CN105206323A - 一种高性能控制电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能控制电缆,包括缆芯,缆芯外依次设置有绝缘层、降温内衬层、耐火层、金属铠装层及护套层;其中绝缘层采用低烟无卤聚烯烃材料制成;低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯,丙烯-乙烯共聚物,甲基乙烯基硅橡胶,四丙基苯磺酰,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯,己内酰胺,氧化镁,2,4-二氯过氧化苯甲酰,烷基化二苯胺,2-巯基苯并咪唑锌盐,硬脂酸镁,硅藻土,二氧化铈,聚氯乙烯腈纤维,防老剂,抗氧剂。本发明导热性好,阻燃性能优异。

Description

一种高性能控制电缆
技术领域
本发明涉及控制电缆技术领域,尤其涉及一种高性能控制电缆。
背景技术
在各种工矿企业、交通运输等重要经济部门,例如发电厂、变电站、电力线路及石油化工等企业中,控制电缆的应用非常广泛,对于安全供电及生产系统的运转,控制电缆的功能甚至超过用于主干线的电力电缆。在实际应用过程中,控制电缆特别是控制电缆中绝缘层在其导热、阻燃方面研究和开发较少,其在较高的温度下绝缘层可能发生烧灼现象从而影响控制电缆的正常工作,其工作安全性和可靠性难以保障。
发明内容
本发明提出了一种高性能控制电缆,导热性好,阻燃性能优异。
本发明提出的一种高性能控制电缆,包括缆芯,缆芯外依次设置有绝缘层、降温内衬层、耐火层、金属铠装层及护套层;其中绝缘层采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
优选地,低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯20-35份,丙烯-乙烯共聚物20-40份,甲基乙烯基硅橡胶15-30份,四丙基苯磺酰1.5-2.5份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.2-2份,己内酰胺2-6份,氧化镁1-3份,2,4-二氯过氧化苯甲酰1.5-3.5份,烷基化二苯胺1-3份,2-巯基苯并咪唑锌盐1-2份,硬脂酸镁0.5-2.5份,硅藻土30-50份,二氧化铈10-20份,聚氯乙烯腈纤维20-50份,防老剂0.5-2.5份,抗氧剂0.5-2份。
优选地,聚氯乙烯腈纤维采用如下工艺制备:按重量份将15-30份氧化石墨烯、50-80份N,N-二甲基甲酰胺、5-8份丙烯腈单体、15-20份改性氢氧化镁送入反应器中,氮气保护下加入1-2份过硫酸铵,加热至55-70℃反应50-70h,沉淀,过滤,洗涤,干燥;加入30-40份N-甲基吡咯烷酮,60-85℃超声,超声功率为20-45KHz,超声时间为15-18h,以15-25mL/h的挤出速度通过直径15-25μm的纺丝毛细管,在10-25℃二甘醇中停留5-15s凝固成丝,在45-49份氢溴酸静置60-90min,洗涤,干燥,得到聚氯乙烯腈纤维。
优选地,所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备:按重量份将30-45份氢氧化镁、15-20份天然椰棕纤维、60-90份浓度为1-2mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌15-35min,密封室温放置100-140min,加入2-6份脂肪醇硫酸钠、2-5份硼酸锌、0.5-0.9份氧化磷、1.5-2.5份磷酸三苯酯、0.5-1.5份磷酸三异丙苯酯,超声分散20-40min,超声功率为150-230W,加入2-8份木质素磺酸钠、2-4份膨润土,继续超声分散60-80min,超声温度为50-60℃,过滤,洗涤,干燥,得到改性氢氧化镁。
优选地,硅藻土、二氧化铈、聚氯乙烯腈纤维的重量比为35-39:14-17:40-46。
优选地,聚氯乙烯、丙烯-乙烯共聚物、甲基乙烯基硅橡胶、2,4-二氯过氧化苯甲酰、烷基化二苯胺的重量比为30-34:32-36:20-25:2-2.6:2-2.4。
优选地,聚氯乙烯腈纤维、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、己内酰胺、聚氯乙烯的重量比为40-46:1.4-1.8:3-5:30-34。
