CN105462002A - 一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆 - Google Patents

一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体、绝缘层、填充层、屏蔽层、铠装层和外护套；其外护套的原料按重量份包括：丁腈橡胶2707？55-58，乙丙橡胶23-27，天然橡胶14-17，对位芳纶纤维10-12，复合阻燃相变微囊7-10，硬质陶土13-15，氧化镁2-4，碳酸镁27-32，海泡石8-11，氧化镧11-14，云母粉20-23，炉法炭黑2-4，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3-5，硫磺4.3-6.5，促进剂TT？1.7-2.2、促进剂DM？2.1-2.5，芳烃油4-7，蓖麻油1-3，古马隆4-6，环烷基油3-6,防老剂BLE？2.8-3.3，防老剂OD？4.3-4.6。

Description

一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯晴单体经乳液聚合工艺合成的一种橡胶材料，其分子链中含有不饱和双键和极性基团—CN，因而具有极好的耐油性能和优异的物理机械性能，其耐油性能随着丁腈橡胶中丙烯腈单体比例的增加而增加，但同时丁腈橡胶的耐候性能逐步下降。
丁腈橡胶在制备电缆外护套时，常因其抗冲击、抗撕裂性能不佳而配合其他胶料使用，如何在提高电缆外护套的抗冲击、耐撕裂性能的同时，增强其耐候性能，成为当下研究的重点方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，具有极佳的抗冲击、耐撕裂性能，同时具备高耐候性能。
本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体、包覆导体的绝缘层、包覆绝缘层的填充层、包覆填充层的屏蔽层、包覆屏蔽层的铠装层和包覆铠装层的外护套；
其中外护套的原料按重量份包括：丁腈橡胶270755-58份，乙丙橡胶23-27份，天然橡胶14-17份，对位芳纶纤维10-12份，复合阻燃相变微囊7-10份，硬质陶土13-15份，氧化镁2-4份，碳酸镁27-32份，海泡石8-11份，氧化镧11-14份，云母粉20-23份，炉法炭黑2-4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3-5份，硫磺4.3-6.5份，促进剂TT1.7-2.2份、促进剂DM2.1-2.5份，芳烃油4-7份，蓖麻油1-3份，古马隆4-6份，环烷基油3-6份,防老剂BLE2.8-3.3份，防老剂OD4.3-4.6份。
优选地，外护套的原料中，丁腈橡胶2707中丙烯晴含量为27-30wt％。
优选地，外护套的原料中，三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶的重量比为55-56：24-25：16-18。
优选地，外护套的原料按重量份包括：丁腈橡胶270756-57份，乙丙橡胶24-26份，天然橡胶15-16份，对位芳纶纤维10.5-11份，复合阻燃相变微囊8-9份，硬质陶土13.5-14份，氧化镁2.5-3份，碳酸镁28-30份，海泡石9-10份，氧化镧12-13份，云母粉21-22份，炉法炭黑2.5-3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3.5-4.5份，硫磺4.8-5.3份，促进剂TT1.8-2.1份、促进剂DM2.2-2.3份，芳烃油5-6份，蓖麻油1.5-2份，古马隆4.5-5份，环烷基油4-5份,防老剂BLE2.9-3.2份，防老剂OD4.4-4.5份。
优选地，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将季戊四醇和磷酸水溶液混合均匀，升温至130-140℃，保温，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温得到微囊壁材；
S2、将石蜡、正十五烷混合均匀后，投入蒸馏水，搅拌后继续加入乙醇，升高温度，保温后降温，接着加入微囊壁材，保温后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
6、根据权利要求1-5任一项所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将季戊四醇和浓度为65-70mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至140-143℃，保温25-28min，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温55-58min得到微囊壁材；
S2、将石蜡、正十五烷混合均匀后，投入NP-10、蒸馏水，搅拌后继续加入乙醇，升高温度至80-83℃，保温3-4h后降温至45-50℃，接着按1-1.5份/min的速度加入微囊壁材，保温2.5-3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
优选地，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.2-1.6份季戊四醇和2-2.5份浓度为65-70mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至140-143℃，保温25-28min，接着添加1.7-2份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.1-2.4份甲醛，保温55-58min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.6-0.9份石蜡、1.2-1.5份正十五烷混合均匀后，投入1.4-1.7份NP-10、10-15份蒸馏水，搅拌后继续加入0.4-0.6份乙醇，升高温度至80-83℃，保温3-4h后降温至45-50℃，接着按1-1.5份/min的速度加入3-5份微囊壁材，保温2.5-3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
