CN105623111A - 一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管 - Google Patents

一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,70~80;氯丁橡胶,15~20;硅橡胶,15~20;炭黑N550,35~45;炭黑N774,20~30;增塑剂Mediaplast?NB-7,5~8;增塑剂DEDB,10~15;防老剂A,3~5;硫化剂,2;硅藻土,20~40;白烟活性剂,0.6;促进剂TMTD,1~2;气相白炭黑,12~16;改性白炭黑,20~25。本发明的复合橡胶电缆套管具有良好的耐寒、耐热、抗疲劳、抗弯折性能。

Description

一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管
技术领域
本发明涉及一种电缆套管,具体是一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管。
背景技术
电缆套管主要用于防止电缆受水泥等建材的腐蚀和挤压,同时也为了方便以后维护换线。目前的电缆套管具有以下特点:
1、耐腐蚀,使用寿命长,可在潮湿盐碱地带使用。
2、阻燃、耐热性好,可在130度高温下长期使用而不变形,遇火不燃烧。
3、强度高、刚度高。用在行车道下直埋无需加混凝土保护层,能辊快电缆工程建设进度。
4、管材有柔性,能抵御外界重压和基础沉降所引起的破坏。
5、具有良好的抗外界信号干扰性能。
6、内壁光滑,不刮伤电缆。设计采用承插式的连接方式,方便安装连接。接头处加橡胶密封圈封既适应热胀冷缩,又防止泥砂进入。
随着电缆套管应用范围的不断扩展,对电缆套管提出了更严格的要求,特别在耐寒、耐热、抗疲劳、抗弯折方面,虽然而目前的电缆套管性能比较齐全,仍然有很大的改进空间,以适应电缆市场更严格的需求。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,提升了电缆套管的耐性及抗疲劳、抗弯折能力,为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,70~80;氯丁橡胶,15~20;硅橡胶,15~20;炭黑N550,35~45;炭黑N774,20~30;增塑剂MediaplastNB-7,5~8;增塑剂DEDB,10~15;防老剂A,3~5;硫化剂,2;硅藻土,20~40;白烟活性剂,0.6;促进剂TMTD,1~2;气相白炭黑,12~16;改性白炭黑,20~25。
所述改性白炭黑的制备方法为:
(1)先将煤矸石和粉煤灰按重量比2:1混合,再加入煤矸石、粉煤灰总重量份0.1倍的石英粉充分混合,混合后粉碎至粒度小于200目,再研磨分散1~2小时,然后煤矸石、粉煤灰、石英砂混合体与纯碱按重量比1:60混合均匀,经1400~1500℃冶融80分钟,再依次经过3~4小时纯水浸提和1~2小时乙醇浸提,然后过滤去杂质,最后浓缩滤液到45~46波美度得到复合硅酸钠;(2)先将复合硅酸钠配成水玻璃溶液,模数为2.5~3.8,SiO2含量为5~10%,然后在浓度为10~20%温度28~32℃的硫酸中酸浸15~20小时,再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到改性白炭黑。
上述抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,制备方法为:
(1)将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、硅藻土、防老剂A、白烟活性剂、气相白炭黑、改性白炭黑进行密炼机加压混炼,然后将炭黑N550、炭黑N774、增塑剂MediaplastNB-7、增塑剂DEDB加入进行混炼,混炼完的胶料用滤胶机进行过滤,过滤后下片冷却,将冷却后的一段混炼胶加入硫化剂、促进剂TMTD,温度到100~120℃时排胶,将密炼机排下来的胶料在开炼机上返胶混炼4~6分钟,最后出条冷却,停放待用;
(2)将步骤(1)得到的胶条等量分为两份,其中一份喂入内胶挤出机,挤出机机头温度为80~100℃,塑化段温度55~75℃,螺杆温度60~90℃,喂料温度20~40℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到电缆套管的内胶层,将内胶层穿过外胶挤出机,将另外一份胶条喂入外胶挤出机,挤出机机头温度为90~100℃,塑化段温度60~80℃,螺杆温度70~90℃喂料温度30~50℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到双层的电缆套管管坯;
(3)将步骤(2)得到的管坯进行停放,停放时间12小时以上;
(4)将按步骤(3)停放后的管坯套在芯棒上,在150~170℃的蒸汽硫化罐中经过40~50℃的硫化制得电缆套管;
(5)将步骤(4)得的电缆套管在烘箱中进行二段硫化,硫化温度为140~160℃,硫化时间为2~3小时。
其中主要原材料来源:
三元乙丙橡胶3092PM,日本三井化学株式会社;
天然橡胶,泰国联益橡胶公司;
