CN105280295B - 一种高性能机车电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能机车电缆,包括导体,在导体外包覆隔离层,在隔离层外包覆绝缘层,在绝缘层外包覆屏蔽层,在屏蔽层外包覆护套层,其中,护套层采用改性氯磺化聚乙烯制成,改性氯磺化聚乙烯的原料包括:氢化丁腈橡胶,氯磺化聚乙烯,聚硫橡胶,氧化铅,氧化镁,脂肪酸,二硫化四甲基秋兰姆,硅藻土,高岭土,硫醇锑,碳纳米管份,硫酸钡,三层复合无机材料,硅烷偶联剂,聚乙烯蜡,环氧大豆油,硬脂酸,邻苯二甲酸二辛酯,癸二酸二辛酯,防老剂,亚磷酸酯。本发明的高性能机车电缆,其力学性能、耐火及耐老化性好。
Description
技术领域
本发明涉及机车电缆技术领域,尤其涉及一种高性能机车电缆。
背景技术
目前,机车车辆电缆一般使用普通电力电缆,这种机车车辆电缆存在耐弯曲性差,不适用于机车车辆空间狭小、环境震动剧烈的场合。随着机车技术的发展,对电缆的铺设环境和使用性能要求越来越高,传统电缆力学性能、耐火及耐老化性不尽人意,不适于在狭小空间内安装铺设和使用。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题,本发明提出了一种高性能机车电缆,其力学性能、耐火及耐老化性好。
本发明提出的一种高性能机车电缆,包括导体,在导体外包覆隔离层,在隔离层外包覆绝缘层,在绝缘层外包覆屏蔽层,在屏蔽层外包覆护套层,其中,护套层采用改性氯磺化聚乙烯制成。
优选地,改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶20-40份,氯磺化聚乙烯15-30份,聚硫橡胶5-15份,氧化铅0.5-1.5份,氧化镁1-2份,脂肪酸1-2份,二硫化四甲基秋兰姆1.5-2份,硅藻土40-50份,高岭土15-25份,硫醇锑5-15份,碳纳米管15-30份,硫酸钡5-15份,三层复合无机材料15-30份,硅烷偶联剂-901-4份,聚乙烯蜡1-2份,环氧大豆油1-3份,硬脂酸0.5-1.5份,邻苯二甲酸二辛酯1-2份,癸二酸二辛酯1-2份,防老剂1-2份,亚磷酸酯1-2份。
优选地,三层复合无机材料采用如下工艺制备:将铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体包括氧气、氢气、氩气,升温,保温,通入乙炔气体,在氩气氛下降温至室温,粉碎,加入海泡石粉、木质素、蒸馏水、硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
优选地,三层复合无机材料采用如下工艺制备:按重量份将10-20份铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体流速为40-50mL/min,混合气体按体积份包括0.2-0.4份氧气、0.5-1份氢气、0.1-0.8份氩气,以1-2℃/min的速度升温至400-420℃,保温10-15min,继续以1-3℃/min的速度升温至480-500℃,保温5-15min,继续升温至550-580℃,保温10-12min;通入乙炔气体,控制乙炔与混合气体中氢气的体积比为10:1-2,混合气体与乙炔气体的总流速为80-95ml/min,控制温度为580-600℃,保温5-10min,在氩气氛下以0.5-1℃/min的速度降温至室温,粉碎,加入5-10份海泡石粉、2-5份木质素、20-30份蒸馏水、1-3份硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,炭化温度250-300℃,炭化时间为5-10h,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
优选地,氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯及聚硫橡胶的重量比为30-36:20-24:8-12。
优选地,氧化铅、氧化镁、脂肪酸及二硫化四甲基秋兰姆的重量比为1-1.3:1.4-1.7:1.5-1.8:1.6-1.9。
优选地,硅藻土、高岭土、硫醇锑、碳纳米管、硫酸钡及三层复合无机材料的重量比为44-47:20-23:10-13:20-24:8-12:20-26。
