CN105895227A - 一种高可靠性环保铝合金电力电缆 - Google Patents

Abstract

本发明高可靠性环保铝合金电力电缆，包括合金导体，绕包在合金导体外的绕包层，挤包在绕包层外的绝缘层，绕包在绝缘层外的屏蔽绕包层，包裹屏蔽绕包层的填充层，绕包在填充层外的内衬绕包层，包裹内衬绕包层的铠装层，挤包在铠装层外的外护套。本发明的高可靠性环保铝合金电力电缆，采用了特殊的多层结构设计，以及新型的电缆料和特制的填充层，本发明高可靠性环保铝合金电力电缆，突出的无卤低烟、低卤低烟特性，当火灾发生时，蔓延速度慢，烟浓度低，可见度高，有害气体释放量小，便于人员撤离。燃烧气体的腐蚀性小，也避免了对仪器设备的损害。本发明电缆材料的耐老化和耐紫外线及其它辐照性能大大提高，从而延长电缆的使用寿命。

Description

一种高可靠性环保铝合金电力电缆

技术领域

本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种高可靠性环保铝合金电力电缆。

背景技术

环保电线，就材质包括绝缘材质、导体材质、屏蔽材质。绝缘如聚氯乙烯(PVC)、辐照交联聚氯乙烯(XL-PVC)、辐照交联聚乙烯(XL-PE)、低烟无卤(Halogen-free)、硅橡胶、铁氟龙telflon等等。绝缘材料的环保，目前主要是欧盟的RoHS环保指令及欧盟关于儿童玩具方面的环保法规要求的不含6P(Non-6P)，也就是不含邻苯二甲酸盐。而现在最环保的就是低烟无卤了，完全不含卤族元素。

常规电缆具有相当严重的污染性，在制造、使用、废弃物处理过程中会出现大量的二恶英、铅、镉、卤化物等公害物质。环保型电缆相比普通电缆就没有以上所说的种种问题，他主要有以下几种特性，首先是环保电缆的无卤素性质，使用这种品质的电缆不仅能发挥普通电缆的绝缘特性，而且它在燃烧的时候能够避免产生有害的物质。其次，环保电缆的特性是较强的阻燃特性，有电缆专家表示这种特性能够在火灾发生的时候阻止火灾范围的扩大。最后是环保电缆对紫外线以及水的防护特性，该电缆专家表示，有了这种性能会在一定程度上阻止电缆被风化，在一定程度上会减缓其老化的速度，延长电缆的使用寿命。从总体上来说，环保电缆具有对人和环境无毒无污染、高安全性和可靠性、较长使用寿命、易拆分和回收的循环经济模式等特性，由此将成为未来电缆市场主流。

发明内容

本发明的目的是克服现有电缆的技术缺陷，提供一种综合性能好可靠性高，同时具有突出的环保阻燃和耐老化耐候性的高可靠性环保铝合金电力电缆。

本发明的高可靠性环保铝合金电力电缆，包括合金导体，绕包在所述合金导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽绕包层，包裹所述屏蔽绕包层的填充层，绕包在所述填充层外的内衬绕包层，包裹所述内衬绕包层的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套。

作为优化，该高可靠性环保铝合金电力电缆，包括8030铝合金导体，绕包在所述8030铝合金导体外的聚酰亚胺胶带绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铜塑复合带屏蔽绕包层，包裹所述铜塑复合带屏蔽绕包层的填充层，绕包在所述填充层外的合成云母带内衬绕包层，包裹所述合成云母带内衬绕包层的钢丝铠装层，挤包在所述钢丝铠装层外的外护套；所述填充层由网状PP填充绳和防水树脂组成。

作为优化，该高可靠性环保铝合金电力电缆，所述绝缘层和外护套所用电缆料，有以下重量份数的组分制成：氢化丁腈橡胶66～69份、乙烯-醋酸乙烯共聚物35～38份、双乙酰酒石酸单双甘油酯1～1.2份、椰油胺聚氧乙烯醚2～3份、平均粒径40nm纳米铝酸钇1～1.5份、平均粒径40nm纳米碳化硅3～4份、平均粒径20um羟基磷灰石3～4份、柠檬酸三乙酯2～3份、环己六醇磷酸酯2～3份、月桂酰二乙醇胺1～1.3份、800目轻质碳酸钙8～10份、1500目白云石粉14～16份、2000目氢氧化镁18～20份、铝酸酯偶联剂2～2.5份。

作为优化，该高可靠性环保铝合金电力电缆，所述绝缘层和外护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1.1份、椰油胺聚氧乙烯醚2.2份，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸钇1.3份、平均粒径40nm纳米碳化硅3.3份、平均粒径20um羟基磷灰石3.5份，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙9份、1500目白云石粉15份、2000目氢氧化镁19份、铝酸酯偶联剂2.1份，混合均匀；

