CN105885162A - 一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆 - Google Patents

一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成，所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯40‑60份，聚醚酮5‑15份，三元乙丙橡胶5‑15份，γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1‑2份，高岭土2‑10份，玻璃纤维2‑8份，石墨烯2‑4份，红泥5‑15份，改性脲醛树脂2‑10份，磷酸三苯酯1‑3份，亚磷酸酯1‑3份，歧化松香1‑2份，抗老剂1‑2份，脱模剂1‑2份，润滑剂1‑2份，光稳定剂1‑2份。本发明热稳定性好，力学性能优异。

Description

一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆
技术领域
本发明涉及铁路机车车辆用单芯电缆技术领域，尤其涉及一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆。
背景技术
随着我国铁路运输业的发展，以前主要向欧洲国家进口铁路机车车辆用单芯电缆，现在逐渐转型为在国内采购该类电缆，降低成本，扩大内需，针对现代铁路机车车辆空间狭小，运行时温差较大，且对弯曲性、拉伸轻度及断裂伸长率要求较高，为保证铁路机车车辆的的正常运行，保证机车行驶安全，如何制备一种热稳定性好，力学性能优异的铁路机车车辆用单芯电缆亟待解决。
发明内容
本发明提出了一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，热稳定性好，力学性能优异。
本发明提出的一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
优选地，辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯40-60份，聚醚酮5-15份，三元乙丙橡胶5-15份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1-2份，高岭土2-10份，玻璃纤维2-8份，石墨烯2-4份，红泥5-15份，改性脲醛树脂2-10份，磷酸三苯酯1-3份，亚磷酸酯1-3份，歧化松香1-2份，抗老剂1-2份，脱模剂1-2份，润滑剂1-2份，光稳定剂1-2份。
优选地，所述改性脲醛树脂采用如下工艺制备：按重量份将20-40份玉米蛋白粉、120-150份水混合均匀，微波反应2-7min，微波功率400-500W，加入浓度为0.15-0.4mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值为8.2-8.6，微波碱浸10-20min，微波功率600-700W，加入胰蛋白酶酶解5-10min，酶解温度为50-55℃，灭活，超滤，浓缩至含水量为20-40wt％，加入30-40份木薯蛋白、120-140份脲醛树脂、2-7份氯化铵混合均匀，升高温度至80-88℃加入1-3份乙酸锌、5-10份顺丁烯二酸酐，加入200-230份去离子水搅拌均匀，冷却，得到改性脲醛树脂。
优选地，改性脲醛树脂、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为1.4-1.8：4-6。
优选地，高岭土、玻璃纤维、石墨烯、红泥、改性脲醛树脂的重量比为4-6：3-6：2.5-3：6-10：4-6。
优选地，磷酸三苯酯、亚磷酸酯的重量比为1-2：1-2。
优选地，聚乙烯、聚醚酮、三元乙丙橡胶的重量比为50-56：8-12：6-10。
优选地，辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯50-56份，聚醚酮8-12份，三元乙丙橡胶6-10份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.4-1.8份，高岭土4-6份，玻璃纤维3-6份，石墨烯2.5-3份，红泥6-10份，改性脲醛树脂4-6份，磷酸三苯酯1-2份，亚磷酸酯1-2份，歧化松香1.5-1.8份，抗老剂1.5-1.8份，脱模剂1.5-1.8份，润滑剂1.2-1.6份，光稳定剂1.2-1.6份。
本发明中，采用聚乙烯、聚醚酮与三元乙丙橡胶配合辐射交联后，高分子链之间相互缠绕交联，热稳定性能优异，力学性能好，磷酸三苯酯、与亚磷酸酯配合与聚乙烯、聚醚酮与三元乙丙橡胶的相溶性好，制品热稳定性能进一步增强；高岭土、玻璃纤维、石墨烯、红泥、改性脲醛树脂配合作用，比表面积大，相互分散性极好，在γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷作用下，与其余组分的相互作用力强，制品不仅力学性能优异，且热稳定性进一步增强，改性脲醛树脂中，玉米蛋白粉依次讲过水浸、碱浸、酶解后，蛋白的肽链变短，空间结构发生变化，表面疏水基团水解，亲水基团暴露，溶解性能极好，与木薯蛋白、脲醛树脂交联，制品胶合强度极高，热稳定极好，且经过处理后的脱脂花生蛋白粉及木薯蛋白的氨基可与游离甲醛的羰基加成生成碳氮双键，不仅可降低制品甲醛的释放量，且制品胶合强度与韧性进一步增强，力学性能与热稳定性极高，改性脲醛树脂表面的亲水基团与加入的磷酸三苯酯、亚磷酸酯反应，其表面疏水基团的暴露，大豆蛋白分子的亚基间分子伸展，不仅韧性好，且进一步交联形成网络状结构，拉伸强度及断裂伸长率优异，另外改性脲醛树脂与聚乙烯、聚醚酮、三元乙丙橡胶具有良好的相容性，可有效降低上述组分内聚力，提高相互间流动性，制品热稳定性与力学性能进一步增强。
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
一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯60份，聚醚酮5份，三元乙丙橡胶15份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1份，高岭土10份，玻璃纤维2份，石墨烯4份，红泥5份，改性脲醛树脂10份，磷酸三苯酯1份，亚磷酸酯3份，歧化松香1份，抗老剂2份，脱模剂1份，润滑剂2份，光稳定剂1份。
实施例2
一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯40份，聚醚酮15份，三元乙丙橡胶5份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2份，高岭土2份，玻璃纤维8份，石墨烯2份，红泥15份，改性脲醛树脂2份，磷酸三苯酯3份，亚磷酸酯1份，歧化松香2份，抗老剂1份，脱模剂2份，润滑剂1份，光稳定剂2份。
实施例3
一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯56份，聚醚酮8份，三元乙丙橡胶10份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.4份，高岭土6份，玻璃纤维3份，石墨烯3份，红泥6份，改性脲醛树脂6份，磷酸三苯酯1份，亚磷酸酯2份，歧化松香1.5份，抗老剂1.8份，脱模剂1.5份，润滑剂1.6份，光稳定剂1.2份。
所述改性脲醛树脂采用如下工艺制备：按重量份将40份玉米蛋白粉、120份水混合均匀，微波反应7min，微波功率400W，加入浓度为0.4mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值为8.2，微波碱浸20min，微波功率600W，加入胰蛋白酶酶解10min，酶解温度为50℃，灭活，超滤，浓缩至含水量为40wt％，加入30份木薯蛋白、140份脲醛树脂、2份氯化铵混合均匀，升高温度至88℃加入1份乙酸锌、10份顺丁烯二酸酐，加入200份去离子水搅拌均匀，冷却，得到改性脲醛树脂。
实施例4
一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯50份，聚醚酮12份，三元乙丙橡胶6份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.8份，高岭土4份，玻璃纤维6份，石墨烯2.5份，红泥10份，改性脲醛树脂4份，磷酸三苯酯2份，亚磷酸酯1份，歧化松香1.8份，抗老剂1.5份，脱模剂1.8份，润滑剂1.2份，光稳定剂1.6份。
所述改性脲醛树脂采用如下工艺制备：按重量份将20份玉米蛋白粉、150份水混合均匀，微波反应2min，微波功率500W，加入浓度为0.15mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值为8.6，微波碱浸10min，微波功率700W，加入胰蛋白酶酶解5min，酶解温度为55℃，灭活，超滤，浓缩至含水量为20wt％，加入40份木薯蛋白、120份脲醛树脂、7份氯化铵混合均匀，升高温度至80℃加入3份乙酸锌、5份顺丁烯二酸酐，加入230份去离子水搅拌均匀，冷却，得到改性脲醛树脂。
实施例5
一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
所述辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯53份，聚醚酮10份，三元乙丙橡胶8份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.6份，高岭土5份，玻璃纤维5份，石墨烯2.8份，红泥8份，改性脲醛树脂5份，磷酸三苯酯1.8份，亚磷酸酯1.5份，歧化松香1.6份，抗老剂1.7份，脱模剂1.6份，润滑剂1.35份，光稳定剂1.4份。
所述改性脲醛树脂采用如下工艺制备：按重量份将32份玉米蛋白粉、145份水混合均匀，微波反应5min，微波功率420W，加入浓度为0.32mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值为8.5，微波碱浸16min，微波功率650W，加入胰蛋白酶酶解8min，酶解温度为52℃，灭活，超滤，浓缩至含水量为36wt％，加入32份木薯蛋白、130份脲醛树脂、5份氯化铵混合均匀，升高温度至84℃加入2.5份乙酸锌、8份顺丁烯二酸酐，加入210份去离子水搅拌均匀，冷却，得到改性脲醛树脂。
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)

