CN101540215A - 150℃辐照交联控制电缆及其制造方法 - Google Patents

150℃辐照交联控制电缆及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种150℃辐照交联控制电缆及其制造方法，在耐温等级高的场所使用。本发明结构包括导体、绝缘层、填充、包带层和外护层，所述绝缘层为150℃辐照交联聚乙烯绝缘层。制造该种150℃辐照交联控制电缆的方法，包括：将高密度聚乙烯树脂、杜邦POE、四[β－(3，5－二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N′－双[3－(3，5－二叔丁基－4－羟基苯基)丙酰]肼、1，3，5－三烯丙基－均三嗪－2，4，6－三酮按一定重量配比成绝缘层原料，经密炼、开炼、挤出在导体的表面上，用辐照交联工艺对绝缘层加工。本发明的有益效果，具有耐温等级高、载流量大、绝缘电性能和机械性能好、绝缘抗老化能力强、电缆允许短路电流大的优点，可以满足高温设备、仪器和高温场所控制系统的需要。

Description

150℃辐照交联控制电缆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种交联控制电缆及其制造方法，特别是一种150℃辐照交联控制电缆及其制造方法。
背景技术：
目前，国内控制系统一般采用聚氯乙烯绝缘控制电缆。聚氯乙烯绝缘控制电缆，因耐温等级低(70～90℃)、载流量低、易老化、易开裂、介质损耗大、毒性指数高和环保性能差等缺点，其适用范围受到限制。而欧盟、美国、日本等国家，对生产控制电缆产品的要求也越来越高，要求不含有卤素，不会产生有害气体及腐蚀性气体，并已制定了相应的法律规范。现有的聚氯乙烯绝缘控制电缆已不能适应这种需要，因此聚氯乙烯电缆正逐步被交联控制电缆代替。
电缆交联方式主要有两种：化学交联和物理交联。化学交联又分为干法交联和温水交联。干法交联是在温度达300-400℃的高压气体中经过一定的时间性使聚乙烯分子链交联。温水交联是将电缆浸于90℃的温水中泡5-7小时，使聚乙烯分子链交联。物理交联又称辐照交联，即利用电子加速器发射出的高能量电子束流，轰击电缆绝缘或护套层，将高分子链打断，被打断的第一个点称为自由基，因自由基不稳定，相互之间要重新组合，重新组合后由原来的链状分子结构变成三维网状分子结构形成交联。
现有技术中，国内外通用的交联控制电缆一般都是化学交联控制电缆，其耐温等级仅为90℃，尚未达到150℃耐温等级。现有耐温等级较高的控制系统，普遍采用硅橡胶和氟塑料控制电缆。硅橡胶的价格高，加工工艺复杂，而且其机械强度低、绝缘性能差、抗撕裂性能差，限制了其在控制电缆上的应用。氟塑料因其价格昂贵、加工工艺复杂，易开裂等缺点，目前应用也不广泛。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题：是为了克服上述的控制电缆不足之处，而提供的一种耐温等级达到150℃的控制电缆及其制造方法。
本发明为解决上述技术问题其技术方案如下：一种150℃辐照交联控制电缆，包括导体1、绝缘层2、填充3、包带层4和外护层5，所述外护层5内为包带层4，包带层4内设有若干导体1，每个导体1的外部包覆有绝缘层2，所述绝缘层2与包带层4之间为填充3；其特征在于：所述绝缘层2为150℃辐照交联聚乙烯绝缘层。
上述150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，是由下述重量配比的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                  82-88份
杜邦POE                                           12-18份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯   0.1-0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼     0.2-0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮              0.3-0.7份
一种制造150℃辐照交联控制电缆的方法，步骤如下：
(1)将制芯金属进行拉丝，对所述拉丝金属退火，制成导体1；
(2)配制绝缘层原料，按下列成份重量配比制成：
高密度聚乙烯树脂                                   82-88份
杜邦POE                                            12-18份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯    0.1-0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼      0.2-0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮0.3-0.7份；
(3)再用塑料搅拌机将上述重量份的材料、在常温下搅拌均匀；将所述已配制好的绝缘层原料经密炼、开炼、加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层挤包在导体的表面上；
(4)采用辐照交联工艺用电子加速器对挤好绝缘层的导体进行电子辐照加工；将上述多根已包绝缘层的导体绞成缆芯；在缆芯外表面依次包覆包带层及外护层，在包带层与绝缘层之间填有填充。
所述辐照交联的条件为：辐照剂量为10～20Mrd。
本发明的有益效果，具有耐温等级高、载流量大、绝缘电性能和机械性能好、绝缘抗老化能力强、电缆允许短路电流大大提高的优点，可以满足高温设备、仪器和高温场所控制系统的需要。
下面结合附图详细介绍本发明。
附图说明：
图1：本发明截面示意图。
具体实施方式：
图中：1为导体，2为150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，3为填充、4为包带层、5为外护层。其中，外护层5内为包带层4，包带层4内设有若干导体1，导体1外为绝缘层2，绝缘层2与包带层4中间为填充3；所述的绝缘层2为150℃辐照交联聚乙烯绝缘层。
上述的150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，是由下列重量配比的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                 82-88份
杜邦POE                                          12-18份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯  0.1-0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼    0.2-0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮             0.3-0.7份
实施例1：
上述绝缘层2按下述配比称取原料
高密度聚乙烯树脂                                    87份
杜邦POE                                             12份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯     0.1份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼       0.2份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮                0.7份
150℃辐照交联控制电缆的制造方法如下：
(1)将制芯金属进行拉丝，对所述拉丝金属退火，制成导体1；
(2)配制上述绝缘层原料；
(3)再用塑料搅拌机将上述重量份的材料、在常温下搅拌均匀；将所述已配制好的绝缘层原料经密炼、开炼、加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层挤包在导体的表面上；
(4)采用辐照交联工艺用电子加速器对挤好绝缘层的导体进行电子辐照加工；将上述多根已包绝缘层的导体绞成缆芯；在缆芯外表面依次包覆包带层及外护层，在包带层与绝缘层之间填有填充。
上述的辐照剂量为10～20Mrd，由此方法生产的控制电缆耐温等级高，经测试可在150℃温度条件下工作；满足高温设备、仪器和高温场所控制系统的需要。
实施例2：
将上述的150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，由下列重量成份的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                   82份
杜邦POE                                            16份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯    0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼      0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮               0.3份
以上述各种重量份制成的绝缘层电缆，用于控制电缆，经测试其耐温等级可达到150℃。
实施例3：
将上述的150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，由下列重量成份的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                   85份
杜邦POE                                            15份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯    0.2份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼      0.3份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮               0.5份
以上述各种重量份制成的绝缘层，用于控制电缆，其耐温等级可达到150℃。
实施例4：
将上述的150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，由下列重量成份的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                    82份
杜邦POE                                             16份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯     0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼       0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮                0.5份
以上述各种重量份制成的绝缘层电缆，用于控制电缆，经测试其耐温等级可达到150℃。
实施例5：
将上述的150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，由下列重量成份的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                    88份
杜邦POE                                             18份
四[β-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯     0.1份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼       0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮                0.6份
以上述各种重量份制成的绝缘层电缆，用于控制电缆，经测试其耐温等级可达到150℃。
上述制成的控制电缆，其电缆绝缘的原始机械物理性能、空气老化箱试验、热延伸试验及冲击脆化温度的测试结果均符合国家标准GB/T2951.2-1997及GB/T5470指标：
表1           150℃辐照交联控制电缆的测试结果
  序号   试验项目   单位   指标
  1   原始机械物理性能
  1.1   抗张强度   N/mm2   ≥12.5
  1.2   断裂伸长率   ％   ≥250
  2   空气老化箱试验(180±2℃；168h)
  2.1   抗张强度变化率   ％   ±20
  2.2   断裂伸长率   ％   ±20
  3   热延伸试验(200℃，0.2Mpa，15min)
  3.1   负载下伸长率   ％   ≤175
  3.2   永久变形率   ％   ≤15
  4   冲击脆化温度
  4.1   试验温度   ℃   -40
  4.2   冲击脆化性能   失效数   ≤15/30
上述的GB/T2951.2-1997为电缆绝缘通用试验方法；GB/T5470塑料冲击脆化温度试验方法。

