CN102969042B - 增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆及其制造方法,在0.35~2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,所有对绞组右向绞合构成缆芯,然后依次挤包内衬层,包覆铜合金丝编织铠装层及挤包外护套。绝缘层的原料组份如下:Keltan5508:12份;Keltan21:8份;TAIC:0.4~0.6份;DCP:0.5~0.8份;防老剂MB:0.3~0.6份;防老剂2246:0.1~0.2份;氧化锌0.8~1.2份;硬脂酸0.1~0.3份;金红石型钛白粉1~1.5份;轻质碳酸钙10~12份;超细滑石粉10~12份;38#汽缸油2~3份;气相法水合二氧化硅2~3份;UV-326:0.05~0.1份;A-174:0.1~0.3份。该电缆绝缘层颜色白、机械性能好、耐紫外线光照老化性能优异、使用寿命长。

Description

增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种仪表电缆,特别涉及一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆。本发明还涉及一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法。
背景技术
随着造船形势的严峻,大家对于成本控制愈加重视,对于各种配套设备的性能和使用寿命要求更高。船用电缆由于经常需要在白天承受日光暴晒而在晚上承受大功率灯具光照,遭受的紫外线照射多而加速老化、降低绝缘性能,影响使用安全和寿命,常常造成电缆的使用寿命短于船舶的设计使用寿命,影响船舶使用。同时由于船用电缆一般采用在绝缘表面印刷数字作为多芯电缆绝缘线芯标识方法,现有技术中的绝缘橡胶为了增加机械强度多采用炭黑作为补强剂,而炭黑会严重影响绝缘橡胶的白度,会造成绝缘颜色和印刷的数字标识之间不能清晰辨别,给施工、甚至用电安全带来不便。
公开号为CN 102344612A的中国发明专利公开了一种船舶及海洋用乙丙橡胶电缆绝缘料,采用普通乙丙橡胶绝缘,不具备耐紫外线老化性能,同时采用镀锡铜丝编织铠装层,成本昂贵,不利于控制制造成本。
公开号为CN 101656124A的中国发明专利公开了一种舰船用乙丙橡胶绝缘低烟无卤电力或控制电缆,其采用普通低烟无卤乙丙橡胶绝缘仅能满足低烟、无卤、低毒的性能,不具备耐紫外线老化性能,无法满足现在船舶规范更新对电缆要求的防紫外线要求,在有紫外线的船舶作业环境下,使用寿命较短,从长期看对于造船会产生高昂的成本。
发明内容
本发明的首要目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其绝缘层颜色白、物理机械性能好、耐紫外线光照老化性能优异、使用寿命长。
为实现以上目的,本发明所提供的一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,0.35~2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,所述缆芯的外周挤包有内衬层,所述内衬层的外周包覆有铜合金丝编织铠装层,所述铜合金丝编织铠装层的外周挤包有外护套。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:该电缆在镀锡退火绞合铜导体外挤包有增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层,颜色白、物理机械性能好、耐紫外线光照老化性能优异、使用寿命长;铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
作为本发明的优选方案,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4~0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5~0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3~0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1~0.2份;活性剂氧化锌:0.8~1.2份;活性剂硬脂酸:0.1~0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1~1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:10~12份;填充剂超细滑石粉:10~12份;增塑剂38#汽缸油:2~3份;补强剂气相法水合二氧化硅:2~3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1~0.3份。该绝缘层采用三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼,三元乙丙橡胶Keltan 5508的乙烯含量高,工艺性能优异;三元乙丙橡胶Keltan 21价格相对较低,将二者混炼使用,可以达到降低成本、保证强度和工艺性能的要求。考虑到本发明需要保证白色,选用的各种配合成分均为白色或浅色,由于含有浅色组份,故采用了金红石型钛白粉作为着色剂,金红石型钛白粉的晶体结构致密、稳定性好、光化学活性小、具有优异的耐日光照射气候老化性能,同时具有消色能力、可以有力消除浅色组份的颜色,保证胶料白色。过氧化二异丙苯又称硫化剂 DCP,硫化的乙丙橡胶具有很好的耐热老化性能,但过氧化二异丙苯在橡胶混合物中受热分解产生自由基引起交联反应和橡胶主链上丙烯链节的切断,且在酸性物质影响下会产生离子型分解,降低过氧化物的利用效率,离子型分解物会进一步加速橡胶的分解,同时过氧化物分解物有臭味;为此采用了硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯即共硫剂TAIC,其可有效提高乙丙橡胶的交联密度,减轻过氧化物分解的气味。