CN103980605B - 一种防蚁电缆料及使用该材料的电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及线缆技术领域，尤其是涉及一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物30～40份、丙烯—四氟乙烯共聚物30～40份、玻璃纤维12～18份、氢氧化镁2～4份、云母粉2～4份、炭黑或钛白粉2～4份、联苯菊酯1～3份、甲苯3～5份。本发明还揭示了其制造方法，本发明具有以下主要有益效果：防蚁及鼠性能杰出、抗紫外线老化性能优良、具有电绝缘性高，更耐热、更耐腐蚀、更耐蒸气、更耐油、更防火、更阻燃、机械强度更高等优点；本发明易制作，而且用于生产线缆时生产速度更快、厚度可以更精确地控制。
Description
技术领域
本发明涉及线缆技术领域，尤其是涉及防蚁电缆料及使用该材料的电缆。
背景技术
在森林面积较大的区域使用的电缆，大部分需要具有防蚁的功能。由于大部分蚁类能分泌蚁酸，尤其是白蚁类，因此，蚁类对于线缆的护层腐蚀非常厉害。另一方面，白蚁类昆虫会蚕食线缆护套，因此，给线缆的使用造成了极大的安全隐患，为此，行业中采用防白蚁电缆料来阻止白蚁的啃食。目前最有效的防白蚁电缆材料为尼龙12，但是尼龙12的价格相当昂贵，通常在300元人民币/公斤以上；尼龙12在生产线缆时，通常采用挤塑的方式，将尼龙12放入挤塑机的炉膛中，经剪切、压缩、加温使其熔融，然后挤制在线缆的缆芯上，尼龙12在熔融后非常稀薄，在挤塑时很难在缆芯上成型，通常生产速度小于8米/分钟，即使在这样低速的情况下，也很难控制挤制在缆芯上的尼龙层的厚度，因此，一次成型的成品的合格率极低，在尼龙层做得较厚时，通常采用多次挤塑的方式来实现，这种方式大大地增加了生产成本。另外，尼龙12极层出现发黄的现象，生产完成的电缆，尼龙层很易发黄，影响了产品的外观特性。为此，行业内期待出现尼龙12的替代品。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种全新的防蚁电缆料，它具有优良的加工性能、机械物理性能、环境性能；本发明还揭示了该电缆材料的制作方法及使用该电缆材料的电缆。它们是采用以下技术方案来实现的。
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物30～40份、丙烯—四氟乙烯共聚物30～40份、玻璃纤维12～18份、氢氧化镁2～4份、云母粉2～4份、炭黑或钛白粉2～4份、联苯菊酯1～3份、甲苯3～5份。
本发明的实施实例1中所述的一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物30份、丙烯—四氟乙烯共聚物30份、玻璃纤维12份、氢氧化镁2份、云母粉2份、炭黑或钛白粉2份、联苯菊酯1份、甲苯3份。
本发明的实施实例2中所述的一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物35份、丙烯—四氟乙烯共聚物35份、玻璃纤维15份、氢氧化镁3份、云母粉3份、炭黑或钛白粉3份、联苯菊酯2份、甲苯4份。
本发明的实施实例3中所述的一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物40份、丙烯—四氟乙烯共聚物40份、玻璃纤维18份、氢氧化镁4份、云母粉4份、炭黑或钛白粉4份、联苯菊酯3份、甲苯5份。
上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述氢氧化镁的细度小于300目。
上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述云母粉的细度小于300目。
上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述炭黑或钛白粉的细度小于400目。
上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述玻璃纤维的长度为0.01～0.05mm。
上述所述的防蚁电缆料，它是通过以下方法制得的：先按重量份称取乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物、玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉、联苯菊酯、甲苯；接着将乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物混合并边加热边搅拌均匀至280～320℃，并保温2～4小时后停止加热；再接着放入玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉，搅拌均匀，并控制温度为260～300℃，得到浆状物；然后将联苯菊酯充分溶于甲苯中，得到混合溶液，将混合溶液倒入浆状物中搅拌均匀得到防蚁电缆料，将防蚁电缆料注入造粒机中，拉伸、热切、冷却得到防蚁电缆料粒子。