本发明外护套在制备过程中，选用特定含量丙烯晴的丁腈橡胶2707与乙丙橡胶、天然橡胶、对位芳纶纤维配合作为主料，使本发明具备极强的抗冲击、耐撕裂性能和较好的耐油性能；而复合阻燃相变微囊的添加，能够充分融合到本发明外护套的主料中，从而大大提高本发明的耐候性能；复合阻燃相变微囊能够贮存热能和调节控制本发明外护套温度，从而使本发明外护套在环境温度急剧变化的环境中，能够保持适宜的温度，从而维持本发明外护套的物理化学性能；采用界面聚合法制备复合阻燃相变微囊的过程中，微囊壁材的制备采用三聚氰胺和甲醛为主料，制得的微囊壁材具有高韧性、高成膜性能的特点，能够有效维持微囊形态，保护微囊芯材，而添加的季戊四醇和磷酸能够连接到微囊壁材主料上，大大提高本发明外护套的阻燃性能；以石蜡、正十五烷配合作为微囊芯材主料，具有低成本和高相变焓的特点，能够在相变过程中吸收、释放大量热量，从而大大提高本发明外护套抵御外界环境温度变化的能力；而以NP-10作为乳化剂使用，能够使微囊芯材成为连续、均匀的乳状液体，从而均匀地被微囊壁材包裹，能够和微囊壁材在接下来添加的乙醇所引发聚合反应中，形成光滑、均匀的微囊，大大提高了成品率；硫磺、促进剂TT、促进剂DM配合构成的硫化体系，能够使本发明主料快速形成空间立体网状结构，吸收外部冲击力和撕裂力的作用，从而使本发明外护套具备较强的抗冲击、耐撕裂性能；硬质陶土、氧化镁、碳酸镁、海泡石、氧化镧、云母粉、炉法炭黑等不同颗粒大小、不同形状的物料作为补强填充剂配合使用，能够在单烷氧基型钛酸酯偶联剂的作用下，均匀分布在本发明外护套主料中，从而提高本发明外护套的强度和容积，进一步提高本发明的抗冲击性能；芳烃油、蓖麻油作为软化剂使用，进一步提高本发明外护套可塑性的同时，降低了原料粘度和混炼时的温度，提高本发明外护套的强度、伸长率和减震性能；而古马隆、环烷基油作为增塑剂使用，大大提高了本发明的可塑能力；防老剂BLE、防老剂OD的添加，能够使本发明外护套的主料钝化对氧气的敏感程度，从而降低老化、氧化风险，大大提高本发明外护套的使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆的径向截面结构示意图。
具体实施方式
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
如图1所示，图1为本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆的径向截面结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：丙烯晴含量为30wt％的丁腈橡胶270758份，乙丙橡胶23份，天然橡胶17份，对位芳纶纤维10份，复合阻燃相变微囊10份，硬质陶土13份，氧化镁4份，碳酸镁27份，海泡石11份，氧化镧11份，云母粉23份，炉法炭黑2份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂5份，硫磺4.3份，促进剂TT2.2份、促进剂DM2.1份，芳烃油7份，蓖麻油1份，古马隆6份，环烷基油3份,防老剂BLE3.3份，防老剂OD4.3份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.2份季戊四醇和2.5份浓度为65mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至143℃，保温25min，接着添加2份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.1份甲醛，保温58min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.6份石蜡、1.5份正十五烷混合均匀后，投入1.4份NP-10、15份蒸馏水，搅拌后继续加入0.4份乙醇，升高温度至83℃，保温3h后降温至50℃，接着按1份/min的速度加入5份微囊壁材，保温2.5h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
实施例2
本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：丙烯晴含量为27wt％的丁腈橡胶270755份，乙丙橡胶27份，天然橡胶14份，对位芳纶纤维12份，复合阻燃相变微囊7份，硬质陶土15份，氧化镁2份，碳酸镁32份，海泡石8份，氧化镧14份，云母粉20份，炉法炭黑4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3份，硫磺6.5份，促进剂TT1.7份、促进剂DM2.5份，芳烃油4份，蓖麻油3份，古马隆4份，环烷基油6份,防老剂BLE2.8份，防老剂OD4.6份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.6份季戊四醇和2份浓度为70mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至140℃，保温28min，接着添加1.7份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.4份甲醛，保温55min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.9份石蜡、1.2份正十五烷混合均匀后，投入1.7份NP-10、10份蒸馏水，搅拌后继续加入0.6份乙醇，升高温度至80℃，保温4h后降温至45℃，接着按1.5份/min的速度加入3份微囊壁材，保温3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
实施例3
本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：丁腈橡胶270757份，乙丙橡胶24份，天然橡胶16份，对位芳纶纤维10.5份，复合阻燃相变微囊9份，硬质陶土13.5份，氧化镁3份，碳酸镁28份，海泡石10份，氧化镧12份，云母粉22份，炉法炭黑2.5份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂4.5份，硫磺4.8份，促进剂TT2.1份、促进剂DM2.2份，芳烃油6份，蓖麻油1.5份，古马隆5份，环烷基油4份,防老剂BLE3.2份，防老剂OD4.4份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.5份季戊四醇和2.2份浓度为68mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至141℃，保温27min，接着添加1.8份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.3份甲醛，保温56min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.9份石蜡、1.2份正十五烷混合均匀后，投入1.7份NP-10、10份蒸馏水，搅拌后继续加入0.6份乙醇，升高温度至80℃，保温4h后降温至45℃，接着按1.5份/min的速度加入3份微囊壁材，保温3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
