CN105957625A - 一种防水耐磨电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆加工技术领域，具体提供了一种防水耐磨电缆，包括绝缘线芯组、屏蔽层、防水层和防护耐磨层，所述绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，防水层包裹在屏蔽层外周，防护耐磨层包覆于防水层外表面；所述绝缘线芯组与屏蔽层之间设有填充层，所述填充层内填充有活性炭颗粒和吸水树脂；所述绝缘层的外表面涂覆有天然沥青和松焦油的混合物；还提供了制备电缆的方法，制造简单，操作方便，制备的防水耐磨电缆，不仅具有很好的防水效果，而且提高了电缆的耐磨、耐老化和氧化性能，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种防水耐磨电缆及其制备方法。
背景技术
目前，人们对快速传送数据、信息的需要，对计算机、文字处理机、电传传感器和通讯设备的依赖显著快速地增加。新技术的出现使得这方面的设备联机和网络化成为可能，导致了通讯系统的综合发展。这些系统在特定领域的使用增加，如高层建筑，船舶、飞机、火车、钻井平台和矿山。
在电缆使用过程中，如果电缆外的绝缘层及其其他防火层在发生磨损或老化致电缆中心的导体外漏，会造成安全隐患，而且如果导体被水浸湿，不仅会损坏电缆，更可能会对使用人员或其他操作人员造成无法挽回的伤害，电缆的防水以及耐磨防护性能及其重要。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种防水性能较好，耐磨能力佳，生产成本低，制造简单，操作方便，提高了电缆的安全性，延长了电缆使用寿命。
为此，本发明提供了一种防水耐磨电缆，包括绝缘线芯组、屏蔽层、防水层和防护耐磨层，所述绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，防水层包裹在屏蔽层外表面，防护耐磨层包覆于防水层外表面；所述绝缘线芯组与屏蔽层之间设有填充层，所述填充层内填充有活性炭颗粒和吸水树脂；所述绝缘层的外表面涂覆有天然沥青和松焦油的混合物；
所述防水层的原料组分以及重量含量如下：丙烯酸酯橡胶20-35份、合成橡胶5-7份、硬脂酸钡1-4份、酚醛树脂氮化硼3 .5-5份、硅酸镁2-3 .2份、苯乙烯12-16份、防老剂MB2-3份、石油树脂3-6份、发泡剂4-7份、三氧化二锑5-8份、稳定剂3-6份、轻质碳酸钙15-20份、滑石粉4-7份、三聚磷酸钠10-20份、去离子水20-25份、弹性纤维10-12份、无焦油沥青10-15份、水性聚氨酯11-15份、防霉杀菌剂2-5份；
防水层抗拉强度高，弹性和延伸率大，提高了其综合力学性能，粘结性、抗水性和耐气候性好，使用过程中不会出现暴裂现象，可在气温较低的情况下正常使用，使用年限较长。
所述防护耐磨层的原料组分以及重量含量如下：酚醛树脂40-50份、抗耐磨粉3-5份、增塑剂30-45份、阿维菌素2-4份、氧化锌4-10份、氧化镁 5-8 份、硬脂酸钙 5-10 份、氢化丁腈橡胶20-25份、硅酮粉2-4份、防老剂MB2-3份、碳纤维15-20份、抗氧剂0.5-1.5份、高强铁基粉末1-3份、次磷酸铈5-10份、二硫化钼5-8份。
二硫化钼作为耐磨剂，大大增加了防护层的耐磨度。抗耐磨粉与高温增塑剂协同作用，增强了电缆的硬度以及表明密度，从而起到抗摩擦作用。阿维菌素防白蚁效果较好，对白蚁具有较强的毒杀作用。
氧化锌、氧化镁和硬脂酸钙为补强剂，提高了生产效率，增强了防护耐磨层的拉伸强度，提高了硬度，同时也提高了阻燃性，使得防护耐磨层的综合性能得以提高，增强了整体防护效果。
硅酮粉可以增加混合物的流变性，便于加工；氢化丁腈橡胶具有良好的耐磨、抗撕裂、抗变形、耐低温等性能。
防老剂MB的添加提高了耐老化和耐氧化性能，延长了本发明的使用寿命。
高强铁基粉末固化后具有一定的弹性，可有效降低固体颗粒对防护耐磨层的冲击。次磷酸铈保持了材料的稳定性，增强了材料的防火能力。
所述防护耐磨层的外表面设有多个抗磨凸起。抗磨凸起与地面直接接触，能够承受大部分摩擦力，避免地面对防护耐磨层造成磨损，延长电缆使用寿命。
所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
一种制备上述防水耐磨电缆的方法，依次包括如下步骤：
（1）将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯组；