一种电缆，它包含有缆芯，其特征在于缆芯外具有上述所述的任意一种防蚁电缆料，所述缆芯为单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝；或者所述缆芯是包含有单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝的复合体；或者是内部包含至少一根光导纤维的复合体；所述防蚁电缆料是直接包覆在缆芯上的或者缆芯与防蚁电缆料之间还具有隔离物质。
本发明中，丙烯—四氟乙烯共聚物材料的单体几乎呈现规则交替排列的结构，丙烯单体受到两侧的四氟乙烯保护，因此，在热性能、化学性能是非常稳定的。另外，乙烯—四氟乙烯共聚物具有优良的耐热性、极低温度的可挠性、极高的耐水性及耐酸、碱腐蚀性、极高的阻燃性及优良的机械性能，以及优良的电绝缘性能、稳定的温度收缩性能；因此，整个材料具有气体透过性小，电绝缘性高，耐热、耐腐蚀、耐蒸气、耐油等优点。
本发明中，玻璃纤维的加入，使产品的粘度大大增加，摩擦阻力增加，使生产时极易附着在线缆的缆芯上，生产线缆的护层的厚度精确可控，而且大大提高了生产速度，本发明的材料，在S90护套生产线上生产电缆，生产速度达到了60米/分钟，护套的厚度精确控制在1.85±0.03mm的范围内；玻璃纤维的加入同时提高了材料的机械强度，使材料的抗拉强度大于28MPa，而普通的护套材料及尼龙电缆料的抗拉强度仅为15MPa左右。
本发明中的氢氧化镁、云母粉使电缆料同时具有了防火与阻燃的功能；本发明中的联苯菊酯、甲苯使得产品具有优良的防蚁功能及防鼠功能，经过对比使用试验，使用本发明的材料与现有技术中尼龙12的防白蚁及防鼠数据如下：
使用本发明的材料与尼龙12生产相同缆芯的电缆，最外层的护套厚度都为2mm，电缆长度为2000米，平行布放在贵州的林区中，本发明材料生产的电缆敷设2年内，每周查看外表，仅在第15周时，第1021至第1022米内，护套上具有3个蚁啃点，且啃点深度最深为0.3mm；而采用尼龙12生产的电缆，敷设2年内，每周查看外表，从第3周开始，在整个长度上不同部位都出现蚁啃点，至第26周时，第1021至第1026米内，护套上具有8个蚁啃的洞，直接可见缆芯；到第45至第63周时（冬天），采用尼龙12生产的电缆，在第1021至第1026米内、第1366至第1415米内、第357至第513米内、第1565至第1612米内，有多处鼠啃的痕迹，部分地方啃到了缆芯处，在第70至第100周内，采用尼龙12生产的线缆，在整个长度上有近千处的蚁及鼠啃咬过的痕迹；因此，采用本发明的材料制成的电缆，有效地防止了蚁及鼠啃咬；在上述基础上，线缆企业用本发明的材料生产了125公里电缆，用在多蚁及鼠地区，使用近5年，情况正常，未有被蚁及鼠啃坏电缆而影响电力及通信的情况发生。
本发明中炭黑或钛白粉的加入，使材料具有了抗紫外线的功能，产品长期经受紫外线照射而不开裂。
本发明的成本仅为尼龙12的1/3左右，由于生产线缆时生产速度极大地提高，因此极大地节约了用电量；本产品经长期使用，未见生产后材料的发黄现象。
因此，本发明具有以下主要有益效果：防蚁及鼠性能杰出、抗紫外线老化性能优良、具有电绝缘性高，更耐热、更耐腐蚀、更耐蒸气、更耐油、更防火、更阻燃、机械强度更高等优点；本发明易制作，而且用于生产线缆时生产速度更快、厚度可以更精确地控制。
附图说明
图1为本发明电缆的一种实施方式。
图2为本发明电缆的又一种实施方式。
图3为本发明电缆的再一种实施方式。
图4为本发明电缆的另一种实施方式。
具体实施方式
实施实例1至实施实例6为本发明电缆料的实施实例，实施实例7至实施实例10为本发明电缆的实施实例。
实施实例1
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物30份、丙烯—四氟乙烯共聚物30份、玻璃纤维12份、氢氧化镁2份、云母粉2份、炭黑或钛白粉2份、联苯菊酯1份、甲苯3份。
上述所述的防蚁电缆料，它是通过以下方法制得的：先按重量份称取乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物、玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉、联苯菊酯、甲苯；接着将乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物混合并边加热边搅拌均匀至280～320℃，并保温2～4小时后停止加热；再接着放入玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉，搅拌均匀，并控制温度为260～300℃，得到浆状物；然后将联苯菊酯充分溶于甲苯中，得到混合溶液，将混合溶液倒入浆状物中搅拌均匀得到防蚁电缆料，将防蚁电缆料注入造粒机中，拉伸、热切、冷却得到防蚁电缆料粒子。
