CN105504405A - 一种高耐候阻燃电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐候阻燃电缆，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；其外护套的原料按重量份包括：丁苯橡胶45-48，氯丁橡胶25-27，天然橡胶17-20，相变调控微胶囊10-13，硫磺粉0.8-1.2，促进剂AA？1.6-2.4，促进剂MZ？2.5-2.8，硬质陶土8-11，海泡石6-9，氧化镧6-8，云母粉5-7，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.6-3，椰子油2.4-2.8，环烷基油3-6，三氧化二锑4-6，三聚氰胺3-5，红磷母粒4-6，硬脂酸钡5-8，防老剂H？1.5-2.5，防老剂DFC-341.3-1.6。

Description

一种高耐候阻燃电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高耐候阻燃电缆。
背景技术
电缆使用环境极为广泛，在某些地域条件复杂、环境变化剧烈地点使用电缆时尤其需要引起重视。电缆外护套作为面对外界环境的“第一道防线”，往往使用橡胶材料，然而，在面对环境温度骤然变化时，传统的橡胶材料往往发生形变，引起龟裂、破损等现象，从而破坏电缆结构的完整性；同时，由于橡胶材料的可燃特性，在一些高温环境中使用电缆时需要关注其阻燃性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高耐候阻燃电缆，韧性高，耐候性好且阻燃性能优良。
本发明提出的一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶45-48份，氯丁橡胶25-27份，天然橡胶17-20份，相变调控微胶囊10-13份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA1.6-2.4份，促进剂MZ2.5-2.8份，硬质陶土8-11份，海泡石6-9份，氧化镧6-8份，云母粉5-7份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.6-3份，椰子油2.4-2.8份，环烷基油3-6份，三氧化二锑4-6份，三聚氰胺3-5份，红磷母粒4-6份，硬脂酸钡5-8份，防老剂H1.5-2.5份，防老剂DFC-341.3-1.6份。
优选地，外护套的原料中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.2-1.5wt％。
优选地，丁苯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、相变调控微胶囊的重量比为46-47：25.5-26：18-19：11-12。
优选地，外护套的原料按重量份包括：丁苯橡胶46-47份，氯丁橡胶25.5-26份，天然橡胶18-19份，相变调控微胶囊11-12份，硫磺粉0.9-1.1份，促进剂AA1.7-2.3份，促进剂MZ2.6-2.7份，硬质陶土9-10份，海泡石7-8份，氧化镧6.5-7份，云母粉5.5-6份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7-2.8份，椰子油2.5-2.7份，环烷基油4-5份，三氧化二锑4.5-5份，三聚氰胺3.5-4份，红磷母粒4.5-5.5份，硬脂酸钡6-7份，防老剂H1.8-2.2份，防老剂DFC-341.4-1.5份。
优选地，外护套原料中的相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、将三聚氰胺、甲醛水溶液、蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8-9，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；
S2、将苯乙烯马来酸酐共聚物、氢氧化钠、蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.2-5.5后，继续加入聚乙二醇壬基苯基醚、聚乙二醇、正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、将微胶囊芯材置于温度为45-48℃的水浴中，再加入微胶囊壁材，接着加入乙二酸，接着升高水浴温度至85-90℃，保温2.5-3h得到微胶囊溶液；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
优选地，外护套原料中的相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将3-5份三聚氰胺、6.5-7.5份质量分数为30-35wt％的甲醛水溶液、24-27份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8-9，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；
S2、按重量份将1.4-1.7份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.3-0.6份氢氧化钠、30-35份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.2-5.5后，继续加入3-3.5份聚乙二醇壬基苯基醚、4-7份聚乙二醇、3-5份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将8.5-10份微胶囊芯材置于温度为45-48℃的水浴中，再按1-1.5份/min的速度加入12-15份微胶囊壁材，接着以0.7-1份/min的速度加入2-3份质量分数为12-15wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至85-90℃，保温2.5-3h得到微胶囊溶液；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤3-5次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
优选地，外护套原料中的相变调控微胶囊制备过程中，S1的磁力搅拌温度为72-75℃。
优选地，外护套原料中的相变调控微胶囊制备过程中，S3的加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌。