活性剂氧化锌可加快硫化速度、提高流化程度,增加硫化剂和共硫剂的活性,防止过氧化二异丙苯硫化中生成的自由基引起橡胶分子主链断裂而导致的硫化胶物理机械性能下降。2-硫醇基苯并咪唑又称防老剂MB, 2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) 又称防老剂2246,采用MB和2246并用作为防老剂,防老剂MB具有抑制铜导体老化作用,保证电缆的载流能力;防老剂2246不喷霜,挥发性极低,对胶料无污染、无毒、不着色,对热老化、氧老化和龟裂老化均有很好的防护作用,尤其是对日光对胶料的照射老化有很大的防护效能,其与2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV-326并用,可与其发挥优越的协同效应,达到防紫外线效果。活性轻质碳酸钙白色、无味、粒子细小、活性大,其可起到填充和补强的双重作用,对于提高硫化橡胶的断裂伸长率、撕裂强度和耐曲挠性能作用很大。超细滑石粉与活性轻质碳酸钙并用可改善胶料的加工工艺性能和粘性;补强剂气相法水合二氧化硅为白色粉末,其能使橡胶具有高耐磨性、抗拉强力、抗撕力和定伸强力,并且其粒子表面集团呈酸性,可有效与活性轻质碳酸钙的碱性中和,从而避免降低硫化剂DCP的硫化作用。活化剂硬脂酸可以促使氧化锌在胶料中分散均匀,且增大碳活性轻质碳酸钙的活性;增塑剂38#汽缸油可有效增加乙丙橡胶的粘性并改善加工工艺,有利于胶料与组份的分散均匀;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷又称偶联剂A-174可与气相法水合二氧化硅、超细滑石粉等无机填充补强剂自发偶合,显著降低填充剂的粒度,其一方面提高了混合胶料与填充补强剂的浸润性,同时在硫化过程中通过不饱和键形成的橡胶一填料键,从而起到增加硫化速度、硫化胶的抗拉强度和电绝缘性能的耐水稳定性,消除高温硫化产生气孔的作用。该绝缘橡胶老化前的抗拉强度大于6.0N/m㎡, 断裂伸长率≥300%,绝缘电阻能够大于10000 MΩ·km,绝缘性能、机械性能及老化性能优越,在6kW疝灯照射1000h的情况下,抗张强度保留率大于90%,断裂伸长率保留率大于93%,外表无开裂,耐紫外线老化性能优越。
作为本发明的优选方案,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1份;活性剂氧化锌:0.8份;活性剂硬脂酸:0.1份;着色剂金红石型钛白粉:1份;填充剂活性轻质碳酸钙:10份;填充剂超细滑石粉:10份;增塑剂38#汽缸油:2份;补强剂气相法水合二氧化硅:2份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1份。
作为本发明的优选方案,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.5份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.6份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.5份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.15份;活性剂氧化锌:1.0份;活性剂硬脂酸:0.2份;着色剂金红石型钛白粉:1.2份;填充剂活性轻质碳酸钙:11份;填充剂超细滑石粉:11份;增塑剂38#汽缸油:2.5份;补强剂气相法水合二氧化硅:2.5份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.07份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.2份。
作为本发明的优选方案,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.2份;活性剂氧化锌:1.2份;活性剂硬脂酸:0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:12份;填充剂超细滑石粉:12份;增塑剂38#汽缸油:3份;补强剂气相法水合二氧化硅:3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.3份。
作为本发明的优选方案,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.03~0.05):(0.01~0.05):10。该铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
本发明的另一个目的在于,提供一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法,该方法制造而成的电缆绝缘层颜色白、物理机械性能好、耐紫外线光照老化性能优异、使用寿命长。
为实现以上目的,本发明所提供的一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法,依次包括以下步骤:在0.35~2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层构成绝缘线芯,将绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,然后在缆芯的外周挤包内衬层,接着在内衬层的外周包覆铜合金丝编织铠装层,最后在铜合金丝编织铠装层的外周挤包外护套;所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的制备方法如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4~0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5~0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3~0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1~0.2