实施例4
本发明提出的一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：丁腈橡胶270756份，乙丙橡胶26份，天然橡胶15份，对位芳纶纤维11份，复合阻燃相变微囊8份，硬质陶土14份，氧化镁2.5份，碳酸镁30份，海泡石9份，氧化镧13份，云母粉21份，炉法炭黑3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3.5份，硫磺5.3份，促进剂TT1.8份、促进剂DM2.3份，芳烃油5份，蓖麻油2份，古马隆4.5份，环烷基油5份,防老剂BLE2.9份，防老剂OD4.5份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.4份季戊四醇和2.3份浓度为66mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至142℃，保温26min，接着添加1.9份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.2份甲醛，保温57min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.6份石蜡、1.5份正十五烷混合均匀后，投入1.4份NP-10、15份蒸馏水，搅拌后继续加入0.4份乙醇，升高温度至83℃，保温3h后降温至50℃，接着按1份/min的速度加入3-5份微囊壁材，保温3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
对实施例1-4所得电缆进行性能测试，以市售电缆为对照组，结果如下：
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 (7)

1.一种抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，包括导体(1)、包覆导体(1)的绝缘层(2)、包覆绝缘层(2)的填充层(3)、包覆填充层(3)的屏蔽层(4)、包覆屏蔽层(4)的铠装层(5)和包覆铠装层(5)的外护套(6)；
其中外护套(6)的原料按重量份包括：丁腈橡胶270755-58份，乙丙橡胶23-27份，天然橡胶14-17份，对位芳纶纤维10-12份，复合阻燃相变微囊7-10份，硬质陶土13-15份，氧化镁2-4份，碳酸镁27-32份，海泡石8-11份，氧化镧11-14份，云母粉20-23份，炉法炭黑2-4份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3-5份，硫磺4.3-6.5份，促进剂TT1.7-2.2份、促进剂DM2.1-2.5份，芳烃油4-7份，蓖麻油1-3份，古马隆4-6份，环烷基油3-6份,防老剂BLE2.8-3.3份，防老剂OD4.3-4.6份。
2.根据权利要求1所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，丁腈橡胶2707中丙烯晴含量为27-30wt％。
3.根据权利要求1或2所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶的重量比为55-56：24-25：16-18。
4.根据权利要求1-3任一项所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)的原料按重量份包括：丁腈橡胶270756-57份，乙丙橡胶24-26份，天然橡胶15-16份，对位芳纶纤维10.5-11份，复合阻燃相变微囊8-9份，硬质陶土13.5-14份，氧化镁2.5-3份，碳酸镁28-30份，海泡石9-10份，氧化镧12-13份，云母粉21-22份，炉法炭黑2.5-3份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂3.5-4.5份，硫磺4.8-5.3份，促进剂TT1.8-2.1份、促进剂DM2.2-2.3份，芳烃油5-6份，蓖麻油1.5-2份，古马隆4.5-5份，环烷基油4-5份,防老剂BLE2.9-3.2份，防老剂OD4.4-4.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将季戊四醇和磷酸水溶液混合均匀，升温至130-140℃，保温，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温得到微囊壁材；
S2、将石蜡、正十五烷混合均匀后，投入蒸馏水，搅拌后继续加入乙醇，升高温度，保温后降温，接着加入微囊壁材，保温后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
6.根据权利要求1-5任一项所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将季戊四醇和浓度为65-70mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至140-143℃，保温25-28min，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温55-58min得到微囊壁材；
S2、将石蜡、正十五烷混合均匀后，投入NP-10、蒸馏水，搅拌后继续加入乙醇，升高温度至80-83℃，保温3-4h后降温至45-50℃，接着按1-1.5份/min的速度加入微囊壁材，保温2.5-3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
7.根据权利要求1-6任一项所述抗冲击耐撕裂高耐候电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按摩尔份将1.2-1.6份季戊四醇和2-2.5份浓度为65-70mol％的磷酸水溶液混合均匀，升温至140-143℃，保温25-28min，接着添加1.7-2份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.1-2.4份甲醛，保温55-58min得到微囊壁材；
S2、按重量份将0.6-0.9份石蜡、1.2-1.5份正十五烷混合均匀后，投入1.4-1.7份NP-10、10-15份蒸馏水，搅拌后继续加入0.4-0.6份乙醇，升高温度至80-83℃，保温3-4h后降温至45-50℃，接着按1-1.5份/min的速度加入3-5份微囊壁材，保温2.5-3h后过滤，干燥得到复合阻燃相变微囊。
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