（3）将密炼机加热至90～100℃，加入氢化丁腈橡胶67份、乙烯-醋酸乙烯共聚物36份，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到80～90℃，加入步骤（2）中的混合物、柠檬酸三乙酯2.2份、环己六醇磷酸酯2.5份、月桂酰二乙醇胺1.1份，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。

本发明的高可靠性环保铝合金电力电缆，采用了特殊的多层结构设计，以及新型的电缆料和特制的填充层，本发明的高可靠性环保铝合金电力电缆，通过IEC60331和GB/T19216耐火试验。通过IEC60332和GB18380燃烧试验。电缆燃烧时的透光率达到97%，无HCL腐蚀气体释放(气体PH值为6.76)；具有最佳的耐风雨性、耐紫外线侵蚀性。本发明电缆突出的无卤低烟、低卤低烟特性，当火灾发生时，蔓延速度慢，烟浓度低，可见度高，有害气体释放量小，便于人员撤离。燃烧气体的腐蚀性小，也避免了对仪器设备的损害。本发明电缆材料的耐老化和耐紫外线及其它辐照性能大大提高，从而延长电缆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明高可靠性环保铝合金电力电缆的结构示意图。

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，高可靠性环保铝合金电力电缆，包括8030铝合金导体1，绕包在8030铝合金导体1外的聚酰亚胺胶带绕包层2，挤包在聚酰亚胺胶带绕包层外2的绝缘层3，绕包在绝缘层3外的铜塑复合带屏蔽绕包层4，包裹铜塑复合带屏蔽绕包层4的填充层5，绕包在填充层5外的合成云母带内衬绕包层6，包裹合成云母带内衬绕包层6的钢丝铠装层7，挤包在钢丝铠装层7外的外护套9；填充层由网状PP填充绳和3M 8882弹性绝缘防水树脂组成。网状PP填充绳和3M 8882弹性绝缘防水树脂重量比为5:4；3M 8882弹性绝缘防水树脂涂覆在网状PP填充绳表面。

绝缘层和外护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1.1千克、椰油胺聚氧乙烯醚（AC-1203）2.2千克，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸钇1.3千克、平均粒径40nm纳米碳化硅3.3千克、平均粒径20um羟基磷灰石3.5千克，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙9千克、1500目白云石粉15千克、2000目氢氧化镁19千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂2.1千克，混合均匀；

（3）将密炼机加热至90～100℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶67千克、埃克森美孚，UL00728CC乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）36千克，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到80～90℃，加入步骤（2）中的混合物、柠檬酸三乙酯2.2千克、环己六醇磷酸酯2.5千克、月桂酰二乙醇胺1.1千克，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、170℃、165℃，双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。

本发明电缆料，采用优化的填料和助剂组合，达到了采用其他常规填料和助剂组合，远远达不到的优异的机械性能、耐老化性能,以及十分突出的低烟阻燃性能。该电缆料拉伸强度：16.12Mpa；断裂伸长率362%；烟中透光率97%；VW-1垂直燃烧测试，通过；氧指数42%；158℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.2%、断裂伸长率变化率-6.3%；100h紫外光照射后的，拉伸强度保持率,95.1%、断裂伸长率保持率,94.8%、冲击保持率,92.8%。

实施例2：高可靠性环保铝合金电力电缆，结构同实施例1相同，不同之处在于绝缘层和外护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1.2千克、椰油胺聚氧乙烯醚（AC-1203）3千克，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸钇1.5千克、平均粒径40nm纳米碳化硅4千克、平均粒径20um羟基磷灰石4千克，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙10千克、1500目白云石粉16千克、2000目氢氧化镁20千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂2.5千克，混合均匀；

（3）将密炼机加热至90～100℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶69千克、埃克森美孚，UL00728CC乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）38千克，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到80～90℃，加入步骤（2）中的混合物、柠檬酸三乙酯3千克、环己六醇磷酸酯3千克、月桂酰二乙醇胺1.3千克，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、170℃、165℃，双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。该电缆料拉伸强度：16.01Mpa；断裂伸长率358%；烟中透光率96%；VW-1垂直燃烧测试，通过；氧指数42%；158℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.2%、断裂伸长率变化率-6.2%；100h紫外光照射后，拉伸强度保持率,94.9%、断裂伸长率保持率,94.6%、冲击保持率,92.6%。

实施例3：高可靠性环保铝合金电力电缆，结构同实施例1相同，不同之处在于绝缘层和外护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1千克、椰油胺聚氧乙烯醚（AC-1203）2千克，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸钇1千克、平均粒径40nm纳米碳化硅3千克、平均粒径20um羟基磷灰石3千克，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙8千克、1500目白云石粉14千克、2000目氢氧化镁18千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂2千克，混合均匀；

