CN105101494A - 一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元组成，每组发热单元由发热芯及包覆在发热芯外的绝缘层组成，在发热部件外包覆有护套层，护套层外包覆有金属编织层，金属编织层外包覆有加强层；加强层由聚丙烯材料制成。本发明耐老化、耐热及力学性能好。
Description
技术领域
本发明涉及电缆护套层材料技术领域，尤其涉及一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带。
背景技术
串联式电伴热带就是一种通过电能加热后发热的特殊电缆，目前已经广泛应用于石油、化工、医药以及食品等行业中，用于保温防冻以及恒温控制。其原理为当芯线通过大电流时，本身产生焦耳热，从而实现产生电伴热的效果。在大型槽池长输管线领域，作业环境恶劣，对于电伴热带的耐老化、耐热及力学性能都有较高要求，现有的电伴热带难以适用。如何制备一种耐老化、耐热及力学性能好的大型槽池长输管线用串联式电伴热带成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，耐老化、耐热及力学性能好。
本发明提出的一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元组成，每组发热单元由发热芯及包覆在发热芯外的绝缘层组成，在发热部件外包覆有护套层，护套层外包覆有金属编织层，金属编织层外包覆有加强层；加强层由聚丙烯材料制成。
优选地，所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶20-30份，三元乙丙橡胶30-40份，聚丙烯橡胶20-30份，四季戊四醇脂1-2份，水杨酸对叔丁基苯脂1-2份，芳香烃油0.5-1.5份，沉淀法白炭黑40-50份，青石棉5-8份，二氧化硅5-10份，改性石膏15-25份，玻璃微珠2-8份，聚乙烯醇0.5-1.4份，聚乙烯醇缩丁醛2-5份，偏苯三酸二辛1-3份，受阻酚类抗氧剂0.2-1.4份，硬脂酸0.5-1.8份，油酸0.8-1.5份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5-1.5份，二过氧化氢二异丙苯1-2份，重铬酸铵钠0.2-0.6份，促进剂DM0.2-0.9份，促进剂MZ0.5-1份。
优选地，在改性石膏的制备过程中，按重量份称取100份石膏，石膏粒径为5-25mm，送至蒸压釜中，通入水蒸汽至蒸压釜内蒸汽压力为0.1-0.9MPa，蒸汽温度为130-145℃，蒸压时间为5-12h，停止通入蒸汽，干燥至物料含水量为5-15wt％得到预制料，再加入1.2-1.8份钛酸酯偶联剂进行搅拌，搅拌速度7000-9000r/min，保持物料温度为130-150℃，干燥，粉碎，得到改性石膏。
优选地，在石膏中，粒径为5-10mm的石膏占30-40wt％，粒径为10-20mm的石膏占20-40wt％，其余为粒径为20-25mm的石膏。
优选地，聚硫橡胶、三元乙丙橡胶及聚丙烯橡胶的重量比为24-26：32-35：26-28。
优选地，沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏及玻璃微珠的重量比为46-48：6-7：6-8：18-22：4-6。
优选地，二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM及促进剂MZ的重量比为1.4-1.8：0.3-0.4：0.4-0.6：0.6-0.8。
优选地，所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶24-26份，三元乙丙橡胶32-35份，聚丙烯橡胶26-28份，四季戊四醇脂1.4-1.6份，水杨酸对叔丁基苯脂1.2-1.5份，芳香烃油0.8-1份，沉淀法白炭黑46-48份，青石棉6-7份，二氧化硅6-8份，改性石膏18-22份，玻璃微珠4-6份，聚乙烯醇0.6-1份，聚乙烯醇缩丁醛3-4份，偏苯三酸二辛1.5-2份，受阻酚类抗氧剂0.5-1份，硬脂酸0.6-1份，油酸0.9-1.2份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8-0.9份，二过氧化氢二异丙苯1.4-1.8份，重铬酸铵钠0.3-0.4份，促进剂DM0.4-0.6份，促进剂MZ0.6-0.8份。
本发明中，所述聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：将上述沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏、玻璃微珠混合，搅拌均匀后加入四季戊四醇脂、水杨酸对叔丁基苯脂、芳香烃油混合均匀，在90-100℃下保温5-10min，冷却至常温，加入受阻酚类抗氧剂、硬脂酸、油酸在800-1000r/min搅拌分散1-2min得到预制料A；将聚硫橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶放入开炼机内，90-95℃下混炼1-3min得到预制料B；将上述预制料A与预制料B混合均匀后，加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、偏苯三酸二辛脂、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷混炼，混炼时间为1-3min，再加入二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM、促进剂MZ，薄通2-5次后，挤塑机塑化造粒，挤塑机的挤出温度为140-160℃，即得所述聚丙烯材料。