实施实例2
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物35份、丙烯—四氟乙烯共聚物35份、玻璃纤维15份、氢氧化镁3份、云母粉3份、炭黑或钛白粉3份、联苯菊酯2份、甲苯4份；本实施实例的制作方法同第一实施实例。
实施实例3
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物40份、丙烯—四氟乙烯共聚物40份、玻璃纤维18份、氢氧化镁4份、云母粉4份、炭黑或钛白粉4份、联苯菊酯3份、甲苯5份；本实施实例的制作方法同第一实施实例。
实施实例4
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物32份、丙烯—四氟乙烯共聚物35份、玻璃纤维14份、氢氧化镁2.5份、云母粉3份、炭黑或钛白粉3份、联苯菊酯1份、甲苯4份；本实施实例的制作方法同第一实施实例。
实施实例5
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物38份、丙烯—四氟乙烯共聚物33份、玻璃纤维15份、氢氧化镁4份、云母粉2份、炭黑或钛白粉3份、联苯菊酯3份、甲苯5份；本实施实例的制作方法同第一实施实例。
实施实例6
一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物36份、丙烯—四氟乙烯共聚物36份、玻璃纤维16份、氢氧化镁3份、云母粉3份、炭黑或钛白粉3份、联苯菊酯2份、甲苯4份；本实施实例的制作方法同第一实施实例。
本发明中，丙烯—四氟乙烯共聚物材料的单体几乎呈现规则交替排列的结构，丙烯单体受到两侧的四氟乙烯保护，因此，在热性能、化学性能是非常稳定的。另外，乙烯—四氟乙烯共聚物具有优良的耐热性、极低温度的可挠性、极高的耐水性及耐酸、碱腐蚀性、极高的阻燃性及优良的机械性能，以及优良的电绝缘性能、稳定的温度收缩性能；因此，整个材料具有气体透过性小，电绝缘性高，耐热、耐腐蚀、耐蒸气、耐油等优点。
本发明中，玻璃纤维的加入，使产品的粘度大大增加，摩擦阻力增加，使生产时极易附着在线缆的缆芯上，生产线缆的护层的厚度精确可控，而且大大提高了生产速度，本发明的材料，在S90护套生产线上生产电缆，生产速度达到了60米/分钟，护套的厚度精确控制在1.85±0.03mm的范围内；玻璃纤维的加入同时提高了材料的机械强度，使材料的抗拉强度大于28MPa，而普通的护套材料及尼龙电缆料的抗拉强度仅为15MPa左右。
本发明中的氢氧化镁、云母粉使电缆料同时具有了防火与阻燃的功能；本发明中的联苯菊酯、甲苯使得产品具有优良的防蚁功能及防鼠功能，经过对比使用试验，使用本发明的材料与现有技术中尼龙12的防白蚁及防鼠数据如下：
使用本发明的材料与尼龙12生产相同缆芯的电缆，最外层的护套厚度都为2mm，电缆长度为2000米，平行布放在贵州的林区中，本发明材料生产的电缆敷设2年内，每周查看外表，仅在第15周时，第1021至第1022米内，护套上具有3个蚁啃点，且啃点深度最深为0.3mm；而采用尼龙12生产的电缆，敷设2年内，每周查看外表，从第3周开始，在整个长度上不同部位都出现蚁啃点，至第26周时，第1021至第1026米内，护套上具有8个蚁啃的洞，直接可见缆芯；到第45至第63周时（冬天），采用尼龙12生产的电缆，在第1021至第1026米内、第1366至第1415米内、第357至第513米内、第1565至第1612米内，有多处鼠啃的痕迹，部分地方啃到了缆芯处，在第70至第100周内，采用尼龙12生产的线缆，在整个长度上有近千处的蚁及鼠啃咬过的痕迹；因此，采用本发明的材料制成的电缆，有效地防止了蚁及鼠啃咬；在上述基础上，线缆企业用本发明的材料生产了125公里电缆，用在多蚁及鼠地区，使用近5年，情况正常，未有被蚁及鼠啃坏电缆而影响电力及通信的情况发生。
本发明中炭黑或钛白粉的加入，使材料具有了抗紫外线的功能，产品长期经受紫外线照射而不开裂。
本发明的成本仅为尼龙12的1/3左右，由于生产线缆时生产速度极大地提高，因此极大地节约了用电量；本产品经长期使用，未见生产后材料的发黄现象。
因此，本发明具有以下主要有益效果：防蚁及鼠性能杰出、抗紫外线老化性能优良、具有电绝缘性高，更耐热、更耐腐蚀、更耐蒸气、更耐油、更防火、更阻燃、机械强度更高等优点；本发明易制作，而且用于生产线缆时生产速度更快、厚度可以更精确地控制。