份;活性剂氧化锌:0.8~1.2份;活性剂硬脂酸:0.1~0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1~1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:10~12份;填充剂超细滑石粉:10~12份;增塑剂38#汽缸油:2~3份;补强剂气相法水合二氧化硅:2~3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1~0.3份;(2)先将密炼机温度升至60℃~70℃,加入上述填充剂超细滑石粉、填充剂活性轻质碳酸钙、补强剂气相法水合二氧化硅、着色剂金红石型钛白粉、防老剂2-硫醇基苯并咪唑、防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、活性剂氧化锌、增塑剂38#汽缸油、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行混炼直至均匀,然后将密炼机温度升至150℃~160℃,再加入三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼5~7分钟,将上述组份完全混合均匀后排胶,采用40目+60目+80目和20目+40目+60目滤网进行两次滤橡,然后在开炼机上辗页并冷却停放24~36小时;冷却后在温度为90℃~100℃密炼机上加活性剂硬脂酸进行充分混炼并在最后20秒加入硫化剂过氧化二异丙苯和硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯,最后将混炼胶料移至在开炼机上打三角包并经三辊薄通10次,辊温控制在60℃±5℃,前辊温度比后辊温度高3~5℃,薄通完成后切割、冷却备用。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:该方法制造而成的仪表电缆在镀锡退火绞合铜导体外挤包有增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层,该绝缘层采用三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼,三元乙丙橡胶Keltan 5508的乙烯含量高,工艺性能优异;三元乙丙橡胶Keltan 21价格相对较低,将二者混炼使用,可以达到降低成本、保证强度和工艺性能的要求。考虑到本发明需要保证白色,选用的各种配合成分均为白色或浅色,由于含有浅色组份,故采用了金红石型钛白粉作为着色剂,金红石型钛白粉的晶体结构致密、稳定性好、光化学活性小、具有优异的耐日光照射气候老化性能,同时具有消色能力、可以有力消除浅色组份的颜色,保证胶料白色。过氧化二异丙苯又称硫化剂 DCP,硫化的乙丙橡胶具有很好的耐热老化性能,但过氧化二异丙苯在橡胶混合物中受热分解产生自由基引起交联反应和橡胶主链上丙烯链节的切断,且在酸性物质影响下会产生离子型分解,降低过氧化物的利用效率,离子型分解物会进一步加速橡胶的分解,同时过氧化物分解物有臭味;为此采用了硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯即共硫剂TAIC,其可有效提高乙丙橡胶的交联密度,减轻过氧化物分解的气味。活性剂氧化锌可加快硫化速度、提高流化程度,增加硫化剂和共硫剂的活性,防止过氧化二异丙苯硫化中生成的自由基引起橡胶分子主链断裂而导致的硫化胶物理机械性能下降。2-硫醇基苯并咪唑又称防老剂MB, 2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) 又称防老剂2246,采用MB和2246并用作为防老剂,防老剂MB具有抑制铜导体老化作用,保证电缆的载流能力;防老剂2246不喷霜,挥发性极低,对胶料无污染、无毒、不着色,对热老化、氧老化和龟裂老化均有很好的防护作用,尤其是对日光对胶料的照射老化有很大的防护效能,其与2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV-326并用,可与其发挥优越的协同效应,达到防紫外线效果。活性轻质碳酸钙白色、无味、粒子细小、活性大,其可起到填充和补强的双重作用,对于提高硫化橡胶的断裂伸长率、撕裂强度和耐曲挠性能作用很大。超细滑石粉与活性轻质碳酸钙并用可改善胶料的加工工艺性能和粘性;补强剂气相法水合二氧化硅为白色粉末,其能使橡胶具有高耐磨性、抗拉强力、抗撕力和定伸强力,并且其粒子表面集团呈酸性,可有效与活性轻质碳酸钙的碱性中和,从而避免降低硫化剂DCP的硫化作用。活化剂硬脂酸可以促使氧化锌在胶料中分散均匀,且增大碳活性轻质碳酸钙的活性;增塑剂38#汽缸油可有效增加乙丙橡胶的粘性并改善加工工艺,有利于胶料与组份的分散均匀;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷又称偶联剂A-174可与气相法水合二氧化硅、超细滑石粉等无机填充补强剂自发偶合,显著降低填充剂的粒度,其一方面提高了混合胶料与填充补强剂的浸润性,同时在硫化过程中通过不饱和键形成的橡胶一填料键,从而起到增加硫化速度、硫化胶的抗拉强度和电绝缘性能的耐水稳定性,消除高温硫化产生气孔的作用。该绝缘橡胶老化前的抗拉强度大于6.0N/mm2, 断裂伸长率≥300%,绝缘电阻能够大于10000 MΩ·km,绝缘性能、机械性能及老化性能优越,在6kW疝灯照射1000h的情况下,抗张强度保留率大于90%,断裂伸长率保留率大于93%,外表无开裂,耐紫外线老化性能优越。铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
作为本发明的优选方案,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.01~0.05):(0.01~0.05):10。该铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处