本发明中，三元乙丙橡胶耐老化、耐腐性能好，聚丙烯橡胶耐腐性性能好，粘结性好，但耐冲击性较差，聚硫橡胶耐腐蚀性能好，但强度不高，耐老化性较差，加工性不好，三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶及聚硫橡胶协同作用，耐老化、耐热、力学性能较为优异；沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏及玻璃微珠协同作用可显著增强制品力学性能，通过在石膏表面改性接枝，石膏的晶体变化，改性石膏的抗压、抗折强度好，力学性能优异，改性石膏与三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶及聚硫橡胶等有机材料的相容性好，物料间混合均匀性能好，制品密度高，结合力强，耐老化及耐热性能进一步增强，另外采用四季戊四醇脂、水杨酸对叔丁基苯脂及芳香烃油协同作用，可促进韧性与硬度达到均衡不易折断，力学性能进一步增强，采用1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、二过氧化氢二异丙苯、促进剂DM及促进剂MZ协同作用作为硫化体系，硫化性好，力学性能好，制品的耐热及耐老化性能进一步增强。
附图说明
图1是本发明提出的一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1是本发明提出的一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带的结构示意图。
实施例1
参照图1，一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元1组成，每组发热单元1由发热芯11及包覆在发热芯11外的绝缘层12组成，在发热部件外包覆有护套层2，护套层2外包覆有金属编织层3，金属编织层3外包覆有加强层4；加强层4由聚丙烯材料制成。
所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶20份，三元乙丙橡胶40份，聚丙烯橡胶20份，四季戊四醇脂2份，水杨酸对叔丁基苯脂1份，芳香烃油1.5份，沉淀法白炭黑40份，青石棉8份，二氧化硅5份，改性石膏25份，玻璃微珠2份，聚乙烯醇1.4份，聚乙烯醇缩丁醛2份，偏苯三酸二辛3份，受阻酚类抗氧剂0.2份，硬脂酸1.8份，油酸0.8份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷1.5份，二过氧化氢二异丙苯1份，重铬酸铵钠0.6份，促进剂DM0.2份，促进剂MZ1份。
实施例2
一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元1组成，每组发热单元1由发热芯11及包覆在发热芯11外的绝缘层12组成，在发热部件外包覆有护套层2，护套层2外包覆有金属编织层3，金属编织层3外包覆有加强层4；加强层4由聚丙烯材料制成。
所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶30份，三元乙丙橡胶30份，聚丙烯橡胶30份，四季戊四醇脂1份，水杨酸对叔丁基苯脂2份，芳香烃油0.5份，沉淀法白炭黑50份，青石棉5份，二氧化硅10份，改性石膏15份，玻璃微珠8份，聚乙烯醇0.5份，聚乙烯醇缩丁醛5份，偏苯三酸二辛1份，受阻酚类抗氧剂1.4份，硬脂酸0.5份，油酸1.5份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5份，二过氧化氢二异丙苯2份，重铬酸铵钠0.2份，促进剂DM0.9份，促进剂MZ0.5份。
实施例3
一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元1组成，每组发热单元1由发热芯11及包覆在发热芯11外的绝缘层12组成，在发热部件外包覆有护套层2，护套层2外包覆有金属编织层3，金属编织层3外包覆有加强层4；加强层4由聚丙烯材料制成。
所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶24份，三元乙丙橡胶35份，聚丙烯橡胶26份，四季戊四醇脂1.6份，水杨酸对叔丁基苯脂1.2份，芳香烃油1份，沉淀法白炭黑46份，青石棉7份，二氧化硅6份，改性石膏22份，玻璃微珠4份，聚乙烯醇1份，聚乙烯醇缩丁醛3份，偏苯三酸二辛2份，受阻酚类抗氧剂0.5份，硬脂酸1份，油酸0.9份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.9份，二过氧化氢二异丙苯1.4份，重铬酸铵钠0.4份，促进剂DM0.4份，促进剂MZ0.8份。
在改性石膏的制备过程中，按重量份称取100份石膏，石膏粒径为5-25mm，送至蒸压釜中，通入水蒸汽至蒸压釜内蒸汽压力为0.1MPa，蒸汽温度为145℃，蒸压时间为5h，停止通入蒸汽，干燥至物料含水量为15wt％得到预制料，再加入1.2份钛酸酯偶联剂进行搅拌，搅拌速度9000r/min，保持物料温度为130℃，干燥，粉碎，得到改性石膏。
在石膏中，粒径为5-10mm的石膏占40wt％，粒径为10-20mm的石膏占20wt％，其余为粒径为20-25mm的石膏。
