[0001] 本发明属于电力电缆制备技术领域，具体涉及一种耐磨中压电力电缆。

[0002] 中压电力电缆是连接输电设备的关键部件，被广泛用于城市建设、工业生产、能源输送等多个领域。在城市建设中，中压电力电缆可用于建筑、道路等基础设施的供电系统，确保城市的正常运转。在工业生产中，中压电力电缆可以为各种设备和机器输送电力，从而保障工业生产的正常进行。在能源领域，中压电力电缆被用于连接发电厂和配电系统，从而将发电厂产生的电力输送至各个用电单位，为清洁能源输送提供了重要支持。

[0003] 为了满足不同领域对电力输送的需求，人们对中压电力电缆不断进行技术创新和改进，以确保其稳定可靠、高效节能。其中，耐磨性就是中压电力电缆的一项重要考察指标，耐磨性差会导致电力电缆容易被磨损破坏，安全性完全无法保证。

[0004] 目前市面上最常见的电力电缆是以聚氯乙烯为基材，基本能够满足绝缘和护套的需求，但是，传统的聚氯乙烯电力电缆适用于中低压通信类电缆等一般用途，耐磨性无法满足长期使用需求。

[0005] 聚氨酯类热塑性弹性体具有优异的耐磨性能，被广泛应用于电力电缆的制备，但是聚氨酯属易燃聚合物，燃烧时会释放出剧毒烟气，阻燃性差是聚氨酯材料最致命的缺陷。人们为了提高阻燃性往往会添加大量的阻燃剂，但阻燃剂的大量添加往往会带来相容性问题，导致电力电缆的力学性能大幅度下降。

[0006] 专利CN114974719B公开了一种中压阻燃电力电缆及其制造方法，包括缆芯、及由内向外依次包覆的包带层、隔温层、外屏蔽层和外护层；所述缆芯由导电线芯、绝缘层和内屏蔽层组成；所述缆芯与包带层之间设有填充层，所述填充层放置有信号线；其特征在于，所述内屏蔽层或/和外屏蔽层设有容纳球头或/和容纳球头腔，所述内屏蔽层或/和外屏蔽层为非磁性铜带材料，所述容纳球头设有通孔，所述容纳球头腔内部为一个空洞的腔隙；所述容纳球头或/和容纳球头腔的排列为错峰排布，所述错峰排布的方式包括所述容纳球头或/和容纳球头腔的斜度呈30度‑60度，且所述容纳球头或/和容纳球头腔交错排列；所述容纳球头或/和容纳球头腔及其通孔设有屏蔽膜，所述屏蔽膜是屏蔽液烘干后形成。该专利技术将信号电缆集成于电力传输用电缆内，敷设时占用空间小，且避免了分类敷设过程中造成外力损伤的可能性，敷设方便成本低，后期维护方便。但是，其核心技术容纳头的加工过程复杂，增大了生产成本。

[0029] 下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0030] 如无特殊说明外，本发明中所有商品均通过市场渠道购买。

[0031] 实施例1一种耐磨中压电力电缆，其主体为导电缆芯，在导电缆芯的表面包覆外护套，外护套是由以下组分混合制成的：聚氨基甲酸酯8kg，氢化丁腈橡胶4kg，乙烯‑醋酸乙烯共聚物
3kg，氯化马来酸酐接枝聚丙烯3kg，钇锆纳米粉0.2kg，纳米碳化硅0.3kg，纳米氮化钛
0.3kg，氧化石墨烯1kg。

[0032] 导电缆芯是由多个线芯沿圆周方向紧靠绞合而成，线芯的材质为铜。在导电缆芯与外护套之间还依次设置绝缘层和金属护套，绝缘层为交联聚乙烯，金属护套为波纹铜护套。外护套的厚度为0.9mm。