（2）在绝缘层的外表面涂覆天然沥青和松焦油的混合物；然后再将屏蔽层绕包于绝缘线芯组外周；
（3）制备防水层：先按量配备各组分材料，将配备好的丙烯酸酯橡胶、合成橡胶、硬脂酸钡、氮化硼、硅酸镁、苯乙烯、防老剂、石油树脂、发泡剂、三氧化二锑、稳定剂、轻质碳酸钙、滑石粉、三聚磷酸钠、弹性纤维、无焦油沥青和水性聚氨酯加入搅拌机中搅拌20-30分钟，搅拌速度为 120r/min，搅拌的同时进行加热，并且通过喷淋装置喷淋防霉杀菌剂和去离子水，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150℃，时间控制在10-30秒之间，得到防水层材料成品，将防水层材料成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到防水层材料；将制得的防水层绕包于屏蔽层外周；
（4）制备防护耐磨层：先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒；将酚醛树脂颗粒与配备好的抗耐磨粉、阿维菌素、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钙、氢化丁腈橡胶、硅酮粉、防老剂、碳纤维、抗氧剂、高强铁基粉末、次磷酸铈、二硫化钼加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入防老剂、抗氧剂和增塑剂，升温至90-100℃，保持釜内恒温；1-2小时后加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110℃并保温，得到防护耐磨层材料珠粒，将得到的成品置入100-120℃的干燥箱内保温干燥2小时；将干燥后的防护层耐磨材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护耐磨层；将制得的防护耐磨层绕包于防水层外表面，从而得到防水耐磨电缆。
本发明的有益效果：本发明提供的这种防水耐磨电缆，制造简单，操作方便，不仅具有很好的防水效果，而且提高了电缆的耐磨、耐老化和氧化性能，延长了使用寿命。
附图说明
图1是本发明提供电缆的结构示意图。
附图标记说明：1、防护耐磨层；2、防水层；3、填充层；4、屏蔽层；5、绝缘线芯组；5.1、绝缘线芯；5.1-a、导体；5.1-b、绝缘层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
实施例1：
如图1所示的一种防水耐磨电缆，包括绝缘线芯组5、屏蔽层4、防水层2和防护耐磨层1，所述绝缘线芯组5有多组，每组由多根绝缘线芯5.1绞合而成，每根绝缘线芯5.1由导体5.1-a和包覆于导体5.1-a外的绝缘层5.1-b构成，所述屏蔽层4缠绕于绝缘线芯组5外周，防水层2包裹在屏蔽层4外表面，防护耐磨层1包覆于防水层2外表面；所述绝缘线芯组5与屏蔽层4之间设有填充层3，所述填充层3内填充有活性炭颗粒和吸水树脂；所述绝缘层5.1-b的外表面涂覆有天然沥青和松焦油的混合物；
所述防水层2的原料组分以及重量含量如下：丙烯酸酯橡胶20-35份、合成橡胶5-7份、硬脂酸钡1-4份、酚醛树脂氮化硼3 .5-5份、硅酸镁2-3 .2份、苯乙烯12-16份、防老剂MB2-3份、石油树脂3-6份、发泡剂4-7份、三氧化二锑5-8份、稳定剂3-6份、轻质碳酸钙15-20份、滑石粉4-7份、三聚磷酸钠10-20份、去离子水20-25份、弹性纤维10-12份、无焦油沥青10-15份、水性聚氨酯11-15份、防霉杀菌剂2-5份；
防水层2抗拉强度高，弹性和延伸率大，提高了其综合力学性能，粘结性、抗水性和耐气候性好，使用过程中不会出现暴裂现象，可在气温较低的情况下正常使用，使用年限较长。
所述防护耐磨层1的原料组分以及重量含量如下：酚醛树脂40-50份、抗耐磨粉3-5份、增塑剂30-45份、阿维菌素2-4份、氧化锌4-10份、氧化镁 5-8 份、硬脂酸钙 5-10 份、氢化丁腈橡胶20-25份、硅酮粉2-4份、防老剂MB2-3份、碳纤维15-20份、抗氧剂0.5-1.5份、高强铁基粉末1-3份、次磷酸铈5-10份、二硫化钼5-8份。
二硫化钼作为耐磨剂，大大增加了防护层的耐磨度。抗耐磨粉与高温增塑剂协同作用，增强了电缆的硬度以及表明密度，从而起到抗摩擦作用。阿维菌素防白蚁效果较好，对白蚁具有较强的毒杀作用。
氧化锌、氧化镁和硬脂酸钙为补强剂，提高了生产效率，增强了防护耐磨层的拉伸强度，提高了硬度，同时也提高了阻燃性，使得防护耐磨层的综合性能得以提高，增强了整体防护效果。