本发明外护套的制备过程中，采用活性氯含量为1.3-1.4wt％的氯丁橡胶配合丁苯橡胶、天然橡胶配合作为主料，大大提高了本发明的韧性、强度、耐候性能；而加入的相变调控微胶囊具有较大传热面积和极佳的相变调控温度的性能，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；相变调控微胶囊的制备过程中，以三聚氰胺和甲醛制备的微胶囊壁材具有易成型、不易破裂的特点，同时能够有效保护微胶囊芯材与本发明外护套其他加入物料的物理隔绝，从而避免微胶囊芯材失去相变能力；而微胶囊芯材制备过程中，以苯乙烯马来酸酐共聚物作为分散剂，能够在碱性条件下，保持微胶囊芯材的稳定性，避免微胶囊壁材加入后引起的破乳现象，同时可以调节微胶囊壁材在微胶囊芯材中的聚合，从而获得粒径分布均匀的微胶囊；聚乙二醇壬基苯基醚作为非离子表面活性剂，使微胶囊壁材在微胶囊芯材上均匀附着，避免相变调控微胶囊互相交联，使相变调控微胶囊表面光滑、规整、致密，同时大大提高了本发明外护套的成品率；以聚乙二醇、正十八烷配合作为微胶囊芯材主料，具有高相变焓和低成本的特点，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巨变的能力；接着将微胶囊壁材投入微胶囊芯材中，能够在固化剂乙二醇的作用下，迅速形成相变调控微胶囊；采用硫磺粉作为硫化剂，配合促进剂AA、促进剂MZ使用，大大加强了本发明外护套主料之间的交联程度，大幅提高了本发明外护套的耐候性、强度和耐磨性能；硬质陶土、海泡石、氧化镧、云母粉的加入，能够在单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂的作用下均匀地分布在本发明外护套之中，既能扩大了本发明外护套的容积、降低了成本，又可以大大增强了本发明的强度和耐候性能；椰子油的加入能够使本发明外护套柔软耐用；而环烷基油则能大大提高本发明外护套的可塑性；三氧化二锑、三聚氰胺、红磷母粒、硬脂酸钡配合作为阻燃剂使用，极大地提高了本发明外护套的阻燃性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种高耐候阻燃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高耐候阻燃电缆的径向截面结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶48份，氯丁橡胶25份，天然橡胶20份，相变调控微胶囊10份，硫磺粉1.2份，促进剂AA1.6份，促进剂MZ2.5份，硬质陶土11份，海泡石6份，氧化镧8份，云母粉5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂3份，椰子油2.4份，环烷基油6份，三氧化二锑4份，三聚氰胺5份，红磷母粒4份，硬脂酸钡8份，防老剂H1.5份，防老剂DFC-341.6份；其中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.2wt％；
上述相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将4.5份三聚氰胺、6.8份质量分数为33wt％的甲醛水溶液、25份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8.5，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；其中，磁力搅拌温度为72℃；
S2、按重量份将1.6份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.4份氢氧化钠、34份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.3后，继续加入3.3份聚乙二醇壬基苯基醚、5份聚乙二醇、4份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将8.7份微胶囊芯材置于温度为47℃的水浴中，再按1.2份/min的速度加入14份微胶囊壁材，接着以0.8份/min的速度加入2.5份质量分数为13wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至87℃，保温2.5h得到微胶囊溶液；其中，加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤5次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
实施例2
本发明提出的一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶45份，氯丁橡胶27份，天然橡胶17份，相变调控微胶囊13份，硫磺粉0.8份，促进剂AA2.4份，促进剂MZ2.8份，硬质陶土8份，海泡石9份，氧化镧6份，云母粉7份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.6份，椰子油2.8份，环烷基油3份，三氧化二锑6份，三聚氰胺3份，红磷母粒6份，硬脂酸钡5份，防老剂H2.5份，防老剂DFC-341.3份；其中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.5wt％；
上述相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将3.5份三聚氰胺、7.2份质量分数为31wt％的甲醛水溶液、26份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；其中，磁力搅拌温度为75℃；
S2、按重量份将1.5份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.5份氢氧化钠、31份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.4后，继续加入3.2份聚乙二醇壬基苯基醚、6份聚乙二醇、3.5份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将9.2份微胶囊芯材置于温度为46℃的水浴中，再按1.3份/min的速度加入13份微胶囊壁材，接着以0.9份/min的速度加入2份质量分数为14wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至86℃，保温2.8h得到微胶囊溶液；其中，加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤3次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
实施例3
本发明提出的一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶47份，氯丁橡胶25.5份，天然橡胶19份，相变调控微胶囊11份，硫磺粉1.1份，促进剂AA1.7份，促进剂MZ2.7份，硬质陶土9份，海泡石8份，氧化镧6.5份，云母粉6份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7份，椰子油2.7份，环烷基油4份，三氧化二锑5份，三聚氰胺3.5份，红磷母粒5.5份，硬脂酸钡6份，防老剂H2.2份，防老剂DFC-341.4份；其中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.4wt％；
上述相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将5份三聚氰胺、6.5份质量分数为35wt％的甲醛水溶液、24份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至9，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；其中，磁力搅拌温度为73℃；
S2、按重量份将1.7份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.3份氢氧化钠、35份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.2后，继续加入3.5份聚乙二醇壬基苯基醚、4份聚乙二醇、5份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将8.5份微胶囊芯材置于温度为48℃的水浴中，再按1份/min的速度加入15份微胶囊壁材，接着以0.7份/min的速度加入3份质量分数为12wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至90℃，保温2.5h得到微胶囊溶液；其中，加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤5次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