[0033] 氯化马来酸酐接枝聚丙烯是通过以下方法制备得到的：先将10kg马来酸酐接枝聚丙烯和0.2kg偶氮二异丁腈搅拌混匀，加热至85℃，通入氯气，保温氯化3小时，取出反应物料并球磨粉碎，再次在85℃条件下保温氯化4小时，取出反应产物，水洗至中性，干燥，即得。

[0034] 钇锆纳米粉是通过以下方法制备得到的：先将0.35kg氧氯化锆溶于1L无水乙醇中，加热至60℃，加入氧化钇，自然冷却至25℃，加入2L质量浓度5%碳酸氢钠溶液和1.5g丙烯酸‑丙烯酸羟丙酯共聚物T‑225，超声分散均匀，转移至反应釜内，在温度200℃和压力8MPa条件下反应8小时，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。氧氯化锆与氧化钇的摩尔比为95：5。

[0035] 前述一种耐磨中压电力电缆的制备方法，具体步骤如下：（1）先将钇锆纳米粉、纳米碳化硅、纳米氮化钛充分混合，接着在氩气气氛下，进行等离子处理，得到纳米颗粒，继续利用3‑氨丙基三乙氧基硅烷对纳米颗粒进行改性处理，得到改性纳米颗粒；
（2）再将氧化石墨烯制成氧化石墨烯水溶液，将改性纳米颗粒与氧化石墨烯水溶液混合，微波处理，得到氧化石墨烯复合材料；
（3）然后将聚氨基甲酸酯、氢化丁腈橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、氯化马来酸酐接枝聚丙烯混炼，继续加入氧化石墨烯复合材料，混合均匀出料，双螺杆挤出，得到护套料；
（4）最后将护套料在导电缆芯表面包覆形成外护套，即得。

[0036] 步骤（1）中，充分混合的具体方法为：先以200r/min的速率机械搅拌80分钟，再以300W超声振荡30分钟。

[0037] 步骤（1）中，等离子处理的工艺条件为：运载气体流量为0.8m3/h，等离子氩气流量3 3
为2m/h，冷却气体流量为3m/h，粉末进料速率为3kg/h；运载气体和冷却气体均为氩气。改性处理的具体方法为：将纳米颗粒超声分散于水中，接着加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，40℃搅拌50分钟，离心取沉淀，无水乙醇洗涤，干燥即可；其中，纳米颗粒、水、3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：50：3。

[0038] 步骤（2）中，将氧化石墨烯超声分散于其10倍重量的水中，即得氧化石墨烯水溶液。微波处理的工艺条件为：500W微波处理，每2分钟停1分钟，微波处理累计时间为20分钟。微波处理完成后烘干得到氧化石墨烯复合材料。

[0039] 步骤（3）中，混炼至料温150℃时出料。双螺杆挤出的工艺参数如下：转速300r/min，长径比40：1，机头温度为200℃。

[0040] 步骤（4）中，先在导电缆芯表面采用挤包方式包裹绝缘层，再采用绕包方式包裹金属护套，最后采用挤包方式包裹外护套。

[0041] 实施例2一种耐磨中压电力电缆，其主体为导电缆芯，在导电缆芯的表面包覆外护套，外护套是由以下组分混合制成的：聚氨基甲酸酯10kg，氢化丁腈橡胶6kg，乙烯‑醋酸乙烯共聚物
5kg，氯化马来酸酐接枝聚丙烯5kg，钇锆纳米粉0.3kg，纳米碳化硅0.5kg，纳米氮化钛
0.5kg，氧化石墨烯1.2kg。

[0042] 导电缆芯是由多个线芯沿圆周方向紧靠绞合而成，线芯的材质为铜。在导电缆芯与外护套之间还依次设置绝缘层和金属护套，绝缘层为交联聚乙烯，金属护套为波纹铜护套。外护套的厚度为1.2mm。

[0043] 氯化马来酸酐接枝聚丙烯是通过以下方法制备得到的：先将10kg马来酸酐接枝聚丙烯和0.3kg偶氮二异丁腈搅拌混匀，加热至95℃，通入氯气，保温氯化4小时，取出反应物料并球磨粉碎，再次在95℃条件下保温氯化5小时，取出反应产物，水洗至中性，干燥，即得。