作为本发明的优选方案,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层挤出时挤橡机的机身一区温度为60℃±5℃,机身二区温度为65℃±5℃,机头温度90℃±5℃,模具温度为110℃±5℃,挤橡机螺杆的长径比为(15~20):1,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却,挤出后进行连续硫化,硫化管道的蒸汽压力为0.8~1.0MPa,出线速度为25~35m/min。
附图说明
图1为本发明增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的结构示意图。
图中:1镀锡退火绞合铜导体、2增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层、3内衬层、4铜合金丝编织铠装层、5外护套。 
具体实施方式
实施例一
如图1所示,本发明的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在0.35mm2的镀锡退火绞合铜导体1的外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以16倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,然后在缆芯的外周挤包内衬层3,接着在内衬层3的外周包覆铜合金丝编织铠装层4,最后在铜合金丝编织铠装层4的外周挤包外护套5。
其中,增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1份;活性剂氧化锌:0.8份;活性剂硬脂酸:0.1份;着色剂金红石型钛白粉:1份;填充剂活性轻质碳酸钙:10份;填充剂超细滑石粉:10份;增塑剂38#汽缸油:2份;补强剂气相法水合二氧化硅:2份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1份;(2)先将密炼机温度升至60℃,加入上述填充剂超细滑石粉、填充剂活性轻质碳酸钙、补强剂气相法水合二氧化硅、着色剂金红石型钛白粉、防老剂2-硫醇基苯并咪唑、防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、活性剂氧化锌、增塑剂38#汽缸油、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行混炼直至均匀,然后将密炼机温度升至150℃,再加入三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼5分钟,将上述组份完全混合均匀后排胶,采用40目+60目+80目和20目+40目+60目滤网进行两次滤橡,然后在开炼机上辗页并冷却停放24小时;冷却后在温度为90℃密炼机上加活性剂硬脂酸进行充分混炼并在最后20秒加入硫化剂过氧化二异丙苯和硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯,最后将混炼胶料移至在开炼机上打三角包并经三辊薄通10次,辊温控制在55℃,前辊温度比后辊温度高3℃,薄通完成后切割、冷却备用。绝缘橡胶挤出时挤橡机的机身一区温度为55℃,机身二区温度为60℃,机头温度85℃,模具温度为105℃,挤橡机螺杆的长径比为15:1,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却,挤出后进行连续硫化,硫化管道的蒸汽压力为0.8MPa,出线速度为25m/min。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式,避免了导体镀锡不均匀以及锡层厚度不均匀、容易出现锡瘤附着导体表面的弊端,避免导体氧化现象发生后、铜与绝缘发生化学反应,降低绝缘层电气性能和物理机械性能的风险。
铜合金丝编织铠装层4的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=89.0:0.03:0.01:10。铠装编织丝的直径为0.31 mm,抗拉强度为260MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例二
本发明的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在1.25mm2的镀锡退火绞合铜导体1的外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以20倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,然后在缆芯的外周挤包内衬层3,接着在内衬层3的外周包覆铜合金丝编织铠装层4,最后在铜合金丝编织铠装层4的外周挤包外护套5。
其中,增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.5份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.6份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.5份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.15份;活性剂氧化锌:1.0份;活性剂硬脂酸:0.2份;着色剂金红石型钛白粉:1.2份;填充剂活性轻质碳酸钙:11份;填充剂超细滑石粉:11份;增塑剂38#汽缸油:2.5份;补强剂气相法水合二氧化硅:2.5份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.08份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.2份;(2)先将密炼机温度升至65℃,加入上述填充剂超细滑石粉、填充剂活性轻质碳酸钙、补强剂气相法水合二氧化硅、着色剂金红石型钛白粉、防老剂2-硫醇基苯并咪唑、防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、活性剂氧化锌、增塑剂38#汽缸油、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行混炼直至均匀,然后将密炼机温度升至155℃,再加入三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼6分钟,将上述组份完全混合均匀后排胶,采用40目+60目+80目和20目+40目+60目滤网进行两次滤橡,然后在开炼机上辗页并冷却停放30小时;冷却后在温度为95℃密炼机上加活性剂硬脂酸进行充分混炼并在最后20秒加入硫化剂过氧化二异丙苯和硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯,最后将混炼胶料移至在开炼机上打三角包并经三辊薄通10次,辊温控制在60℃,前辊温度比后辊温度高4℃,薄通完成后切割、冷却备用。