实施例4
本发明提出的一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶46份，氯丁橡胶26份，天然橡胶18份，相变调控微胶囊12份，硫磺粉0.9份，促进剂AA2.3份，促进剂MZ2.6份，硬质陶土10份，海泡石7份，氧化镧7份，云母粉5.5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.8份，椰子油2.5份，环烷基油5份，三氧化二锑4.5份，三聚氰胺4份，红磷母粒4.5份，硬脂酸钡7份，防老剂H1.8份，防老剂DFC-341.5份；其中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.3wt％；
上述相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将3份三聚氰胺、7.5份质量分数为30wt％的甲醛水溶液、27份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；其中，磁力搅拌温度为74℃；
S2、按重量份将1.4份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.6份氢氧化钠、30份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.5后，继续加入3份聚乙二醇壬基苯基醚、7份聚乙二醇、3份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将10份微胶囊芯材置于温度为45℃的水浴中，再按1.5份/min的速度加入12份微胶囊壁材，接着以1份/min的速度加入2份质量分数为15wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至85℃，保温3h得到微胶囊溶液；其中，加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤4次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
对实施例1-4所得电缆进行性能测试，以市售阻燃电缆为对照组，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 (8)

1.一种高耐候阻燃电缆，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：丁苯橡胶45-48份，氯丁橡胶25-27份，天然橡胶17-20份，相变调控微胶囊10-13份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA1.6-2.4份，促进剂MZ2.5-2.8份，硬质陶土8-11份，海泡石6-9份，氧化镧6-8份，云母粉5-7份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.6-3份，椰子油2.4-2.8份，环烷基油3-6份，三氧化二锑4-6份，三聚氰胺3-5份，红磷母粒4-6份，硬脂酸钡5-8份，防老剂H1.5-2.5份，防老剂DFC-341.3-1.6份。
2.根据权利要求1所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，氯丁橡胶中活性氯含量为1.2-1.5wt％。
3.根据权利要求1或2所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，丁苯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、相变调控微胶囊的重量比为46-47：25.5-26：18-19：11-12。
4.根据权利要求1-3任一项所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料按重量份包括：丁苯橡胶46-47份，氯丁橡胶25.5-26份，天然橡胶18-19份，相变调控微胶囊11-12份，硫磺粉0.9-1.1份，促进剂AA1.7-2.3份，促进剂MZ2.6-2.7份，硬质陶土9-10份，海泡石7-8份，氧化镧6.5-7份，云母粉5.5-6份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7-2.8份，椰子油2.5-2.7份，环烷基油4-5份，三氧化二锑4.5-5份，三聚氰胺3.5-4份，红磷母粒4.5-5.5份，硬脂酸钡6-7份，防老剂H1.8-2.2份，防老剂DFC-341.4-1.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、将三聚氰胺、甲醛水溶液、蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8-9，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；
S2、将苯乙烯马来酸酐共聚物、氢氧化钠、蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.2-5.5后，继续加入聚乙二醇壬基苯基醚、聚乙二醇、正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、将微胶囊芯材置于温度为45-48℃的水浴中，再加入微胶囊壁材，接着加入乙二酸，接着升高水浴温度至85-90℃，保温2.5-3h得到微胶囊溶液；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
6.根据权利要求1-5任一项所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的相变调控微胶囊制备方法如下：
S1、按重量份将3-5份三聚氰胺、6.5-7.5份质量分数为30-35wt％的甲醛水溶液、24-27份蒸馏水混合均匀后，调节pH值至8-9，接着进行磁力搅拌得到微胶囊壁材；
S2、按重量份将1.4-1.7份苯乙烯马来酸酐共聚物、0.3-0.6份氢氧化钠、30-35份蒸馏水混合均匀，调节pH值至5.2-5.5后，继续加入3-3.5份聚乙二醇壬基苯基醚、4-7份聚乙二醇、3-5份正十八烷，搅拌得到微胶囊芯材；
S3、按重量份将8.5-10份微胶囊芯材置于温度为45-48℃的水浴中，再按1-1.5份/min的速度加入12-15份微胶囊壁材，接着以0.7-1份/min的速度加入2-3份质量分数为12-15wt％的乙二酸，接着升高水浴温度至85-90℃，保温2.5-3h得到微胶囊溶液；
S4、将微胶囊溶液用石油醚洗涤3-5次后过滤，接着用蒸馏水洗涤，抽滤，干燥得到相变调控微胶囊。
7.根据权利要求5或6所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的相变调控微胶囊制备过程中，S1的磁力搅拌温度为72-75℃。
8.根据权利要求5-7任一项所述高耐候阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的相变调控微胶囊制备过程中，S3的加入微胶囊壁材和乙二酸的过程中不断搅拌。
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