硅橡胶,东莞市湟佳有机硅科技有限公司,型号HJ-928;
增塑剂MediaplastNB-7,首利国际贸易(上海)有限公司;
增塑剂DEDB(二甘醇二苯甲酸酯),广州市正通化工有限公司;
白烟活性剂ZH-550,东莞市新瀚贸易有限公司;
白烟活性剂PEG4000,广州市力大橡胶原料贸易有限公司;
炭黑N568、炭黑N765,上海凯茵化工。
本发明将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶结合到一起,通过优化硫化剂、白烟活性剂以及改性的白炭黑,使结合后的复合橡胶具有优越的耐寒、耐热、抗疲劳、抗弯折性能,且电缆套管分内外两层,虽然内外两层用料相同,但通过工艺的优化双层加工后,并合理控制各组分原料的添加顺序及加工时间,进一步提高了电缆套管的抗疲劳、抗弯折性能。
具体实施方式
实例1
一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,70;氯丁橡胶,20;硅橡胶,15;炭黑N550,35;炭黑N774,20;增塑剂MediaplastNB-7,5;增塑剂DEDB,15;防老剂A,5;硫化剂BP、1;硫化剂DCP、1;硅藻土,20;白烟活性剂ZH-550、0.2;白烟活性剂PEG4000、0.4;促进剂TMTD,1;气相白炭黑,12;改性白炭黑,20;
所述改性白炭黑的制备方法为:
(1)先将煤矸石和粉煤灰按重量比2:1混合,再加入煤矸石、粉煤灰总重量份0.1倍的石英粉充分混合,混合后粉碎至粒度小于200目,再研磨分散1~2小时,然后煤矸石、粉煤灰、石英砂混合体与纯碱按重量比1:60混合均匀,经1400~1500℃冶融80分钟,再依次经过3~4小时纯水浸提和1~2小时乙醇浸提,纯水浸提的温度为100℃,乙醇浸提的温度为70~78℃,然后过滤去杂质,最后浓缩滤液到45~46波美度得到复合硅酸钠;(2)先将复合硅酸钠配成水玻璃溶液,模数为2.5~3.8,SiO2含量为5~10%,然后在浓度为10~20%温度28~32℃的硫酸中酸浸15~20小时,再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到改性白炭黑。
上述抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,制备方法为:
(1)将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、硅藻土、防老剂A、白烟活性剂、气相白炭黑、改性白炭黑进行密炼机加压混炼,然后将炭黑N550、炭黑N774、增塑剂MediaplastNB-7、增塑剂DEDB加入进行混炼,混炼完的胶料用滤胶机进行过滤,过滤后下片冷却,将冷却后的一段混炼胶加入硫化剂、促进剂TMTD,温度到100~120℃时排胶,将密炼机排下来的胶料在开炼机上返胶混炼4~6分钟,最后出条冷却,停放待用;
(2)将步骤(1)得到的胶条等量分为两份,其中一份喂入内胶挤出机,挤出机机头温度为80~100℃,塑化段温度55~75℃,螺杆温度60~90℃,喂料温度20~40℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到电缆套管的内胶层,将内胶层穿过外胶挤出机,将另外一份胶条喂入外胶挤出机,挤出机机头温度为90~100℃,塑化段温度60~80℃,螺杆温度70~90℃喂料温度30~50℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到双层的电缆套管管坯;
(3)将步骤(2)得到的管坯进行停放,停放时间12小时以上;
(4)将按步骤(3)停放后的管坯套在芯棒上,在150~170℃的蒸汽硫化罐中经过40~50℃的硫化制得电缆套管;
(5)将步骤(4)得的电缆套管在烘箱中进行二段硫化,硫化温度为140~160℃,硫化时间为2~3小时。
本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。
表1
表2
检测项目 要求 实测(样件1) 实测(样件2)
粘合强度 KN/m ≥3 5.12 5.08
低温 (-40℃×24h) 无裂纹 无裂纹 无裂纹
脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1Hz 介质:空气) 循环20万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹
实例2
一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,80;氯丁橡胶,15;硅橡胶,20;炭黑N550,45;炭黑N774,20;增塑剂MediaplastNB-7,8;增塑剂DEDB,15;防老剂A,5;硫化剂BP、1;硫化剂DCP、1;硅藻土,30;白烟活性剂ZH-550、0.2;白烟活性剂PEG4000、0.4;促进剂TMTD,2;气相白炭黑,16;改性白炭黑,25;
所述改性白炭黑的制备方法为:
(1)先将煤矸石和粉煤灰按重量比2:1混合,再加入煤矸石、粉煤灰总重量份0.1倍的石英粉充分混合,混合后粉碎至粒度小于200目,再研磨分散1~2小时,然后煤矸石、粉煤灰、石英砂混合体与纯碱按重量比1:60混合均匀,经1400~1500℃冶融80分钟,再依次经过3~4小时纯水浸提和1~2小时乙醇浸提,纯水浸提的温度为100℃,乙醇浸提的温度为70~78℃,然后过滤去杂质,最后浓缩滤液到45~46波美度得到复合硅酸钠;(2)先将复合硅酸钠配成水玻璃溶液,模数为2.5~3.8,SiO2含量为5~10%,然后在浓度为10~20%温度28~32℃的硫酸中酸浸15~20小时,再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到改性白炭黑。
上述抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,制备方法为:
(1)将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、硅藻土、防老剂A、白烟活性剂、气相白炭黑、改性白炭黑进行密炼机加压混炼,然后将炭黑N550、炭黑N774、增塑剂MediaplastNB-7、增塑剂DEDB加入进行混炼,混炼完的胶料用滤胶机进行过滤,过滤后下片冷却,将冷却后的一段混炼胶加入硫化剂、促进剂TMTD,温度到100~120℃时排胶,将密炼机排下来的胶料在开炼机上返胶混炼4~6分钟,最后出条冷却,停放待用;
(2)将步骤(1)得到的胶条等量分为两份,其中一份喂入内胶挤出机,挤出机机头温度为80~100℃,塑化段温度55~75℃,螺杆温度60~90℃,喂料温度20~40℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到电缆套管的内胶层,将内胶层穿过外胶挤出机,将另外一份胶条喂入外胶挤出机,挤出机机头温度为90~100℃,塑化段温度60~80℃,螺杆温度70~90℃喂料温度30~50℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到双层的电缆套管管坯;
(3)将步骤(2)得到的管坯进行停放,停放时间12小时以上;
(4)将按步骤(3)停放后的管坯套在芯棒上,在150~170℃的蒸汽硫化罐中经过40~50℃的硫化制得电缆套管;
(5)将步骤(4)得的电缆套管在烘箱中进行二段硫化,硫化温度为140~160℃,硫化时间为2~3小时。
本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。
表1
表2
检测项目 要求 实测(样件1) 实测(样件2)
粘合强度 KN/m ≥3 5.22 5.27
低温 (-40℃×24h) 无裂纹 无裂纹 无裂纹
脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1Hz 介质:空气) 循环20万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹
实例3
一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,75;氯丁橡胶,15;硅橡胶,18;炭黑N550,40;炭黑N774,25;增塑剂MediaplastNB-7,6;增塑剂DEDB,12;防老剂A,4;硫化剂BP、1;硫化剂DCP、1;硅藻土,30;白烟活性剂ZH-550、0.2;白烟活性剂PEG4000、0.4;促进剂TMTD,2;气相白炭黑,15;改性白炭黑,22;
所述改性白炭黑的制备方法为:
(1)先将煤矸石和粉煤灰按重量比2:1混合,再加入煤矸石、粉煤灰总重量份0.1倍的石英粉充分混合,混合后粉碎至粒度小于200目,再研磨分散1~2小时,然后煤矸石、粉煤灰、石英砂混合体与纯碱按重量比1:60混合均匀,经1400~1500℃冶融80分钟,再依次经过3~4小时纯水浸提和1~2小时乙醇浸提,纯水浸提的温度为100℃,乙醇浸提的温度为70~78℃,然后过滤去杂质,最后浓缩滤液到45~46波美度得到复合硅酸钠;(2)先将复合硅酸钠配成水玻璃溶液,模数为2.5~3.8,SiO2含量为5~10%,然后在浓度为10~20%温度28~32℃的硫酸中酸浸15~20小时,再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到改性白炭黑。
上述抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,制备方法为:
(1)将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、硅藻土、防老剂A、白烟活性剂、气相白炭黑、改性白炭黑进行密炼机加压混炼,然后将炭黑N550、炭黑N774、增塑剂MediaplastNB-7、增塑剂DEDB加入进行混炼,混炼完的胶料用滤胶机进行过滤,过滤后下片冷却,将冷却后的一段混炼胶加入硫化剂、促进剂TMTD,温度到100~120℃时排胶,将密炼机排下来的胶料在开炼机上返胶混炼4~6分钟,最后出条冷却,停放待用;