经过申请人反复多次的试验，发现只要是以下配方的电缆材料都能达到本发明的目的：一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计它包含有以下各原材料：乙烯-四氟乙烯共聚物30～40份、丙烯—四氟乙烯共聚物30～40份、玻璃纤维12～18份、氢氧化镁2～4份、云母粉2～4份、炭黑或钛白粉2～4份、联苯菊酯1～3份、甲苯3～5份。
当然，上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述氢氧化镁的细度小于300目。
当然，上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述云母粉的细度小于300目。
当然，上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述炭黑或钛白粉的细度小于400目。
当然，上述所述的防蚁电缆料，其特征在于所述玻璃纤维的长度为0.01～0.05mm。
实施实例7
请见图1，一种电缆，它包含有缆芯1，其特征在于缆芯外具有实施实例1到实施实例6中所述的任意一种防蚁电缆料2，所述缆芯为单根铜丝或单根铝丝；所述防蚁电缆料是直接包覆在缆芯上的。
实施实例8
请见图2，一种电缆，它包含有缆芯1，其特征在于缆芯外具有实施实例1到实施实例6中所述的任意一种防蚁电缆料2，所述缆芯为多根绞合铜丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝；所述防蚁电缆料是直接包覆在缆芯上的。
实施实例9
请见图3，一种电缆，它包含有缆芯1，其特征在于缆芯外具有实施实例1到实施实例6中所述的任意一种防蚁电缆料2，所述缆芯为是内部包含至少一根光导纤维3的复合体；所述防蚁电缆料是直接包覆在缆芯上的。
实施实例10
请见图4，一种电缆，它包含有缆芯1，其特征在于缆芯外具有实施实例1到实施实例6中所述的任意一种防蚁电缆料，所述缆芯为单根铜丝或或单根铝丝；所述缆芯与防蚁电缆料之间还具有隔离物质4。
当然，上述实施实例7至实施实例10所述的任意一种电缆，它包含有缆芯，其特征在于缆芯外具有实施实例1到实施实例6中所述的任意一种防蚁电缆料，所述缆芯可为单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝；或者所述缆芯是可包含有单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝的复合体；或者所述缆芯是内部包含至少一根光导纤维的复合体；所述防蚁电缆料可以是直接包覆在缆芯上的或者缆芯与防蚁电缆料之间还具有隔离物质。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种防蚁电缆料，其特征在于按重量份计由以下各原材料制备而成：乙烯-四氟乙烯共聚物30～40份、丙烯—四氟乙烯共聚物30～40份、玻璃纤维12～18份、氢氧化镁2～4份、云母粉2～4份、炭黑或钛白粉2～4份、联苯菊酯1～3份、甲苯3～5份。
2.根据权利要求1所述的一种防蚁电缆料，其特征在于所述氢氧化镁的细度小于300目。
3.根据权利要求1所述的一种防蚁电缆料，其特征在于所述云母粉的细度小于300目。
4.根据权利要求1所述的一种防蚁电缆料，其特征在于所述炭黑或钛白粉的细度小于400目。
5.根据权利要求1所述的一种防蚁电缆料，其特征在于所述玻璃纤维的长度为0.01～0.05mm。
6.根据权利要求1所述的一种防蚁电缆料，其特征在于它是通过以下方法制得的：先按重量份称取乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物、玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉、联苯菊酯、甲苯；接着将乙烯-四氟乙烯共聚物、丙烯—四氟乙烯共聚物混合并边加热边搅拌均匀至280～320℃，并保温2～4小时后停止加热；再接着放入玻璃纤维、氢氧化镁、云母粉、炭黑或钛白粉，搅拌均匀，并控制温度为260～300℃，得到浆状物；然后将联苯菊酯充分溶于甲苯中，得到混合溶液，将混合溶液倒入浆状物中搅拌均匀得到防蚁电缆料，将防蚁电缆料注入造粒机中，拉伸、热切、冷却得到防蚁电缆料粒子。
7.一种电缆，它包含有缆芯，其特征在于缆芯外具有权利要求1所述的一种防蚁电缆料，所述缆芯为单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝；或者所述缆芯是包含有单根铜丝或多根绞合铜丝或单根铝丝或多根绞合铝丝或多根绞合的铜包铝丝或多根绞合的铜包铝镁丝或多根绞合的铝镁合金丝的复合体；所述防蚁电缆料是直接包覆在缆芯上的。
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