分子链上含有灵活的亚甲基链节，亚甲基链节具有很好的柔韧性进而增加了填充物的柔韧性，且该改性pp材料分子链中含有大量羟基和羰基，羟基和羟基之间能够形成氢键，羰基和羟基之间也能够形成氢键，能够使改性pp材料分子中氢键含量提升，在电缆受到曲折作用力时，分子内氢键断裂，抵消了作用力，进而增加了填充物的韧性，同时氢键能够发生重组，进而保证了柔性电缆的韧性。
具体实施方式
[0031]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1
[0033]
一种耐曲折柔性电缆，包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；
[0034]
填充物为改性pp材料，该改性pp材料由如下步骤制成：
[0035]
步骤a1：将腰果酚溶于氯仿中，加入三氟化硼乙醚溶液和环氧氯丙烷，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，进行反应4h后，加入去离子水淬灭反应，再进行蒸馏去除溶剂，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为150r/min，温度为0℃的条件下，搅拌并加入吡啶与三乙胺混合溶液，搅拌均匀后，升温至温度为20℃，进行反应18h后，蒸馏去除溶剂，将底物加入甲苯中，过滤去除滤液，将底物烘干，制得中间体2；
[0036]
步骤a2：将溴乙胺、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为120℃的条件下，回流反应5h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为150r/min，温度为180℃的条件下，进行反应
6h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为300r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌3h，制得中间体4；
[0037]
步骤a3：将中间体4、中间体1、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为150r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应8h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体5；
[0038]
步骤a4：将中间体5溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入聚乙烯醇，在转速为200r/min，温度为75℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应8h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体6；
[0039]
步骤a5：将中间体6、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌10min后，加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃，180℃，190℃，185℃，转速为90r/min的条件下，挤出制得改性pp材料。
[0040]
实施例2
[0041]
一种耐曲折柔性电缆，包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；
[0042]
填充物为改性pp材料，该改性pp材料由如下步骤制成：
[0043]
步骤a1：将腰果酚溶于氯仿中，加入三氟化硼乙醚溶液和环氧氯丙烷，在转速为180r/min，温度为65℃的条件下，进行反应4h后，加入去离子水淬灭反应，再进行蒸馏去除溶剂，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为180r/min，温度为3℃的条件下，搅拌并加入吡啶与三乙胺混合溶液，搅拌均匀后，升温至温度为23℃，进行反应20h后，蒸馏去除溶剂，将底物加入甲苯中，过滤去除滤液，将底物烘干，制得中间体2；
[0044]
步骤a2：将溴乙胺、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为125℃的条件下，回流反应6h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为180r/min，温度为185℃的条件下，进行反应7h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为300r/min，温度为65℃的条件下，进行搅拌4h，制得中间体4；
[0045]
步骤a3：将中间体4、中间体1、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为180r/min，温度为75℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应9h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体5；
[0046]
步骤a4：将中间体5溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入聚乙烯醇，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应9h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体6；
[0047]
步骤a5：将中间体6、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌13min后，加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃，180℃，190℃，185℃，转速为90r/min的条件下，挤出制得改性pp材料。
[0048]
实施例3
[0049]
一种耐曲折柔性电缆，包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；
[0050]
填充物为改性pp材料，该改性pp材料由如下步骤制成：
[0051]
步骤a1：将腰果酚溶于氯仿中，加入三氟化硼乙醚溶液和环氧氯丙烷，在转速为
200r/min，温度为70℃的条件下，进行反应6h后，加入去离子水淬灭反应，再进行蒸馏去除溶剂，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、四氢呋喃混合均匀，在转速为200r/min，温度为5℃的条件下，搅拌并加入吡啶与三乙胺混合溶液，搅拌均匀后，升温至温度为25℃，进行反应22h后，蒸馏去除溶剂，将底物加入甲苯中，过滤去除滤液，将底物烘干，制得中间体2；