[0044] 钇锆纳米粉是通过以下方法制备得到的：先将0.37kg氧氯化锆溶于1.1L无水乙醇中，加热至70℃，加入氧化钇，自然冷却至25℃，加入2.2L质量浓度7%碳酸氢钠溶液和2g丙烯酸‑丙烯酸羟丙酯共聚物T‑225，超声分散均匀，转移至反应釜内，在温度220℃和压力10MPa条件下反应10小时，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。氧氯化锆与氧化钇的摩尔比为95：
5。

[0045] 前述一种耐磨中压电力电缆的制备方法，具体步骤如下：（1）先将钇锆纳米粉、纳米碳化硅、纳米氮化钛充分混合，接着在氩气气氛下，进行等离子处理，得到纳米颗粒，继续利用3‑氨丙基三乙氧基硅烷对纳米颗粒进行改性处理，得到改性纳米颗粒；
（2）再将氧化石墨烯制成氧化石墨烯水溶液，将改性纳米颗粒与氧化石墨烯水溶液混合，微波处理，得到氧化石墨烯复合材料；
（3）然后将聚氨基甲酸酯、氢化丁腈橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、氯化马来酸酐接枝聚丙烯混炼，继续加入氧化石墨烯复合材料，混合均匀出料，双螺杆挤出，得到护套料；
（4）最后将护套料在导电缆芯表面包覆形成外护套，即得。

[0046] 步骤（1）中，充分混合的具体方法为：先以300r/min的速率机械搅拌100分钟，再以400W超声振荡40分钟。

[0047] 步骤（1）中，等离子处理的工艺条件为：运载气体流量为1m3/h，等离子氩气流量为3 3
3m/h，冷却气体流量为5m/h，粉末进料速率为5kg/h；运载气体和冷却气体均为氩气。改性处理的具体方法为：将纳米颗粒超声分散于水中，接着加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，50℃搅拌70分钟，离心取沉淀，无水乙醇洗涤，干燥即可；其中，纳米颗粒、水、3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：60：5。

[0048] 步骤（2）中，将氧化石墨烯超声分散于其12倍重量的水中，即得氧化石墨烯水溶液。微波处理的工艺条件为：700W微波处理，每2分钟停1分钟，微波处理累计时间为30分钟。微波处理完成后烘干得到氧化石墨烯复合材料。

[0049] 步骤（3）中，混炼至料温155℃时出料。双螺杆挤出的工艺参数如下：转速400r/min，长径比40：1，机头温度为220℃。

[0050] 步骤（4）中，先在导电缆芯表面采用挤包方式包裹绝缘层，再采用绕包方式包裹金属护套，最后采用挤包方式包裹外护套。

[0051] 实施例3一种耐磨中压电力电缆，其主体为导电缆芯，在导电缆芯的表面包覆外护套，外护套是由以下组分混合制成的：聚氨基甲酸酯9kg，氢化丁腈橡胶5kg，乙烯‑醋酸乙烯共聚物
4kg，氯化马来酸酐接枝聚丙烯4kg，钇锆纳米粉0.25kg，纳米碳化硅0.4kg，纳米氮化钛
0.4kg，氧化石墨烯1.1kg。

[0052] 导电缆芯是由多个线芯沿圆周方向紧靠绞合而成，线芯的材质为铜。在导电缆芯与外护套之间还依次设置绝缘层和金属护套，绝缘层为交联聚乙烯，金属护套为波纹铜护套。外护套的厚度为1mm。

[0053] 氯化马来酸酐接枝聚丙烯是通过以下方法制备得到的：先将10kg马来酸酐接枝聚丙烯和0.25kg偶氮二异丁腈搅拌混匀，加热至90℃，通入氯气，保温氯化3.5小时，取出反应物料并球磨粉碎，再次在90℃条件下保温氯化4.5小时，取出反应产物，水洗至中性，干燥，即得。