优选地,改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶30-36份,氯磺化聚乙烯20-24份,聚硫橡胶8-12份,氧化铅1-1.3份,氧化镁1.4-1.7份,脂肪酸1.5-1.8份,二硫化四甲基秋兰姆1.6-1.9份,硅藻土44-47份,高岭土20-23份,硫醇锑10-13份,碳纳米管20-24份,硫酸钡8-12份,三层复合无机材料20-26份,硅烷偶联剂SJ-902-2.6份,聚乙烯蜡1.5-1.7份,环氧大豆油1.5-2.2份,硬脂酸1-1.3份,邻苯二甲酸二辛酯1.5-1.8份,癸二酸二辛酯1.2-1.6份,WSP防老剂1.5-1.9份,亚磷酸酯1.2-1.5份。
本发明中,采用氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯及聚硫橡胶协同作用,耐火及耐老化性能极好,氢化丁腈橡胶与聚硫橡胶并用,并与WSP防老剂、亚磷酸酯共同作用,制品耐老化性能好,同时提高制品的耐热性能、耐火及耐磨性;添加适量硅藻土、高岭土、硫醇锑、碳纳米管、硫酸钡及三层复合无机材料,制品力学性能极为优异,耐热耐火性能极好,以氧化镁与氧化铅作为硫化剂,并与脂肪酸、二硫化四甲基秋兰姆配合作用,并添加适量的硅烷偶联剂,不仅可改善制品橡胶耐火性能,且制品电缆护套的硬度较高、压缩变形小、耐撕裂性能好,耐老化性能优异;而在在三层复合无机材料中,由于在疏松的氧化铝层表面有一层致密的无定形碳,不仅有效的阻止了内部的单质铝与空气中氧气以及水份的接触,在保证制品散热性能好的情况下,也具有优异的耐火、耐腐蚀性能,另外表层生成的微粒碳球,富含-OH、-C=O、C-H等亲有机基团,并在表面嫁接海泡石表面,不仅可改善海泡石的亲和性,且与其他的物料的相容性极好,制品的力学性能、耐火及耐老化极为优异。
附图说明
图1为本发明提出的一种高性能机车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机车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1,一种高性能机车电缆,包括导体1,在导体1外包覆隔离层2,在隔离层2外包覆绝缘层3,在绝缘层3外包覆屏蔽层4,在屏蔽层4外包覆护套层5,其中,护套层5采用改性氯磺化聚乙烯制成。
改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶20份,氯磺化聚乙烯30份,聚硫橡胶5份,氧化铅1.5份,氧化镁1份,脂肪酸2份,二硫化四甲基秋兰姆1.5份,硅藻土50份,高岭土15份,硫醇锑15份,碳纳米管15份,硫酸钡15份,三层复合无机材料15份,硅烷偶联剂-904份,聚乙烯蜡1份,环氧大豆油3份,硬脂酸0.5份,邻苯二甲酸二辛酯2份,癸二酸二辛酯1份,防老剂2份,亚磷酸酯1份。
实施例2
参照图1,一种高性能机车电缆,包括导体1,在导体1外包覆隔离层2,在隔离层2外包覆绝缘层3,在绝缘层3外包覆屏蔽层4,在屏蔽层4外包覆护套层5,其中,护套层5采用改性氯磺化聚乙烯制成。
改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶40份,氯磺化聚乙烯15份,聚硫橡胶15份,氧化铅0.5份,氧化镁2份,脂肪酸1份,二硫化四甲基秋兰姆2份,硅藻土40份,高岭土25份,硫醇锑5份,碳纳米管30份,硫酸钡5份,三层复合无机材料30份,硅烷偶联剂1份,聚乙烯蜡2份,环氧大豆油1份,硬脂酸1.5份,邻苯二甲酸二辛酯1份,癸二酸二辛酯2份,防老剂1份,亚磷酸酯2份。
实施例3
参照图1,一种高性能机车电缆,包括导体1,在导体1外包覆隔离层2,在隔离层2外包覆绝缘层3,在绝缘层3外包覆屏蔽层4,在屏蔽层4外包覆护套层5,其中,护套层5采用改性氯磺化聚乙烯制成。
改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶30份,氯磺化聚乙烯24份,聚硫橡胶8份,氧化铅1.3份,氧化镁1.4份,脂肪酸1.8份,二硫化四甲基秋兰姆1.6份,硅藻土47份,高岭土20份,硫醇锑13份,碳纳米管20份,硫酸钡12份,三层复合无机材料20份,硅烷偶联剂-902.6份,聚乙烯蜡1.5份,环氧大豆油2.2份,硬脂酸1份,邻苯二甲酸二辛酯1.8份,癸二酸二辛酯1.2份,防老剂1.9份,亚磷酸酯1.2份。