优选地,低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯30-34份,丙烯-乙烯共聚物32-36份,甲基乙烯基硅橡胶20-25份,四丙基苯磺酰1.8-2.3份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.4-1.8份,己内酰胺3-5份,氧化镁1.5-2.5份,2,4-二氯过氧化苯甲酰2-2.6份,烷基化二苯胺2-2.4份,2-巯基苯并咪唑锌盐1.6-1.9份,硬脂酸镁2-2.3份,硅藻土35-39份,二氧化铈14-17份,聚氯乙烯腈纤维40-46份,防老剂1-1.6份,抗氧剂0.8-1.2份。
本发明中,聚氯乙烯、丙烯-乙烯共聚物、甲基乙烯基硅橡胶中,加入异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、己内酰胺、2,4-二氯过氧化苯甲酰反应,并与硅藻土、二氧化铈、聚氯乙烯腈纤维配合作用,制品交联度好,导热性及阻燃性能极为优异,而在改性氢氧化镁中,通过脂肪醇硫酸钠、氢氧化钠、木质素磺酸钠与其他物料表面发生化学包覆,从而改变颗粒表面状态,大大提高了物料间相容性,其中的脂肪醇硫酸钠、氢氧化钠、木质素磺酸钠不但可与氢氧化镁、膨润土生成稳定结构,且其含有的活性基团还能与氧化石墨烯、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯腈单体作用,起到桥梁作用,导热及阻燃性能极好;另外由于聚氯乙烯腈纤维含有大量双键、磺酸基、酰胺基等活性基团,且表面带有大量负电荷,其与异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、己内酰胺进行反应,制品不仅分散和相容性极好,且结构极为稳定,导热性好及阻燃性能进一步增强,原料低廉,成本低。
附图说明
图1为本发明提出的一种高性能控制电缆的截面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,图1为本发明提出的一种高性能控制电缆的截面结构示意图。
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
参照图1,一种高性能控制电缆,包括缆芯1,缆芯1外依次设置有绝缘层2、降温内衬层3、耐火层4、金属铠装层5及护套层6;其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯35份,丙烯-乙烯共聚物20份,甲基乙烯基硅橡胶30份,四丙基苯磺酰1.5份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯2份,己内酰胺2份,氧化镁3份,2,4-二氯过氧化苯甲酰1.5份,烷基化二苯胺3份,2-巯基苯并咪唑锌盐1份,硬脂酸镁2.5份,硅藻土30份,二氧化铈20份,聚氯乙烯腈纤维20份,防老剂2.5份,抗氧剂0.5份。
实施例2
参照图1,一种高性能控制电缆,包括缆芯1,缆芯1外依次设置有绝缘层2、降温内衬层3、耐火层4、金属铠装层5及护套层6;其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯20份,丙烯-乙烯共聚物40份,甲基乙烯基硅橡胶15份,四丙基苯磺酰2.5份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.2份,己内酰胺6份,氧化镁1份,2,4-二氯过氧化苯甲酰3.5份,烷基化二苯胺1份,2-巯基苯并咪唑锌盐2份,硬脂酸镁0.5份,硅藻土50份,二氧化铈10份,聚氯乙烯腈纤维50份,防老剂0.5份,抗氧剂2份。
实施例3
参照图1,一种高性能控制电缆,包括缆芯1,缆芯1外依次设置有绝缘层2、降温内衬层3、耐火层4、金属铠装层5及护套层6;其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯34份,丙烯-乙烯共聚物32份,甲基乙烯基硅橡胶25份,四丙基苯磺酰1.8份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.8份,己内酰胺3份,氧化镁2.5份,2,4-二氯过氧化苯甲酰2份,烷基化二苯胺2.4份,2-巯基苯并咪唑锌盐1.6份,硬脂酸镁2.3份,硅藻土35份,二氧化铈17份,聚氯乙烯腈纤维40份,防老剂1.6份,抗氧剂0.8份。
聚氯乙烯腈纤维采用如下工艺制备:按重量份将30份氧化石墨烯、50份N,N-二甲基甲酰胺、8份丙烯腈单体、15份改性氢氧化镁送入反应器中,氮气保护下加入2份过硫酸铵,加热至55℃反应70h,沉淀,过滤,洗涤,干燥;加入30份N-甲基吡咯烷酮,85℃超声,超声功率为20KHz,超声时间为8h,以15mL/h的挤出速度通过直径25μm的纺丝毛细管,在10℃二甘醇中停留15s凝固成丝,在45份氢溴酸静置90min,洗涤,干燥,得到聚氯乙烯腈纤维。
