CN105542369A - Pma-ema高强度电缆密封护套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PMA-EMA高强度电缆密封护套及其制备方法，该制备方法包括：1)将水玻璃与硫酸溶液混合形成水凝胶；2)将膨润土浸泡于盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；3)将PMA(聚丙烯酸甲酯)、EMA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂混炼、冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套。通过该方法制得的电缆密封护套的具有优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能。

Description

PMA-EMA高强度电缆密封护套及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆密封护套，具体地，涉及一种PMA-EMA高强度电缆密封护套的制备方法。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆主要由以下4部分组成：①导电线心，用高电导率材料(铜或铝)制成。②绝缘层，用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。③密封护套，保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护覆盖层，用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外(称铠装电缆)，铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。为了避免钢带、钢丝受周围媒质的腐蚀，一般在它们外面涂以沥青或包绕浸渍黄麻层或挤压聚乙烯、聚氯乙烯套。
目前，密封护套最多的为高分子材料。在电缆使用初期，密封护套具有优异的力学性能，能够起到，保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤作用。但是随着使用时间的推移，密封护套会因老化或者腐蚀进而出现力学性能下降的情况，甚至会出现开裂。这种情况极其频繁地发生在海底电缆，这是因为海底电缆不仅要承受巨大的压力，同时还会受到海水的侵蚀进而使得密封护套的性能直线下降，从而降低了电缆的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种PMA-EMA高强度电缆密封护套及其制备方法，通过该方法制得的电缆密封护套的具有优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种PMA-EMA高强度电缆密封护套的制备方法，该制备方法包括：
1)将水玻璃与硫酸溶液混合形成水凝胶；
2)将膨润土浸泡于盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(聚丙烯酸甲酯)、EMA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂混炼、冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套；
本发明还提供了一种PMA-EMA高强度电缆密封护套，该PMA-EMA高强度电缆密封护套通过上述的方法制备而得。
通过上述技术方案，本发明提供的制备方法为三步法，第一步为：将水玻璃与硫酸溶液混合形成水凝胶；第二步为：将膨润土浸泡于盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；第三步为：将PMA、EMA、所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂混炼、冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套。通过上述各步骤的协同作用以及各物料之间的协同作用进而使得制得的电缆密封护套具有优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种PMA-EMA高强度电缆密封护套的制备方法，该制备方法包括：
1)将水玻璃与硫酸溶液混合形成水凝胶；
2)将膨润土浸泡于盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(聚丙烯酸甲酯)、EMA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂混炼、冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套；
在本发明的步骤1)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，在步骤1)中，相对于100重量份的水玻璃，硫酸溶液的用量为300-450重量份且硫酸溶液的浓度为15-20重量％。
在本发明的步骤1)中，混合的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，在步骤1)中，混合至少满足以下条件：混合温度为35-45℃，混合时间为2-3h。
在本发明的步骤2)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，在步骤2)中，相对于100重量份的膨润土，盐酸溶液的用量为200-250重量份且硫酸溶液的浓度为25-30重量％。
在本发明的步骤2)中，活化处理的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，在步骤2)中，活化处理至少满足以下条件：活化温度为78-85℃，活化时间为3-5h。
在本发明的步骤3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，在步骤3)中，相对于100重量份的PMA，EMA的用量为85-90重量份，络合物的用量为1.5-3重量份，二氧化硅的用量为55-63重量份，偏苯三酸三辛酯的用量为35-39重量份，肼的用量为5-9重量份，甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷的用量为7-13重量份，乙硼烷的用量为3-6重量份，1,3-乙二硫醇的用量为21-34重量份，三聚氰酸三烯丙酯的用量为15-29重量份，2-硫醇基苯并噻唑的用量为10-16重量份，水凝胶的用量为16-23重量份，改性剂的用量为20-29重量份。
在本发明的步骤3)中，PMA、EMA的分子量可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，PMA的重均分子量为9000-12000，EMA的重均分子量为5000-8000。
在本发明的步骤3)中，混炼条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，混炼至少满足以下条件：混炼温度为215-220℃，混炼时间为60-80mim。
在本发明的步骤3)中，冷却条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电缆密封护套具有更优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能，优选地，冷却的温度为10-15℃。