三层复合无机材料采用如下工艺制备:按重量份将20份铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体流速为40mL/min,混合气体按体积份包括0.4份氧气、0.5份氢气、0.8份氩气,以1℃/min的速度升温至420℃,保温10min,继续以3℃/min的速度升温至480℃,保温15min,继续升温至550℃,保温12min;通入乙炔气体,控制乙炔与混合气体中氢气的体积比为10:1,混合气体与乙炔气体的总流速为95ml/min,控制温度为580℃,保温10min,在氩气氛下以0.5℃/min的速度降温至室温,粉碎,加入10份海泡石粉、2份木质素、30份蒸馏水、1份硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,炭化温度300℃,炭化时间为5h,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
实施例4
参照图1,一种高性能机车电缆,包括导体1,在导体1外包覆隔离层2,在隔离层2外包覆绝缘层3,在绝缘层3外包覆屏蔽层4,在屏蔽层4外包覆护套层5,其中,护套层5采用改性氯磺化聚乙烯制成。
改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶36份,氯磺化聚乙烯20份,聚硫橡胶12份,氧化铅1份,氧化镁1.7份,脂肪酸1.5份,二硫化四甲基秋兰姆1.9份,硅藻土44份,高岭土23份,硫醇锑10份,碳纳米管24份,硫酸钡8份,三层复合无机材料26份,硅烷偶联剂SJ-902份,聚乙烯蜡1.7份,环氧大豆油1.5份,硬脂酸1.3份,邻苯二甲酸二辛酯1.5份,癸二酸二辛酯1.6份,WSP防老剂1.5份,亚磷酸酯1.5份。
三层复合无机材料采用如下工艺制备:按重量份将10份铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体流速为50mL/min,混合气体按体积份包括0.2份氧气、1份氢气、0.1份氩气,以2℃/min的速度升温至400℃,保温15min,继续以1℃/min的速度升温至500℃,保温5min,继续升温至580℃,保温10min;通入乙炔气体,控制乙炔与混合气体中氢气的体积比为10:2,混合气体与乙炔气体的总流速为80ml/min,控制温度为600℃,保温5min,在氩气氛下以1℃/min的速度降温至室温,粉碎,加入5份海泡石粉、5份木质素、20份蒸馏水、3份硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,炭化温度250℃,炭化时间为10h,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
实施例5
参照图1,一种高性能机车电缆,包括导体1,在导体1外包覆隔离层2,在隔离层2外包覆绝缘层3,在绝缘层3外包覆屏蔽层4,在屏蔽层4外包覆护套层5,其中,护套层5采用改性氯磺化聚乙烯制成。
改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶33份,氯磺化聚乙烯22份,聚硫橡胶10份,氧化铅1.2份,氧化镁1.5份,脂肪酸1.6份,二硫化四甲基秋兰姆1.8份,硅藻土45份,高岭土22份,硫醇锑11份,碳纳米管22份,硫酸钡10份,三层复合无机材料23份,硅烷偶联剂SJ-902.3份,聚乙烯蜡1.6份,环氧大豆油2份,硬脂酸1.2份,邻苯二甲酸二辛酯1.6份,癸二酸二辛酯1.4份,WSP防老剂1.7份,亚磷酸酯1.3份。