1.一种辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，包括镀锡软铜导体，镀锡软铜导体外绕包有云母带，云母带外双层共挤有绝缘层及外护套，其中绝缘层采用辐照交联聚乙烯材料制成。
2.根据权利要求1所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯40-60份，聚醚酮5-15份，三元乙丙橡胶5-15份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1-2份，高岭土2-10份，玻璃纤维2-8份，石墨烯2-4份，红泥5-15份，改性脲醛树脂2-10份，磷酸三苯酯1-3份，亚磷酸酯1-3份，歧化松香1-2份，抗老剂1-2份，脱模剂1-2份，润滑剂1-2份，光稳定剂1-2份。
3.根据权利要求2所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，所述改性脲醛树脂采用如下工艺制备：按重量份将20-40份玉米蛋白粉、120-150份水混合均匀，微波反应2-7min，微波功率400-500W，加入浓度为0.15-0.4mol/L氢氧化钠溶液调节体系pH值为8.2-8.6，微波碱浸10-20min，微波功率600-700W，加入胰蛋白酶酶解5-10min，酶解温度为50-55℃，灭活，超滤，浓缩至含水量为20-40wt％，加入30-40份木薯蛋白、120-140份脲醛树脂、2-7份氯化铵混合均匀，升高温度至80-88℃加入1-3份乙酸锌、5-10份顺丁烯二酸酐，加入200-230份去离子水搅拌均匀，冷却，得到改性脲醛树脂。
4.根据权利要求2或3所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，改性脲醛树脂、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比为1.4-1.8：4-6。
5.根据权利要求2-4任一项所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，高岭土、玻璃纤维、石墨烯、红泥、改性脲醛树脂的重量比为4-6：3-6：2.5-3：6-10：4-6。
6.根据权利要求2-5任一项所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，磷酸三苯酯、亚磷酸酯的重量比为1-2：1-2。
7.根据权利要求2-6任一项所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，聚乙烯、聚醚酮、三元乙丙橡胶的重量比为50-56：8-12：6-10。
8.根据权利要求2-7任一项所述的辐照交联聚乙烯绝缘铁路机车车辆用单芯电缆，其特征在于，辐照交联聚乙烯材料的原料按重量份包括：聚乙烯50-56份，聚醚酮8-12份，三元乙丙橡胶6-10份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.4-1.8份，高岭土4-6份，玻璃纤维3-6份，石墨烯2.5-3份，红泥6-10份，改性脲醛树脂4-6份，磷酸三苯酯1-2份，亚磷酸酯1-2份，歧化松香1.5-1.8份，抗老剂1.5-1.8份，脱模剂1.5-1.8份，润滑剂1.2-1.6份，光稳定剂1.2-1.6份。
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