[0054] 钇锆纳米粉是通过以下方法制备得到的：先将0.36kg氧氯化锆溶于1L无水乙醇中，加热至65℃，加入氧化钇，自然冷却至25℃，加入2.1L质量浓度6%碳酸氢钠溶液和1.8g丙烯酸‑丙烯酸羟丙酯共聚物T‑225，超声分散均匀，转移至反应釜内，在温度210℃和压力9MPa条件下反应9小时，离心取沉淀，洗涤，干燥，即得。氧氯化锆与氧化钇的摩尔比为95：5。

[0055] 前述一种耐磨中压电力电缆的制备方法，具体步骤如下：（1）先将钇锆纳米粉、纳米碳化硅、纳米氮化钛充分混合，接着在氩气气氛下，进行等离子处理，得到纳米颗粒，继续利用3‑氨丙基三乙氧基硅烷对纳米颗粒进行改性处理，得到改性纳米颗粒；
（2）再将氧化石墨烯制成氧化石墨烯水溶液，将改性纳米颗粒与氧化石墨烯水溶液混合，微波处理，得到氧化石墨烯复合材料；
（3）然后将聚氨基甲酸酯、氢化丁腈橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、氯化马来酸酐接枝聚丙烯混炼，继续加入氧化石墨烯复合材料，混合均匀出料，双螺杆挤出，得到护套料；
（4）最后将护套料在导电缆芯表面包覆形成外护套，即得。

[0056] 步骤（1）中，充分混合的具体方法为：先以300r/min的速率机械搅拌90分钟，再以400W超声振荡35分钟。

[0057] 步骤（1）中，等离子处理的工艺条件为：运载气体流量为0.9m3/h，等离子氩气流量3 3
为2.5m /h，冷却气体流量为4m/h，粉末进料速率为4kg/h；运载气体和冷却气体均为氩气。
改性处理的具体方法为：将纳米颗粒超声分散于水中，接着加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，45℃搅拌60分钟，离心取沉淀，无水乙醇洗涤，干燥即可；其中，纳米颗粒、水、3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：55：4。

[0058] 步骤（2）中，将氧化石墨烯超声分散于其11倍重量的水中，即得氧化石墨烯水溶液。微波处理的工艺条件为：600W微波处理，每2分钟停1分钟，微波处理累计时间为25分钟。微波处理完成后烘干得到氧化石墨烯复合材料。

[0059] 步骤（3）中，混炼至料温152℃时出料。双螺杆挤出的工艺参数如下：转速400r/min，长径比40：1，机头温度为210℃。

[0060] 步骤（4）中，先在导电缆芯表面采用挤包方式包裹绝缘层，再采用绕包方式包裹金属护套，最后采用挤包方式包裹外护套。

[0061] 实施例4本实施例和实施例1的区别仅在于步骤（1）中不进行等离子处理。

[0062] 对比例1一种耐磨中压电力电缆，其主体为导电缆芯，在导电缆芯的表面包覆外护套，外护套是由以下组分混合制成的：聚氨基甲酸酯8kg，氢化丁腈橡胶4kg，乙烯‑醋酸乙烯共聚物
3kg，氯化马来酸酐接枝聚丙烯3kg，纳米碳化硅0.3kg，纳米氮化钛0.3kg，氧化石墨烯1kg。

[0063] 导电缆芯是由多个线芯沿圆周方向紧靠绞合而成，线芯的材质为铜。在导电缆芯与外护套之间还依次设置绝缘层和金属护套，绝缘层为交联聚乙烯，金属护套为波纹铜护套。外护套的厚度为0.9mm。

[0064] 氯化马来酸酐接枝聚丙烯是通过以下方法制备得到的：先将10kg马来酸酐接枝聚丙烯和0.2kg偶氮二异丁腈搅拌混匀，加热至85℃，通入氯气，保温氯化3小时，取出反应物料并球磨粉碎，再次在85℃条件下保温氯化4小时，取出反应产物，水洗至中性，干燥，即得。

