CN105924702A - 一种抗拉耐磨电力用电线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗拉耐磨电力用电线，该电线由内至外依次包括若干根镀锡圆铜线绞合而成的导电线芯、聚乙烯绝缘层、氟塑料绝缘层、阻燃涤纶编织加强层和耐磨外护套层，耐磨外护套层原料组分如下，均为重量份：丁苯橡胶40‑60份，氯丁橡胶20‑40份，氟醚橡胶23‑26份，石墨烯0.1‑15份，酚醛树脂13‑15份，硅烷偶联剂1‑10份，半补强炉黑12‑15份，煅烧陶土10‑12份，氯化镁1‑2份，镁粉1‑5份，纳米二硫化钼(MoS2)5‑7份，防老剂1‑10份，增塑剂0‑20份，促进剂1‑5份，该电线具有耐腐蚀、耐高温、抗磨损、抗撕裂及抗拉伸的优异性能。

Description

一种抗拉耐磨电力用电线
技术领域
本发明涉及一种抗拉耐磨电力用电线，属于电力设备技术领域。
背景技术
电线电缆行业虽然只是一个配套行业，却占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，涉及到电力、建筑、通信、制造等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。
目前电源线一般的结构是由线芯及包覆在该线芯外表面的外保护套层组成，外护套采用聚氯乙烯，存在耐高温性能差，不抗磨损及不抗拉伸的缺点，电力电线在实际运用中经常拖拽、移动对电线的抗撕耐磨性有极高的要求，因此现有的电力电线已无法满足上述要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种抗拉耐磨电力用电线，该电线具有耐腐蚀、耐高温、抗磨损、抗撕裂及抗拉伸的优异性能。
本发明的技术方案如下：
一种抗拉耐磨电力用电线，由内至外依次包括若干根镀锡圆铜线绞合而成的导电线芯、聚乙烯绝缘层、氟塑料绝缘层、阻燃涤纶编织加强层和耐磨外护套层，耐磨外护套层原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶40-60份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，氯化镁1-2份，镁粉1-5份，纳米二硫化钼(MoS2)5-7份，防老剂1-10份，增塑剂0-20份，促进剂1-5份。
本发明优选的，所述氟塑料绝缘层内镶嵌有若干高强度纤维丝。
本发明优选的，所述的耐磨外护套层厚度为2-5mm。
本发明优选的，半补强炉黑、煅烧陶土、镁粉的粒径为80-90nm。
本发明优选的，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502。
本发明优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
本发明优选的，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂。
本发明优选的，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、硬脂酸中的一种。均可市场购得。
本发明优选的，所述的促进剂为噻唑类促进剂或次磺酰胺类促进剂，优选的，所述的促进剂为促进剂CZ或促进剂NS。
上述聚乙烯绝缘层用材料、氟塑料绝缘层用材料及高强度纤维丝均为现有技术，市场有售。
上述耐磨外护套层用材料是按以下方法制得，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：(1-15):100，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到70-80℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为(8-10)：(2-5)；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氯化镁、镁粉、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、增塑剂、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，制得耐磨外护套层用材料。
本发明优选的，步骤(4)中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟。
本发明优选的，步骤(5)中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
本发明抗拉耐磨电力用电线的耐磨外护套层以丁苯橡胶、顺丁橡胶、氟醚橡胶作为主料，使得本发明的电线具备高耐候性、高绝缘性和优异的抗冲击、耐磨及抗拉性能；丁苯橡胶，氯丁橡胶，氟醚橡胶在酚醛树脂的配合下复混融合，同时添加硅烷偶联剂，使橡胶分子间形成牢固的C-C键并进一步构成“网络结构”，氟醚橡胶分子主链上碳原子链接氟原子形成键距短、键能极大的C-F键，且氟原子密集地包围着C-C主键，进一步保护主链不被冲击、破坏，使本发明具备高耐候性能和良好的抗冲击性能的同时兼具较好的弹性、强度；二硫化钼片层之间具有较弱的范德华力(润滑作用)，极易劈开吸收摩擦力，使得橡胶与橡胶之间的直接摩擦就变成片层之间的间接摩擦，从而提高橡胶的耐磨性；同时配合石墨烯，石墨烯大尺寸片层结构吸附硫化，延长焦烧时间，改善氯丁橡胶的加工安全性，二硫化钼与石墨烯之间的配合，使分子间更加牢固、密实，使耐磨性进一步增强，半补强炉黑和煅烧陶土作为补强剂，能够充分填充在橡胶分子间的“网络结构”中，进一步极大地提高了耐磨外护套层的耐磨性能，金属镁粉填充在橡胶分子间的“网络结构”中，显著提高了耐磨层的抗电化学腐蚀性能。硅烷偶联剂Si-69的使用，不仅能够促进上述补强填充剂、金属镁粉均匀地分布在本发明的橡胶分子间的“网络结构”中，同时，能够配合促进剂形成硫化体系，改善硫化特性，热氮气吹干使石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氯化镁、镁粉、硅烷偶联剂与橡胶之间的接触面积增大，更好的各自发挥各自作用及组分之间的相互性，提高耐磨外护套层的弹性，增强抗冲击性能。在橡胶分子间的“网络结构”中硅烷偶联剂Si-69的保护下，补强填充剂、金属镁粉发挥最大功效，使耐磨性及抗电化学腐蚀性能达到极致，从而使本发明的电线具备高耐候性、高绝缘性和优异的抗冲击、耐磨及抗拉性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料，市购产品。
实施例1
一种抗拉耐磨电力用电线，由内至外依次包括若干根镀锡圆铜线绞合而成的导电线芯、聚乙烯绝缘层、氟塑料绝缘层、阻燃涤纶编织加强层和耐磨外护套层，氟塑料绝缘层内镶嵌有若干高强度纤维丝，耐磨外护套层厚度为2mm，耐磨外护套层原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶52份，氯丁橡胶28份，氟醚橡胶25份，石墨烯2份，酚醛树脂14份，硅烷偶联剂Si694份，半补强炉黑13份，煅烧陶土10份，氯化镁1份，镁粉3份，纳米二硫化钼(MoS2)6份，苯二胺衍生物类防老剂1份，增塑剂2份，促进剂CZ 3份。
耐磨外护套层用材料是按以下方法制得，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离2小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：1:10，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到75℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至32℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流35分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为4:1；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用温度为78℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氯化镁、镁粉、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至55℃，搅拌反应120分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、增塑剂、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度95℃，炼胶时间25分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，第一次硫化温度为180℃，硫化时间15分钟，然后升温至220℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为8分钟，制得耐磨外护套层用材料。
实施例2
一种抗拉耐磨电力用电线，由内至外依次包括若干根镀锡圆铜线绞合而成的导电线芯、聚乙烯绝缘层、氟塑料绝缘层、阻燃涤纶编织加强层和耐磨外护套层，氟塑料绝缘层内镶嵌有若干高强度纤维丝，耐磨外护套层厚度为3mm，耐磨外护套层原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶58份，氯丁橡胶32份，氟醚橡胶23份，石墨烯5份，酚醛树脂5份，硅烷偶联剂Si69 8份，半补强炉黑15份，煅烧陶土12份，氯化镁2份，镁粉4份，纳米二硫化钼(MoS2)7份，苯二胺衍生物类防老剂8份，增塑剂6份，促进剂NS 4份。
耐磨外护套层用材料是按以下方法制得，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离2小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：1:20，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到75℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至35℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流35分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为2:1；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用温度为78℃的热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氯化镁、镁粉、硅烷偶联剂，在氮气保护的氛围下加热至58℃，搅拌反应120分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、增塑剂、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度98℃，炼胶时间20分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，第一次硫化温度为180℃，硫化时间15分钟，然后升温至220℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为8分钟，制得耐磨外护套层用材料。