绝缘橡胶挤出时挤橡机的机身一区温度为60℃,机身二区温度为65℃,机头温度90℃,模具温度为110℃,挤橡机螺杆的长径比为18:1,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却,挤出后进行连续硫化,硫化管道的蒸汽压力为0.9MPa,出线速度为30m/min。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。
铜合金丝编织铠装层4的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=90:0.04:0.03:10。铠装编织丝的直径为0.32mm,抗拉强度为300MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例三
本发明的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体1的外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,然后在缆芯的外周挤包内衬层3,接着在内衬层3的外周包覆铜合金丝编织铠装层4,最后在铜合金丝编织铠装层4的外周挤包外护套5。
其中,增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.2份;活性剂氧化锌:1.2份;活性剂硬脂酸:0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:12份;填充剂超细滑石粉:12份;增塑剂38#汽缸油:3份;补强剂气相法水合二氧化硅:3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.3份;(2)先将密炼机温度升至70℃,加入上述填充剂超细滑石粉、填充剂活性轻质碳酸钙、补强剂气相法水合二氧化硅、着色剂金红石型钛白粉、防老剂2-硫醇基苯并咪唑、防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、活性剂氧化锌、增塑剂38#汽缸油、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行混炼直至均匀,然后将密炼机温度升至160℃,再加入三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼7分钟,将上述组份完全混合均匀后排胶,采用40目+60目+80目和20目+40目+60目滤网进行两次滤橡,然后在开炼机上辗页并冷却停放36小时;冷却后在温度为100℃密炼机上加活性剂硬脂酸进行充分混炼并在最后20秒加入硫化剂过氧化二异丙苯和硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯,最后将混炼胶料移至在开炼机上打三角包并经三辊薄通10次,辊温控制在65℃,前辊温度比后辊温度高5℃,薄通完成后切割、冷却备用。绝缘橡胶挤出时挤橡机的机身一区温度为65℃,机身二区温度为70℃,机头温度95℃,模具温度为115℃,挤橡机螺杆的长径比为20:1,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却,挤出后进行连续硫化,硫化管道的蒸汽压力为1.0MPa,出线速度为35m/min。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。
铜合金丝编织铠装层4的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=91.0: 0.05:0.05:10。铠装编织丝的直径为0.33 mm,抗拉强度为345MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例一至实施例三中,铠装编织丝的物理机械性能如下:1)韧度:将长度为50~70mm的试样的一端夹牢在虎台钳的水平而平行的磨圆对边之间,垂直伸于虎台钳上。将弹簧秤连接到试样的另一自由端上,用手握住弹簧秤使施加于试样的张力为1.0±0.1牛。在保持此张力的条件下使试样交替向两个方向垂直于磨圆的虎台钳边弯曲90°,弯曲速率为45~50次/分钟,试样进行90°弯曲而不折断的次数不小于10次。2)弹性:在直径为6.4mm的钢质圆柱试棒上,将长度为254mm的编织丝试样的一端固定于试棒上,使其与试棒的曲面相接触且与试棒轴线成垂直状态,将试样的另一端挂置在弹簧秤上,用手拉弹簧秤使试样在试棒上绕4圈,保持试样张力为1.1±0.1牛。最后将试样从弹簧秤上松下来,并让其处于圈绕状态,试棒上形成的线圈外径在中部测量不大于9.5mm。
对实施例一至实施例三中的绝缘橡胶进行老化前机械性能测试,结果如表1:
表 1
  单位 标准要求 实施例一 实施例二 实施例三
抗张强度 N/mm2 ≥4.2 6.2 6.5 6.0
断裂伸长率 % ≥200 310 300 330
对实施例一至实施例三中的绝缘橡胶进行烘箱老化后的机械性能测试,结果如表2,老化条件:温度135±2℃,时间:168h。
表 2
对实施例一至实施例三中的绝缘橡胶进行空气弹老化后的机械性能测试,结果如表3,老化条件:温度127±1℃,时间40h,压力56 N/mm2。