所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备:按重量份将30份氢氧化镁、20份天然椰棕纤维、60份浓度为2mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌15min,密封室温放置140min,加入2份脂肪醇硫酸钠、5份硼酸锌、0.5份氧化磷、2.5份磷酸三苯酯、0.5份磷酸三异丙苯酯,超声分散40min,超声功率为150W,加入8份木质素磺酸钠、2份膨润土,继续超声分散80min,超声温度为50℃,过滤,洗涤,干燥,得到改性氢氧化镁。
实施例4
参照图1,一种高性能控制电缆,包括缆芯1,缆芯1外依次设置有绝缘层2、降温内衬层3、耐火层4、金属铠装层5及护套层6;其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯30份,丙烯-乙烯共聚物36份,甲基乙烯基硅橡胶20份,四丙基苯磺酰2.3份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.4份,己内酰胺5份,氧化镁1.5份,2,4-二氯过氧化苯甲酰2.6份,烷基化二苯胺2份,2-巯基苯并咪唑锌盐1.9份,硬脂酸镁2份,硅藻土39份,二氧化铈14份,聚氯乙烯腈纤维46份,防老剂1份,抗氧剂1.2份。
聚氯乙烯腈纤维采用如下工艺制备:按重量份将15份氧化石墨烯、80份N,N-二甲基甲酰胺、5份丙烯腈单体、20份改性氢氧化镁送入反应器中,氮气保护下加入1份过硫酸铵,加热至70℃反应50h,沉淀,过滤,洗涤,干燥;加入40份N-甲基吡咯烷酮,60℃超声,超声功率为45KHz,超声时间为15h,以25mL/h的挤出速度通过直径15μm的纺丝毛细管,在25℃二甘醇中停留5s凝固成丝,在49份氢溴酸静置60min,洗涤,干燥,得到聚氯乙烯腈纤维。
所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备:按重量份将45份氢氧化镁、15份天然椰棕纤维、90份浓度为1mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌35min,密封室温放置100min,加入6份脂肪醇硫酸钠、2份硼酸锌、0.9份氧化磷、1.5份磷酸三苯酯、1.5份磷酸三异丙苯酯,超声分散20min,超声功率为230W,加入2份木质素磺酸钠、4份膨润土,继续超声分散60min,超声温度为60℃,过滤,洗涤,干燥,得到改性氢氧化镁。
实施例5
参照图1,一种高性能控制电缆,包括缆芯1,缆芯1外依次设置有绝缘层2、降温内衬层3、耐火层4、金属铠装层5及护套层6;其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯32.5份,丙烯-乙烯共聚物34.5份,甲基乙烯基硅橡胶23份,四丙基苯磺酰1.99份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.55份,己内酰胺4.2份,氧化镁1.85份,2,4-二氯过氧化苯甲酰2.3份,烷基化二苯胺2.2份,2-巯基苯并咪唑锌盐1.88份,硬脂酸镁2.1份,硅藻土36份,二氧化铈15.5份,聚氯乙烯腈纤维45份,防老剂1.2份,抗氧剂1.15份。
聚氯乙烯腈纤维采用如下工艺制备:按重量份将24份氧化石墨烯、72份N,N-二甲基甲酰胺、6份丙烯腈单体、18份改性氢氧化镁送入反应器中,氮气保护下加入1.747份过硫酸铵,加热至65℃反应62h,沉淀,过滤,洗涤,干燥;加入36份N-甲基吡咯烷酮,80℃超声,超声功率为42KHz,超声时间为16h,以21mL/h的挤出速度通过直径20μm的纺丝毛细管,在20℃二甘醇中停留8s凝固成丝,在48份氢溴酸静置82min,洗涤,干燥,得到聚氯乙烯腈纤维。
所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备:按重量份将42份氢氧化镁、18份天然椰棕纤维、85份浓度为1.4mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌22min,密封室温放置120min,加入4份脂肪醇硫酸钠、3.5份硼酸锌、0.65份氧化磷、1.8份磷酸三苯酯、1.2份磷酸三异丙苯酯,超声分散32min,超声功率为158W,加入8份木质素磺酸钠、3.2份膨润土,继续超声分散68min,超声温度为55℃,过滤,洗涤,干燥,得到改性氢氧化镁。