Claims (7)

1.一种抗拉耐磨电力用电线，由内至外依次包括若干根镀锡圆铜线绞合而成的导电线芯、聚乙烯绝缘层、氟塑料绝缘层、阻燃涤纶编织加强层和耐磨外护套层，耐磨外护套层原料组分如下，均为重量份：
丁苯橡胶40-60份，氯丁橡胶20-40份，氟醚橡胶23-26份，石墨烯0.1-15份，酚醛树脂13-15份，硅烷偶联剂1-10份，半补强炉黑12-15份，煅烧陶土10-12份，氯化镁1-2份，镁粉1-5份，纳米二硫化钼(MoS2)5-7份，防老剂1-10份，增塑剂0-20份，促进剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，所述氟塑料绝缘层内镶嵌有若干高强度纤维丝，所述的耐磨外护套层厚度为2-5mm；半补强炉黑、煅烧陶土、镁粉的粒径为80-90nm。
3.根据权利要求1所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯，牌号1502，所述的硅烷偶联剂为Si69、Si747、KH550、KH560、KH570；优选的，所述的硅烷偶联剂为Si69。
4.根据权利要求1所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，所述的防老剂为胺类防老剂或酚类防老剂，优选的，所述的防老剂为对苯二胺衍生物类防老剂，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、硬脂酸中的一种，所述的促进剂为噻唑类促进剂或次磺酰胺类促进剂，优选的，所述的促进剂为促进剂CZ或促进剂NS。
5.根据权利要求1所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，耐磨外护套层用材料是按以下方法制得，步骤如下：
(1)将二硫化钼加入到N-甲基吡咯烷酮中，经过超声剥离1-5小时制得二硫化钼悬浮液；二硫化钼与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为：(1-15):100，单位：g/ml；
(2)预热密炼机到70-80℃，将丁苯橡胶、氯丁橡胶、氟醚橡胶、酚醛树脂投入密炼机中密炼22-24min得到橡胶主料，过程中打三角包5-8次，得到的橡胶主料冷却至30-35℃，加入步骤(1)制得的二硫化钼悬浮液，搅拌混合均匀，得到混合物A；
(3)将混合物A加入到回流装置中，加入环己烷，搅拌混合均匀，加热回流环己烷，回流30-40分钟，过滤得固体混合物；环己烷的加入量与丁苯橡胶的质量比为(8-10)：(2-5)；
(4)将步骤(3)得到的固体混合物使用热氮气吹干，转入到反应釜中，然后加入石墨烯、半补强炉黑、煅烧陶土、氯化镁、镁粉、硅烷偶联剂，在惰性气体保护的氛围下加热至50-60℃，搅拌反应120-150分钟，得到中间物；
(5)向得到的中间物中加入防老剂、增塑剂、促进剂，混合均匀后转入炼胶机中，炼胶温度90-100℃，炼胶时间20-30分钟，炼胶后的胶料放入硫化机中硫化后出料，制得耐磨外护套层用材料。
6.根据权利要求5所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，步骤(4)中，所述热氮气的温度为70-80℃，所述惰性气体为氮气或氩气，搅拌反应的搅拌速度为80-100转/分钟。
7.根据权利要求5所述的抗拉耐磨电力用电线，其特征在于，步骤(5)中，硫化的条件为分两次进行硫化，第一次硫化温度为180-190℃，硫化时间10-20分钟，然后升温至220-240℃，进行第二次硫化，第二次硫化时间为7-10分钟。
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