三层复合无机材料采用如下工艺制备:按重量份将15份铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体流速为45mL/min,混合气体按体积份包括0.3份氧气、0.8份氢气、0.4份氩气,以1.5℃/min的速度升温至410℃,保温12min,继续以2℃/min的速度升温至490℃,保温10min,继续升温至560℃,保温11min;通入乙炔气体,控制乙炔与混合气体中氢气的体积比为10:1.3,混合气体与乙炔气体的总流速为90ml/min,控制温度为590℃,保温8min,在氩气氛下以0.8℃/min的速度降温至室温,粉碎,加入8份海泡石粉、4份木质素、25份蒸馏水、2份硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,炭化温度280℃,炭化时间为7h,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
本发明中,上述改性氯磺化聚乙烯采用一般橡胶的制备工艺制备,即原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验。
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 (5)
1.一种高性能机车电缆,其特征在于,包括导体(1),在导体(1)外包覆隔离层(2),在隔离层(2)外包覆绝缘层(3),在绝缘层(3)外包覆屏蔽层(4),在屏蔽层(4)外包覆护套层(5),其中,护套层(5)采用改性氯磺化聚乙烯制成;
其中,改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶20-40份,氯磺化聚乙烯15-30份,聚硫橡胶5-15份,氧化铅0.5-1.5份,氧化镁1-2份,脂肪酸1-2份,二硫化四甲基秋兰姆1.5-2份,硅藻土40-50份,高岭土15-25份,硫醇锑5-15份,碳纳米管15-30份,硫酸钡5-15份,三层复合无机材料15-30份,硅烷偶联剂1-4份,聚乙烯蜡1-2份,环氧大豆油1-3份,硬脂酸0.5-1.5份,邻苯二甲酸二辛酯1-2份,癸二酸二辛酯1-2份,防老剂1-2份,亚磷酸酯1-2份;
所述三层复合无机材料采用如下工艺制备:按重量份将10-20份铝粉送入反应器中,通入混合气体,混合气体流速为40-50mL/min,混合气体按体积份包括0.2-0.4份氧气、0.5-1份氢气、0.1-0.8份氩气,以1-2℃/min的速度升温至400-420℃,保温10-15min,继续以1-3℃/min的速度升温至480-500℃,保温5-15min,继续升温至550-580℃,保温10-12min;通入乙炔气体,控制乙炔与混合气体中氢气的体积比为10:1-2,混合气体与乙炔气体的总流速为80-95ml/min,控制温度为580-600℃,保温5-10min,在氩气氛下以0.5-1℃/min的速度降温至室温,粉碎,加入5-10份海泡石粉、2-5份木质素、20-30份蒸馏水、1-3份硫酸亚铁铵超声分散均匀,高温炭化,炭化温度250-300℃,炭化时间为5-10h,自然冷却至室温,洗涤至中性,得到三层复合无机材料。
2.根据权利要求1所述的高性能机车电缆,其特征在于,氢化丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯及聚硫橡胶的重量比为30-36:20-24:8-12。
3.根据权利要求1所述的高性能机车电缆,其特征在于,氧化铅、氧化镁、脂肪酸及二硫化四甲基秋兰姆的重量比为1-1.3:1.4-1.7:1.5-1.8:1.6-1.9。
4.根据权利要求1所述的高性能机车电缆,其特征在于,硅藻土、高岭土、硫醇锑、碳纳米管、硫酸钡及三层复合无机材料的重量比为44-47:20-23:10-13:20-24:8-12:20-26。
5.根据权利要求1所述的高性能机车电缆,其特征在于,改性氯磺化聚乙烯的原料按重量份包括:氢化丁腈橡胶30-36份,氯磺化聚乙烯20-24份,聚硫橡胶8-12份,氧化铅1-1.3份,氧化镁1.4-1.7份,脂肪酸1.5-1.8份,二硫化四甲基秋兰姆1.6-1.9份,硅藻土44-47份,高岭土20-23份,硫醇锑10-13份,碳纳米管20-24份,硫酸钡8-12份,三层复合无机材料20-26份,硅烷偶联剂SJ-90 2-2.6份,聚乙烯蜡1.5-1.7份,环氧大豆油1.5-2.2份,硬脂酸1-1.3份,邻苯二甲酸二辛酯1.5-1.8份,癸二酸二辛酯1.2-1.6份,WSP防老剂1.5-1.9份,亚磷酸酯1.2-1.5份。
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