（3）将密炼机加热至110～120℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶66千克、埃克森美孚，UL00728CC乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）35千克，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到90～100℃，加入步骤（2）中的混合物、柠檬酸三乙酯2千克、环己六醇磷酸酯2千克、月桂酰二乙醇胺1千克，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、170℃、165℃，双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。该电缆料拉伸强度：15.98Mpa；断裂伸长率355%；烟中透光率97%；VW-1垂直燃烧测试，通过；氧指数42%；158℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：5.1%、断裂伸长率变化率-6.2%；100h紫外光照射后，拉伸强度保持率,94.9%、断裂伸长率保持率,94.8%、冲击保持率,92.5%。

对比例1：高可靠性环保铝合金电力电缆，结构同实施例1相同，不同之处在于绝缘层和外护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1千克、椰油胺聚氧乙烯醚（AC-1203）2千克，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径20um羟基磷灰石7千克，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙8千克、1500目白云石粉14千克、2000目氢氧化镁18千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂2千克，混合均匀；

（3）将密炼机加热至90～100℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶66千克、埃克森美孚，UL00728CC乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA树脂）35千克，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到80～90℃，加入步骤（2）中的混合物，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的喂料口、第二加热段、第三加热段、第四加热段到机头的温度分别设置为155℃、160℃、165℃、170℃、165℃，双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。该电缆料拉伸强度：13.172Mpa；断裂伸长率312%；烟中透光率92%；VW-1垂直燃烧测试，通过；氧指数38%；158℃×168 h热空气老化后，拉伸强度变化率：7.1%、断裂伸长率变化率-9.1%；100h紫外光照射后，拉伸强度保持率,89.9%、断裂伸长率保持率,87.6%、冲击保持率,82.6%。

Claims (4)

1.一种高可靠性环保铝合金电力电缆，其特征在于：包括合金导体，绕包在所述合金导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的屏蔽绕包层，包裹所述屏蔽绕包层的填充层，绕包在所述填充层外的内衬绕包层，包裹所述内衬绕包层的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套。

2.根据权利要求1所述的高可靠性环保铝合金电力电缆，其特征在于包括8030铝合金导体，绕包在所述8030铝合金导体外的聚酰亚胺胶带绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绕包层外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的铜塑复合带屏蔽绕包层，包裹所述铜塑复合带屏蔽绕包层的填充层，绕包在所述填充层外的合成云母带内衬绕包层，包裹所述合成云母带内衬绕包层的钢丝铠装层，挤包在所述钢丝铠装层外的外护套；所述填充层由网状PP填充绳和防水树脂组成。

3.根据权利要求1所述的高可靠性环保铝合金电力电缆，其特征在于所述绝缘层和外护套所用电缆料，有以下重量份数的组分制成：氢化丁腈橡胶67份、乙烯-醋酸乙烯共聚物36份、双乙酰酒石酸单双甘油酯1.1份、椰油胺聚氧乙烯醚2.2份、平均粒径40nm纳米铝酸钇1.3份、平均粒径40nm纳米碳化硅3.3份、平均粒径20um羟基磷灰石3.5份、柠檬酸三乙酯2.2份、环己六醇磷酸酯2.5份、月桂酰二乙醇胺1.1份、800目轻质碳酸钙9份、1500目白云石粉15份、2000目氢氧化镁19份、铝酸酯偶联剂2.1份。

4.根据权利要求3所述的高可靠性环保铝合金电力电缆，其特征在于所述绝缘层和内护套所用电缆料，采用以下步骤制成：

（1）将双乙酰酒石酸单双甘油酯1.1份、椰油胺聚氧乙烯醚2.2份，加入到十倍重量的纯净水中搅拌均匀，然后加入平均粒径40nm纳米铝酸钇1.3份、平均粒径40nm纳米碳化硅3.3份、平均粒径20um羟基磷灰石3.5份，混合均匀，超声振荡100分钟后，在40～50℃条件下烘干；

（2）将800目轻质碳酸钙9份、1500目白云石粉15份、2000目氢氧化镁19份、铝酸酯偶联剂2.1份，混合均匀；

（3）将密炼机加热至90～100℃，加入氢化丁腈橡胶67份、乙烯-醋酸乙烯共聚物36份，混炼3～4min；然后加入步骤（1）中的混合物，混炼2～3min；然后降温到80～90℃，加入步骤（2）中的混合物、柠檬酸三乙酯2.2份、环己六醇磷酸酯2.5份、月桂酰二乙醇胺1.1份，混炼4～5min；降温至40℃～50℃出料；

（4）然后将步骤（3）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，即得。