所述聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：将上述沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏、玻璃微珠混合，搅拌均匀后加入四季戊四醇脂、水杨酸对叔丁基苯脂、芳香烃油混合均匀，在100℃下保温5min，冷却至常温，加入受阻酚类抗氧剂、硬脂酸、油酸在1000r/min搅拌分散1min得到预制料A；将聚硫橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶放入开炼机内，95℃下混炼1min得到预制料B；将上述预制料A与预制料B混合均匀后，加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、偏苯三酸二辛脂、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷混炼，混炼时间为3min，再加入二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM、促进剂MZ，薄通2次后，挤塑机塑化造粒，挤塑机的挤出温度为160℃，即得所述聚丙烯材料。
实施例4
一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元1组成，每组发热单元1由发热芯11及包覆在发热芯11外的绝缘层12组成，在发热部件外包覆有护套层2，护套层2外包覆有金属编织层3，金属编织层3外包覆有加强层4；加强层4由聚丙烯材料制成。
所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶26份，三元乙丙橡胶32份，聚丙烯橡胶28份，四季戊四醇脂1.4份，水杨酸对叔丁基苯脂1.5份，芳香烃油0.8份，沉淀法白炭黑48份，青石棉6份，二氧化硅8份，改性石膏18份，玻璃微珠6份，聚乙烯醇0.6份，聚乙烯醇缩丁醛4份，偏苯三酸二辛1.5份，受阻酚类抗氧剂1份，硬脂酸0.6份，油酸1.2份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8份，二过氧化氢二异丙苯1.8份，重铬酸铵钠0.3份，促进剂DM0.6份，促进剂MZ0.6份。
在改性石膏的制备过程中，按重量份称取100份石膏，石膏粒径为5-25mm，送至蒸压釜中，通入水蒸汽至蒸压釜内蒸汽压力为0.9MPa，蒸汽温度为130℃，蒸压时间为12h，停止通入蒸汽，干燥至物料含水量为5wt％得到预制料，再加入1.8份钛酸酯偶联剂进行搅拌，搅拌速度7000r/min，保持物料温度为150℃，干燥，粉碎，得到改性石膏。
在石膏中，粒径为5-10mm的石膏占30wt％，粒径为10-20mm的石膏占40wt％，其余为粒径为20-25mm的石膏。
所述聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：将上述沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏、玻璃微珠混合，搅拌均匀后加入四季戊四醇脂、水杨酸对叔丁基苯脂、芳香烃油混合均匀，在90℃下保温10min，冷却至常温，加入受阻酚类抗氧剂、硬脂酸、油酸在800r/min搅拌分散2min得到预制料A；将聚硫橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶放入开炼机内，90℃下混炼3min得到预制料B；将上述预制料A与预制料B混合均匀后，加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、偏苯三酸二辛脂、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷混炼，混炼时间为1min，再加入二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM、促进剂MZ，薄通5次后，挤塑机塑化造粒，挤塑机的挤出温度为140℃，即得所述聚丙烯材料。
实施例5
一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元1组成，每组发热单元1由发热芯11及包覆在发热芯11外的绝缘层12组成，在发热部件外包覆有护套层2，护套层2外包覆有金属编织层3，金属编织层3外包覆有加强层4；加强层4由聚丙烯材料制成。
所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶25份，三元乙丙橡胶34份，聚丙烯橡胶27份，四季戊四醇脂1.5份，水杨酸对叔丁基苯脂1.4份，芳香烃油0.9份，沉淀法白炭黑47份，青石棉6.5份，二氧化硅7份，改性石膏20份，玻璃微珠5份，聚乙烯醇0.8份，聚乙烯醇缩丁醛3.4份，偏苯三酸二辛1.8份，受阻酚类抗氧剂0.8份，硬脂酸0.8份，油酸1份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.82份，二过氧化氢二异丙苯1.6份，重铬酸铵钠0.34份，促进剂DM0.5份，促进剂MZ0.7份。
在改性石膏的制备过程中，按重量份称取100份石膏，石膏粒径为5-25mm，送至蒸压釜中，通入水蒸汽至蒸压釜内蒸汽压力为0.5MPa，蒸汽温度为140℃，蒸压时间为8h，停止通入蒸汽，干燥至物料含水量为10wt％得到预制料，再加入1.6份钛酸酯偶联剂进行搅拌，搅拌速度8000r/min，保持物料温度为140℃，干燥，粉碎，得到改性石膏。
在石膏中，粒径为5-10mm的石膏占35wt％，粒径为10-20mm的石膏占30wt％，其余为粒径为20-25mm的石膏。