(2)将步骤(1)得到的胶条等量分为两份,其中一份喂入内胶挤出机,挤出机机头温度为80~100℃,塑化段温度55~75℃,螺杆温度60~90℃,喂料温度20~40℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到电缆套管的内胶层,将内胶层穿过外胶挤出机,将另外一份胶条喂入外胶挤出机,挤出机机头温度为90~100℃,塑化段温度60~80℃,螺杆温度70~90℃喂料温度30~50℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到双层的电缆套管管坯;
(3)将步骤(2)得到的管坯进行停放,停放时间12小时以上;
(4)将按步骤(3)停放后的管坯套在芯棒上,在150~170℃的蒸汽硫化罐中经过40~50℃的硫化制得电缆套管;
(5)将步骤(4)得的电缆套管在烘箱中进行二段硫化,硫化温度为140~160℃,硫化时间为2~3小时。
本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。
表1
表2
检测项目 要求 实测(样件1) 实测(样件2)
粘合强度 KN/m ≥3 5.4 5.38
低温 (-40℃×24h) 无裂纹 无裂纹 无裂纹
脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1Hz 介质:空气) 循环20万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹 循环25万次,无裂纹
采用上述配方后,本发明的复合橡胶电缆套管具有良好的耐寒、耐热、抗疲劳、抗弯折性能。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,其特征在于,由以下重量份的原料制成:三元乙丙橡胶3092PM,70~80;氯丁橡胶,15~20;硅橡胶,15~20;炭黑N550,35~45;炭黑N774,20~30;增塑剂MediaplastNB-7,5~8;增塑剂DEDB,10~15;防老剂A,3~5;硫化剂,2;硅藻土,20~40;白烟活性剂,0.6;促进剂TMTD,1~2;气相白炭黑,12~16;改性白炭黑,20~25。
2.如权利要求1所述的一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,其特征在于:所述硫化剂为硫化剂BP、硫化剂DCP,且两者的重量份配比为1:1,所述白烟活性剂为白烟活性剂ZH-550、白烟活性剂PEG4000,且两者的重量份配比为1:2。
3.如权利要求2所述的一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,其特征在于,所述改性白炭黑的制备方法为:
(1)先将煤矸石和粉煤灰按重量比2:1混合,再加入煤矸石、粉煤灰总重量份0.1倍的石英粉充分混合,混合后粉碎至粒度小于200目,再研磨分散1~2小时,然后煤矸石、粉煤灰、石英砂混合体与纯碱按重量比1:60混合均匀,经1400~1500℃冶融80分钟,再依次经过3~4小时纯水浸提和1~2小时乙醇浸提,然后过滤去杂质,最后浓缩滤液到45~46波美度得到复合硅酸钠;(2)先将复合硅酸钠配成水玻璃溶液,模数为2.5~3.8,SiO2含量为5~10%,然后在浓度为10~20%温度28~32℃的硫酸中酸浸15~20小时,再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到改性白炭黑。
4.如权利要求3所述的一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,其特征在于:
制备方法为:
(1)将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、硅藻土、防老剂A、白烟活性剂、气相白炭黑、改性白炭黑进行密炼机加压混炼,然后将炭黑N550、炭黑N774、增塑剂MediaplastNB-7、增塑剂DEDB加入进行混炼,混炼完的胶料用滤胶机进行过滤,过滤后下片冷却,将冷却后的一段混炼胶加入硫化剂、促进剂TMTD,温度到100~120℃时排胶,将密炼机排下来的胶料在开炼机上返胶混炼4~6分钟,最后出条冷却,停放待用;
(2)将步骤(1)得到的胶条等量分为两份,其中一份喂入内胶挤出机,挤出机机头温度为80~100℃,塑化段温度55~75℃,螺杆温度60~90℃,喂料温度20~40℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到电缆套管的内胶层,将内胶层穿过外胶挤出机,将另外一份胶条喂入外胶挤出机,挤出机机头温度为90~100℃,塑化段温度60~80℃,螺杆温度70~90℃喂料温度30~50℃,螺杆转速10~20转/分钟,挤出后得到双层的电缆套管管坯;
(3)将步骤(2)得到的管坯进行停放,停放时间12小时以上;
(4)将按步骤(3)停放后的管坯套在芯棒上,在150~170℃的蒸汽硫化罐中经过40~50℃的硫化制得电缆套管;
(5)将步骤(4)得的电缆套管在烘箱中进行二段硫化,硫化温度为140~160℃,硫化时间为2~3小时。
5.如权利要求3所述的一种抗疲劳抗弯折的复合橡胶电缆套管,其特征在于:所述步骤(1)中纯水浸提的温度为100℃,乙醇浸提的温度为70~78℃。
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