[0065] 前述一种耐磨中压电力电缆的制备方法，具体步骤如下：（1）先将纳米碳化硅、纳米氮化钛充分混合，接着在氩气气氛下，进行等离子处理，得到纳米颗粒，继续利用3‑氨丙基三乙氧基硅烷对纳米颗粒进行改性处理，得到改性纳米颗粒；
（2）再将氧化石墨烯制成氧化石墨烯水溶液，将改性纳米颗粒与氧化石墨烯水溶液混合，微波处理，得到氧化石墨烯复合材料；
（3）然后将聚氨基甲酸酯、氢化丁腈橡胶、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、氯化马来酸酐接枝聚丙烯混炼，继续加入氧化石墨烯复合材料，混合均匀出料，双螺杆挤出，得到护套料；
（4）最后将护套料在导电缆芯表面包覆形成外护套，即得。

[0066] 步骤（1）中，充分混合的具体方法为：先以200r/min的速率机械搅拌80分钟，再以300W超声振荡30分钟。

[0067] 步骤（1）中，等离子处理的工艺条件为：运载气体流量为0.8m3/h，等离子氩气流量3 3
为2m/h，冷却气体流量为3m/h，粉末进料速率为3kg/h；运载气体和冷却气体均为氩气。改性处理的具体方法为：将纳米颗粒超声分散于水中，接着加入3‑氨丙基三乙氧基硅烷，40℃搅拌50分钟，离心取沉淀，无水乙醇洗涤，干燥即可；其中，纳米颗粒、水、3‑氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：50：3。

[0068] 步骤（2）中，将氧化石墨烯超声分散于其10倍重量的水中，即得氧化石墨烯水溶液。微波处理的工艺条件为：500W微波处理，每2分钟停1分钟，微波处理累计时间为20分钟。微波处理完成后烘干得到氧化石墨烯复合材料。

[0069] 步骤（3）中，混炼至料温150℃时出料。双螺杆挤出的工艺参数如下：转速300r/min，长径比40：1，机头温度为200℃。

[0070] 步骤（4）中，先在导电缆芯表面采用挤包方式包裹绝缘层，再采用绕包方式包裹金属护套，最后采用挤包方式包裹外护套。

[0071] 对比例2本对比例和实施例1的区别仅在于加入钇锆纳米粉1.8kg，不加入纳米碳化硅、纳米氮化钛与氧化石墨烯。

[0072] 对比例3本对比例和实施例1的区别仅在于将氯化马来酸酐接枝聚丙烯替换为马来酸酐接枝聚丙烯。

[0073] 参考GB/T 3960‑2016《塑料 滑动摩擦磨损试验方法》对实施例1～4和对比例1～3所得电缆的耐磨性进行考察。

[0074] 参考GB/T 2406.2‑2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验》对实施例1～4和对比例1～3所得电缆的阻燃性进行考察。

[0075] 测试结果见表1。

[0076] 表1. 耐磨性和阻燃性比较

[0077] 由表1可知，实施例1～4所得电缆具有优异的耐磨性和阻燃性，其中实施例4在制备时未进行等离子处理，影响纳米颗粒形态，相容性欠佳，性能略差。

[0078] 对比例1略去钇锆纳米粉，对比例2略去纳米碳化硅、纳米氮化钛与氧化石墨烯，对比例3用马来酸酐接枝聚丙烯替换氯化马来酸酐接枝聚丙烯，电缆的耐磨性、阻燃性均明显变差，说明钇锆纳米粉、纳米碳化硅、纳米氮化钛、氧化石墨烯与氯化马来酸酐接枝聚丙烯等协同作用，改善产品的耐磨性，也有利于阻燃性的进一步改善。

[0079] 本发明通过上述实施例来说明本发明的技术构思，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品个别原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。