所述聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤：将上述沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏、玻璃微珠混合，搅拌均匀后加入四季戊四醇脂、水杨酸对叔丁基苯脂、芳香烃油混合均匀，在95℃下保温8min，冷却至常温，加入受阻酚类抗氧剂、硬脂酸、油酸在900r/min搅拌分散1.2min得到预制料A；将聚硫橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯橡胶放入开炼机内，92℃下混炼2min得到预制料B；将上述预制料A与预制料B混合均匀后，加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、偏苯三酸二辛脂、1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷混炼，混炼时间为2min，再加入二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM、促进剂MZ，薄通3次后，挤塑机塑化造粒，挤塑机的挤出温度为150℃，即得所述聚丙烯材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，包括发热部件，发热部件由平行设置的两组发热单元(1)组成，每组发热单元(1)由发热芯(11)及包覆在发热芯(11)外的绝缘层(12)组成，在发热部件外包覆有护套层(2)，护套层(2)外包覆有金属编织层(3)，金属编织层(3)外包覆有加强层(4)；加强层(4)由聚丙烯材料制成。
2.根据权利要求1所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶20-30份，三元乙丙橡胶30-40份，聚丙烯橡胶20-30份，四季戊四醇脂1-2份，水杨酸对叔丁基苯脂1-2份，芳香烃油0.5-1.5份，沉淀法白炭黑40-50份，青石棉5-8份，二氧化硅5-10份，改性石膏15-25份，玻璃微珠2-8份，聚乙烯醇0.5-1.4份，聚乙烯醇缩丁醛2-5份，偏苯三酸二辛1-3份，受阻酚类抗氧剂0.2-1.4份，硬脂酸0.5-1.8份，油酸0.8-1.5份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.5-1.5份，二过氧化氢二异丙苯1-2份，重铬酸铵钠0.2-0.6份，促进剂DM0.2-0.9份，促进剂MZ0.5-1份。
3.根据权利要求2所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，在改性石膏的制备过程中，按重量份称取100份石膏，石膏粒径为5-25mm，送至蒸压釜中，通入水蒸汽至蒸压釜内蒸汽压力为0.1-0.9MPa，蒸汽温度为130-145℃，蒸压时间为5-12h，停止通入蒸汽，干燥至物料含水量为5-15wt％得到预制料，再加入1.2-1.8份钛酸酯偶联剂进行搅拌，搅拌速度7000-9000r/min，保持物料温度为130-150℃，干燥，粉碎，得到改性石膏。
4.根据权利要求3所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，在石膏中，粒径为5-10mm的石膏占30-40wt％，粒径为10-20mm的石膏占20-40wt％，其余为粒径为20-25mm的石膏。
5.根据权利要求2-4任一项所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，聚硫橡胶、三元乙丙橡胶及聚丙烯橡胶的重量比为24-26：32-35：26-28。
6.根据权利要求2-5任一项所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，沉淀法白炭黑、青石棉、二氧化硅、改性石膏及玻璃微珠的重量比为46-48：6-7：6-8：18-22：4-6。
7.根据权利要求2-6任一项所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，二过氧化氢二异丙苯、重铬酸铵钠、促进剂DM及促进剂MZ的重量比为1.4-1.8：0.3-0.4：0.4-0.6：0.6-0.8。
8.根据权利要求2-7任一项所述的大型槽池长输管线用串联式电伴热带，其特征在于，所述聚丙烯材料的原料按重量份包括：聚硫橡胶24-26份，三元乙丙橡胶32-35份，聚丙烯橡胶26-28份，四季戊四醇脂1.4-1.6份，水杨酸对叔丁基苯脂1.2-1.5份，芳香烃油0.8-1份，沉淀法白炭黑46-48份，青石棉6-7份，二氧化硅6-8份，改性石膏18-22份，玻璃微珠4-6份，聚乙烯醇0.6-1份，聚乙烯醇缩丁醛3-4份，偏苯三酸二辛1.5-2份，受阻酚类抗氧剂0.5-1份，硬脂酸0.6-1份，油酸0.9-1.2份，1,1-双(二叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷0.8-0.9份，二过氧化氢二异丙苯1.4-1.8份，重铬酸铵钠0.3-0.4份，促进剂DM0.4-0.6份，促进剂MZ0.6-0.8份。
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2015
- 2015-08-12 CN CN201510492640.3A patent/CN105101494B/zh active Active
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