表 3
对实施例一至实施例三中的绝缘橡胶进行热延伸试验的机械性能测试,结果如表4,试验条件:处理温度250±3℃,持续时间15 min,机械应力20 N/cm2。
表 4
对实施例一至实施例三中的绝缘橡胶进行绝缘电阻(20℃时)测试,结果如表5所示。
表 5
  单位 标准要求 实施例一 实施例二 实施例三
绝缘电阻(20℃) MΩ·km ≥3670 13960 15420 15610
将实施例一至实施例三中的绝缘橡胶浸入50℃水后,对交流电容增加率进行测试,结果如表6。表中记录的数值分别为第14天与第1天、第7天的差值。
表 6
  单位 标准要求 实施例一 实施例二 实施例三
14-1(d) % ≤15 2.5 2.1 2.4
14-7(d) % ≤5 0.5 0.4 1.2
对实施例一至实施例三中的成品电缆进行附加老化试验,结果如表7,老化条件:温度95±2℃,时间168h。
表 7
  单位 标准要求 实施例一 实施例二 实施例三
抗张强度最大变化率 % ±30 +1 -5 +3
断裂伸长率最大变化率 % ±30 -3 -2 -4
对实施例一至实施例三中的成品电缆进行耐臭氧试验,结果如表8,试验条件:温度25±2℃,时间30h,臭氧浓度0.025~0.030%。
表 8
  标准要求 实施例一 实施例二 实施例三
耐臭氧试验 表面无开裂 无开裂 无开裂 无开裂
对实施例一至实施例三中的绝缘线芯进行耐紫外线老化试验结果如表9,试验条件:采用6kW疝灯进行照射并配以0.12~0.15MPa的水压喷水,按照120分钟为一个周期进行周期紫外线照射,其中18分钟同时喷水、光照,另102分钟单独光照,共曝光照射1000小时,然后将试样置于室温环境下20小时,观察试样外观,外观应无龟裂,并进行抗张强度和断裂伸长率试验,二者的保留率均应不小于75%。
表 9
实施例一至实施例三的绝缘橡胶均为白色,有利于印刷数字标识。
三元乙丙橡胶Keltan5508和三元乙丙橡胶Keltan 21均优选荷兰DSM公司生产的产品。
硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯又称硫化促进剂TAIC,硫化剂过氧化二异丙苯又称硫化剂 DCP,可以选用烟台恒诺化工科技有限公司或上海方锐达化学品有限公司产品。
防老剂2-硫醇基苯并咪唑又称防老剂MB可以选用上海橡胶助剂厂有限公司或青岛特诺商贸有限公司产品。防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)又称防老剂2246可以选用西安市新科化工有限公司或南通新长化学有限公司的产品。
活性剂氧化锌可以选用河南锌茂化工有限公司、山东宏祥锌业有限公司或东营丰禾化工有限公司的产品,执行《GB/T3185-1992 氧化锌(活性)》中的标准。活性剂硬脂酸学名:十八烷酸,分子式CH3(CH2)16COOH,执行《GB/T 9103-1988 工业硬脂酸》中的标准。
着色剂金红石型钛白粉可以选用上海江沪钛白化工制品有限公司产品,执行《GB/T1706-2006二氧化钛颜料》中的标准。
活性轻质碳酸钙可以选用武汉金正源化工有限公司的产品,执行《HG/T2567-2006》中的标准。
填充剂超细滑石粉选用符合《GB 15342-1994 滑石粉》标准中规定的产品。
气相法水合二氧化硅可以选用广州吉必盛科技实业有限公司或太仓市欣鸿化工有限公司的产品。
紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV-326,可以选用上海研润光机科技有限公司或山东青岛华恩化工有限公司的产品。
偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷又称硅烷偶联剂A-174,可以选用湖北德邦化工新材料有限公司或淄博市临淄齐泉工贸有限公司的产品。
本发明所用原料,除以上厂家外,均可以选用市场上其它符合要求的同类产品。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已,非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其特征在于:0.35~2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,所述缆芯的外周挤包有内衬层,所述内衬层的外周包覆有铜合金丝编织铠装层,所述铜合金丝编织铠装层的外周挤包有外护套;所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4~0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5~0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3~0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1~0.2份;活性剂氧化锌:0.8~1.2份;活性剂硬脂酸:0.1~0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1~1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:10~12份;填充剂超细滑石粉:10~12份;增塑剂38#汽缸油:2~3份;补强剂气相法水合二氧化硅:2~3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1~0.3份。
2.根据权利要求1所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1份;活性剂氧化锌:0.8份;活性剂硬脂酸:0.1份;着色剂金红石型钛白粉:1份;填充剂活性轻质碳酸钙:10份;填充剂超细滑石粉:10份;增塑剂38#汽缸油:2份;补强剂气相法水合二氧化硅:2份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1份。