[0052]
步骤a2：将溴乙胺、马来酸酐、冰醋酸混合均匀，在温度为130℃的条件下，回流反应7h后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，在转速为200r/min，温度为190℃的条件下，进行反应8h，制得中间体3，将中间体3、中间体2、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为500r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌5h，制得中间体4；
[0053]
步骤a3：将中间体4、中间体1、n,n-二甲基甲酰胺混合均匀，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应10h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体5；
[0054]
步骤a4：将中间体5溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入聚乙烯醇，在转速为300r/min，温度为85℃的条件下，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应10h后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体6；
[0055]
步骤a5：将中间体6、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合均匀，在转速为1000r/min的条件下，进行搅拌15min后，加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃，180℃，190℃，185℃，转速为90r/min的条件下，挤出制得改性pp材料。
[0056]
对比例1
[0057]
本对比例与实施例1相比用pp塑料母粒代替填充物，其余步骤相同。
[0058]
将实施例1-3和对比例1制得的柔性电缆，分别曲折次数：5000次、10000次、15000次、20000次、50000次，观察电缆内部是填充物是否出现断裂和缝隙，结果如下表所示：
[0059][0060]
由上表可知实施例1-3制得的柔性电缆在曲折50000次后内部填充物仍然未出现断裂和缝隙，表明本发明就有很好的耐曲折效果，在使用过程中不会出现内部填充物断裂
现象，能够保证缆芯稳定，进而提升了电缆的使用寿命。
[0061]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；所述的填充物为改性pp材料，该改性pp材料由如下步骤制成：步骤a1：将腰果酚溶于氯仿中，加入三氟化硼乙醚溶液和环氧氯丙烷，进行反应后，加入去离子水淬灭反应，再进行蒸馏去除溶剂，制得中间体1，将吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、四氢呋喃混合，再加入吡啶与三乙胺混合溶液，搅拌均匀后，升温反应后，蒸馏去除溶剂，将底物加入甲苯中，过滤去除滤液，将底物烘干，制得中间体2；步骤a2：将溴乙胺、马来酸酐、冰醋酸混合回流反应后，加入氯化锌、硼酸、二苯醚，进行反应，制得中间体3，将中间体3、中间体2、三乙胺、n,n-二甲基甲酰胺混合搅拌，制得中间体4；步骤a3：将中间体4、中间体1、n,n-二甲基甲酰胺混合搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体5；步骤a4：将中间体5溶于n,n-二甲基甲酰胺中，加入聚乙烯醇，进行搅拌并加入氢氧化钠溶液，进行反应后，调节反应ph值为中性，蒸馏出去溶剂，将底物加入去离子水中，再次过滤，将滤饼烘干，制得中间体6；步骤a5：将中间体6、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、n,n-二甲基甲酰胺、聚丙烯颗粒混合搅拌后，加入双螺杆挤出机中，在温度为170℃，180℃，190℃，185℃，转速为90r/min的条件下，挤出制得改性pp材料。2.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：步骤a1所述的腰果酚和环氧氯丙烷的用量摩尔比为1:1.1，三氟化硼的用量为腰果酚质量的0.15％，吡咯啉-2,5-二羧酸、三光气、吡啶、三乙胺的用量比为0.05mol:0.1mol:1g:0.5g。3.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：步骤a2所述的溴乙胺和马来酸酐的用量比为1:1，中间体3和中间体2的用量摩尔比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：步骤a3所述的中间体4、中间体1、氢氧化钠的用量摩尔比为1:2:2，强氧化钠溶液质量分数为10％。5.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：步骤a4所述的中间体5、聚乙烯醇、氢氧化钠的用量摩尔比为1:3:3.5，氢氧化钠溶液与步骤a3相同。6.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆，其特征在于：步骤a5所述的中间体6、苯乙烯、聚丙烯颗粒的用量质量比为1.2:2.5:100，过氧化二苯甲酰的用量为聚丙烯颗粒质量的4
‰
。7.根据权利要求1所述的一种耐曲折柔性电缆的生产工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：将导体外部包覆绝缘层，将绝缘层外部表面包覆包带层，在包覆带层与绝缘层之间填充填充物，将包带层外部表面包覆外护套，耐曲折柔性电缆。

技术总结
本发明公开了一种耐曲折柔性电缆及其生产工艺，该电缆包括由内置外依次设置的多根导体，导体外部包裹有绝缘层，绝缘层外部设有包带层，包带层与绝缘层之间设有填充物，包带层外部设有外护套；改性PP材料分子链上含有灵活的亚甲基链节，亚甲基链节具有很好的柔韧性进而增加了填充物的柔韧性，且该改性PP材料分子链中含有大量羟基和羰基，羟基和羟基之间能够形成氢键，羰基和羟基之间也能够形成氢键，能够使改性PP材料分子中氢键含量提升，在电缆受到曲折作用力时，分子内氢键断裂，抵消了作用力，进而增加了填充物的韧性，同时氢键能够发生重组，进而保证了柔性电缆的韧性。进而保证了柔性电缆的韧性。


技术研发人员：宋佳华 赵铁虎 何大磊 于志创
受保护的技术使用者：连云港兴宇特种电缆有限公司
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/5/25