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)

1.一种高性能控制电缆,其特征在于,包括缆芯(1),缆芯(1)外依次设置有绝缘层(2)、降温内衬层(3)、耐火层(4)、金属铠装层(5)及护套层(6);其中绝缘层(2)采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
2.根据权利要求1所述的高性能控制电缆,其特征在于,低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯20-35份,丙烯-乙烯共聚物20-40份,甲基乙烯基硅橡胶15-30份,四丙基苯磺酰1.5-2.5份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.2-2份,己内酰胺2-6份,氧化镁1-3份,2,4-二氯过氧化苯甲酰1.5-3.5份,烷基化二苯胺1-3份,2-巯基苯并咪唑锌盐1-2份,硬脂酸镁0.5-2.5份,硅藻土30-50份,二氧化铈10-20份,聚氯乙烯腈纤维20-50份,防老剂0.5-2.5份,抗氧剂0.5-2份。
3.根据权利要求2所述的高性能控制电缆,其特征在于,聚氯乙烯腈纤维采用如下工艺制备:按重量份将15-30份氧化石墨烯、50-80份N,N-二甲基甲酰胺、5-8份丙烯腈单体、15-20份改性氢氧化镁送入反应器中,氮气保护下加入1-2份过硫酸铵,加热至55-70℃反应50-70h,沉淀,过滤,洗涤,干燥;加入30-40份N-甲基吡咯烷酮,60-85℃超声,超声功率为20-45KHz,超声时间为15-18h,以15-25mL/h的挤出速度通过直径15-25μm的纺丝毛细管,在10-25℃二甘醇中停留5-15s凝固成丝,在45-49份氢溴酸静置60-90min,洗涤,干燥,得到聚氯乙烯腈纤维。
4.根据权利要求2或3所述的高性能控制电缆,其特征在于,所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备:按重量份将30-45份氢氧化镁、15-20份天然椰棕纤维、60-90份浓度为1-2mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌15-35min,密封室温放置100-140min,加入2-6份脂肪醇硫酸钠、2-5份硼酸锌、0.5-0.9份氧化磷、1.5-2.5份磷酸三苯酯、0.5-1.5份磷酸三异丙苯酯,超声分散20-40min,超声功率为150-230W,加入2-8份木质素磺酸钠、2-4份膨润土,继续超声分散60-80min,超声温度为50-60℃,过滤,洗涤,干燥,得到改性氢氧化镁。
5.根据权利要求2-4任一项所述的高性能控制电缆,其特征在于,硅藻土、二氧化铈、聚氯乙烯腈纤维的重量比为35-39:14-17:40-46。
6.根据权利要求2-5任一项所述的高性能控制电缆,其特征在于,聚氯乙烯、丙烯-乙烯共聚物、甲基乙烯基硅橡胶、2,4-二氯过氧化苯甲酰、烷基化二苯胺的重量比为30-34:32-36:20-25:2-2.6:2-2.4。
7.根据权利要求2-6任一项所述的高性能控制电缆,其特征在于,聚氯乙烯腈纤维、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、己内酰胺、聚氯乙烯的重量比为40-46:1.4-1.8:3-5:30-34。
8.根据权利要求2-7任一项所述的高性能控制电缆,其特征在于,低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括:聚氯乙烯30-34份,丙烯-乙烯共聚物32-36份,甲基乙烯基硅橡胶20-25份,四丙基苯磺酰1.8-2.3份,异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯1.4-1.8份,己内酰胺3-5份,氧化镁1.5-2.5份,2,4-二氯过氧化苯甲酰2-2.6份,烷基化二苯胺2-2.4份,2-巯基苯并咪唑锌盐1.6-1.9份,硬脂酸镁2-2.3份,硅藻土35-39份,二氧化铈14-17份,聚氯乙烯腈纤维40-46份,防老剂1-1.6份,抗氧剂0.8-1.2份。
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