本发明还提供了一种PMA-EMA高强度电缆密封护套，该PMA-EMA高强度电缆密封护套通过上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。其中，下述实施例中，式(I)所示的络合物的结构式如下：
实施例1
1)在40℃下，将水玻璃与硫酸溶液(浓度为18重量％)按照400的重量比混合2.5h形成水凝胶；
2)在80℃下，将膨润土与盐酸溶液(浓度为27重量％)按照100：230的重量比混合4h以将膨润土进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(重均分子量为10000)、EMA(重均分子量为7000)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂按照100：88：2：60：37：6：10：4：30：25：13：20：25混合并于218℃下混炼70mim、于13℃下冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套A1。
实施例2
1)在35℃下，将水玻璃与硫酸溶液(浓度为15重量％)按照300的重量比混合2h形成水凝胶；
2)在78℃下，将膨润土与盐酸溶液(浓度为25重量％)按照100：200的重量比混合3h以将膨润土进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(重均分子量为9000)、EMA(重均分子量为5000)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂按照100：85：1.5：55：35：5：7：3：21：15：10：16：20混合并于215℃下混炼60mim、于10℃下冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套A2。
实施例3
1)在45℃下，将水玻璃与硫酸溶液(浓度为20重量％)按照450的重量比混合3h形成水凝胶；
2)在85℃下，将膨润土与盐酸溶液(浓度为30重量％)按照100：250的重量比混合5h以将膨润土进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(重均分子量为12000)、EMA(重均分子量为8000)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、水凝胶和改性剂按照100：90：3：63：39：9：13：6：34：29：16：23：29混合并于220℃下混炼80mim、于15℃下冷却成型以制得PMA-EMA高强度电缆密封护套A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得电缆密封护套B1，不同的是，步骤3)中未使用水凝胶。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得电缆密封护套B2，不同的是，步骤3)中未使用改性剂。
检测例1
检测上述电缆密封护套的的拉伸强度(σt/MPa)以及断裂伸长率(δ/％)，然后将上述电缆密封护套置于200m深的海水中6个月，接着检测拉伸强度保持率(E1/％)与断裂伸长率保持率(E2/％)，具体结果见表1。
表1
σt/MPa δ/％ E1/％ E2/％
A1 54 484 98.8 98.6
A2 50 483 98.9 98.5
A3 53 482 98.3 98.3
B1 39 416 71.0 76.1
B2 37 420 78.1 84.6
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的电缆密封护套的具有优异的力学性能、耐腐蚀和耐压的性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种PMA-EMA高强度电缆密封护套的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)将水玻璃与硫酸溶液混合形成水凝胶；
2)将膨润土浸泡于盐酸溶液中进行活化处理，然后过滤取滤饼以制得改性剂；
3)将PMA(聚丙烯酸甲酯)、EMA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、式(I)所示的络合物、二氧化硅、偏苯三酸三辛酯、肼、甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷、乙硼烷、1,3-乙二硫醇、三聚氰酸三烯丙酯、2-硫醇基苯并噻唑、所述水凝胶和改性剂混炼、冷却成型以制得所述PMA-EMA高强度电缆密封护套；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，相对于100重量份的所述水玻璃，所述硫酸溶液的用量为300-450重量份且所述硫酸溶液的浓度为15-20重量％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述混合至少满足以下条件：混合温度为35-45℃，混合时间为2-3h。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤2)中，相对于100重量份的所述膨润土，所述盐酸溶液的用量为200-250重量份且所述硫酸溶液的浓度为25-30重量％。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述活化处理至少满足以下条件：活化温度为78-85℃，活化时间为3-5h。
6.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤3)中，相对于100重量份的所述PMA，所述EMA的用量为85-90重量份，所述络合物的用量为1.5-3重量份，所述二氧化硅的用量为55-63重量份，所述偏苯三酸三辛酯的用量为35-39重量份，所述肼的用量为5-9重量份，所述甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷的用量为7-13重量份，所述乙硼烷的用量为3-6重量份，所述1,3-乙二硫醇的用量为21-34重量份，所述三聚氰酸三烯丙酯的用量为15-29重量份，所述2-硫醇基苯并噻唑的用量为10-16重量份，所述水凝胶的用量为16-23重量份，所述改性剂的用量为20-29重量份。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述PMA的重均分子量为9000-12000，所述EMA的重均分子量为5000-8000。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，其中，所述混炼至少满足以下条件：混炼温度为215-220℃，混炼时间为60-80mim。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述冷却的温度为10-15℃。
10.一种PMA-EMA高强度电缆密封护套，其特征在于，所述PMA-EMA高强度电缆密封护套通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而得。
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