Claims (5)

1.一种150℃辐照交联控制电缆，包括导体(1)、绝缘层(2)、填充(3)、包带层(4)和外护层(5)，其中，外护层(5)内为包带层(4)，包带层(4)内设有若干导体(1)，每个导体(1)外部包覆有绝缘层(2)，绝缘层(2)与包带层(4)中间为填充(3)；其特征在于：所述绝缘层(2)为150℃辐照交联聚乙烯绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种150℃辐照交联控制电缆，其特征在于：所述150℃辐照交联聚乙烯绝缘层，是由下述重量配比的原料制成：
高密度聚乙烯树脂                                 82-88份
杜邦POE                                          12-18份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯  0.1-0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼    0.2-0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮             0.3-0.7份。
3.根据权利要求2所述的一种150℃辐照交联控制电缆，其特征在于：其中150℃辐照交联聚乙烯绝缘层的各原料的重量配比是：
高密度聚乙烯树脂                                 85份
杜邦POE                                          15份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯  0.2份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼    0.3份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮             0.5份。
4.一种制造150℃辐照交联控制电缆的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将制芯金属进行拉丝，对拉丝金属退火，制成导体；
(2)配制绝缘层原料，按下列成份重量配比制成：
高密度聚乙烯树脂  82-88份
杜邦POE  12-18份
四[β-(3，5-二书丁基-4-丁基苯基)丙酸]季戊四醇酯  0.1-0.3份
N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-丁基苯基)丙酰]肼  0.2-0.4份
1，3，5-三烯丙基-均三嗪-2，4，6-三酮  0.3-0.7份；
(3)再用塑料搅拌机将上述重量份的原料、在常温下搅拌均匀；将已配制好的绝缘层原料经密炼、开炼、加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层挤包在导体的表面上；
(4)采用辐照交联工艺用电子加速器对挤好绝缘层的导体进行电子辐照加工；将上述多根已包覆有绝缘层的导体绞成缆芯；在缆芯外表面包覆有包带层及外护层，在包带层与绝缘层之间填有填充。
5.根据权利要求4所述的一种制造150℃辐照交联控制电缆的方法，其特征在于：所述辐照交联的条件为：辐照剂量为10～20Mrd。
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Open date: 20090923

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