3. 根据权利要求1所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.5份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.6份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.5份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.15份;活性剂氧化锌:1.0份;活性剂硬脂酸:0.2份;着色剂金红石型钛白粉:1.2份;填充剂活性轻质碳酸钙:11份;填充剂超细滑石粉:11份;增塑剂38#汽缸油:2.5份;补强剂气相法水合二氧化硅:2.5份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.07份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.2份。
4. 根据权利要求1所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的原料组分及重量含量如下,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.2份;活性剂氧化锌:1.2份;活性剂硬脂酸:0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:12份;填充剂超细滑石粉:12份;增塑剂38#汽缸油:3份;补强剂气相法水合二氧化硅:3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑:0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.3份。
5. 根据权利要求1所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.03~0.05):(0.01~0.05):10。
6. 一种增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征是,依次包括以下步骤:在0.35~2.5mm2的镀锡退火绞合铜导体外周挤包增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层构成绝缘线芯,将绝缘线芯两两绞合形成对绞组,各所述对绞组的绞合节距不大于120mm且所有对绞组均采用各不相同的绞合节距,所有对绞组以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,然后在缆芯的外周挤包内衬层,接着在内衬层的外周包覆铜合金丝编织铠装层,最后在铜合金丝编织铠装层的外周挤包外护套;所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层的制备方法如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,三元乙丙橡胶Keltan 5508:12份;三元乙丙橡胶Keltan 21:8份;硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯:0.4~0.6份;硫化剂过氧化二异丙苯:0.5~0.8份;防老剂2-硫醇基苯并咪唑:0.3~0.6份;防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚):0.1~0.2份;活性剂氧化锌:0.8~1.2份;活性剂硬脂酸:0.1~0.3份;着色剂金红石型钛白粉:1~1.5份;填充剂活性轻质碳酸钙:10~12份;填充剂超细滑石粉:10~12份;增塑剂38#汽缸油:2~3份;补强剂气相法水合二氧化硅:2~3份;紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:0.1~0.3份;(2)先将密炼机温度升至60℃~70℃,加入上述填充剂超细滑石粉、填充剂活性轻质碳酸钙、补强剂气相法水合二氧化硅、着色剂金红石型钛白粉、防老剂2-硫醇基苯并咪唑、防老剂2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、活性剂氧化锌、增塑剂38#汽缸油、紫外线吸收剂2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行混炼直至均匀,然后将密炼机温度升至150℃~160℃,再加入三元乙丙橡胶Keltan 5508和三元乙丙橡胶Keltan 21混炼5~7分钟,将上述组份完全混合均匀后排胶,采用40目+60目+80目和20目+40目+60目滤网进行两次滤橡,然后在开炼机上辗页并冷却停放24~36小时;冷却后在温度为90℃~100℃密炼机上加活性剂硬脂酸进行充分混炼并在最后20秒加入硫化剂过氧化二异丙苯和硫化促进剂三烯丙基异三聚氰酸酯,最后将混炼胶料移至在开炼机上打三角包并经三辊薄通10次,辊温控制在60℃±5℃,前辊温度比后辊温度高3~5℃,薄通完成后切割、冷却备用。
7. 根据权利要求6所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征在于,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.01~0.05):(0.01~0.05):10。
8. 根据权利要求6或7所述的增白防紫外线船用非屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征在于,所述增白防紫外线乙丙橡胶绝缘层挤出时挤橡机的机身一区温度为60℃±5℃,机身二区温度为65℃±5℃,机头温度90℃±5℃,模具温度为110℃±5℃,挤橡机螺杆的长径比为(15~20):1,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却,挤出后进行连续硫化,硫化管道的蒸汽压力为0.8~1.0MPa,出线速度为25~35m/min。
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