硅酮粉可以增加混合物的流变性，便于加工；氢化丁腈橡胶具有良好的耐磨、抗撕裂、抗变形、耐低温等性能。
防老剂MB的添加提高了耐老化和耐氧化性能，延长了本发明的使用寿命。
高强铁基粉末固化后具有一定的弹性，可有效降低固体颗粒对防护耐磨层的冲击。次磷酸铈保持了材料的稳定性，增强了材料的防火能力。
所述防护耐磨层1的外表面设有多个抗磨凸起。抗磨凸起与地面直接接触，能够承受大部分摩擦力，避免地面对防护耐磨层造成磨损，延长电缆使用寿命。
所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
实施例2：
在实施例1的基础上，我们还提供了一种制备上述防水耐磨电缆的制备方法，依次包括如下步骤：
（1）将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯组；
（2）在绝缘层的外表面涂覆天然沥青和松焦油的混合物；然后再将屏蔽层绕包于绝缘线芯组外周；
（3）制备防水层：先按量配备各组分材料，将配备好的丙烯酸酯橡胶、合成橡胶、硬脂酸钡、氮化硼、硅酸镁、苯乙烯、防老剂、石油树脂、发泡剂、三氧化二锑、稳定剂、轻质碳酸钙、滑石粉、三聚磷酸钠、弹性纤维、无焦油沥青和水性聚氨酯加入搅拌机中搅拌20-30分钟，搅拌速度为 120r/min，搅拌的同时进行加热，并且通过喷淋装置喷淋防霉杀菌剂和去离子水，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150℃，时间控制在10-30秒之间，得到防水层材料成品，将防水层材料成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到防水层材料；将制得的防水层绕包于屏蔽层外周；
（4）制备防护耐磨层：先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒；将酚醛树脂颗粒与配备好的抗耐磨粉、阿维菌素、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钙、氢化丁腈橡胶、硅酮粉、防老剂、碳纤维、抗氧剂、高强铁基粉末、次磷酸铈、二硫化钼加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入防老剂、抗氧剂和增塑剂，升温至90-100℃，保持釜内恒温；1-2小时后加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110℃并保温，得到防护耐磨层材料珠粒，将得到的成品置入100-120℃的干燥箱内保温干燥2小时；将干燥后的防护层耐磨材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护耐磨层；将制得的防护耐磨层绕包于防水层外表面，从而得到防水耐磨电缆。
本发明提供的这种防水耐磨电缆，制造简单，操作方便，不仅具有很好的防水效果，而且提高了电缆的耐磨、耐老化和氧化性能，延长了使用寿命。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种防水耐磨电缆，其特征在于：包括绝缘线芯组、屏蔽层、防水层和防护耐磨层，所述绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，防水层包裹在屏蔽层外周，防护耐磨层包覆于防水层外表面；所述绝缘线芯组与屏蔽层之间设有填充层，所述填充层内填充有活性炭颗粒和吸水树脂；所述绝缘层的外表面涂覆有天然沥青和松焦油的混合物；
所述防水层的原料组分以及重量含量如下：丙烯酸酯橡胶20-35份、合成橡胶5-7份、硬脂酸钡1-4份、酚醛树脂氮化硼3 .5-5份、硅酸镁2-3 .2份、苯乙烯12-16份、防老剂MB2-3份、石油树脂3-6份、发泡剂4-7份、三氧化二锑5-8份、稳定剂3-6份、轻质碳酸钙15-20份、滑石粉4-7份、三聚磷酸钠10-20份、去离子水20-25份、弹性纤维10-12份、无焦油沥青10-15份、水性聚氨酯11-15份、防霉杀菌剂2-5份；
所述防护耐磨层的原料组分以及重量含量如下：酚醛树脂40-50份、抗耐磨粉3-5份、增塑剂30-45份、阿维菌素2-4份、氧化锌4-10份、氧化镁 5-8 份、硬脂酸钙 5-10 份、氢化丁腈橡胶20-25份、硅酮粉2-4份、防老剂MB2-3份、碳纤维15-20份、抗氧剂0.5-1.5份、高强铁基粉末1-3份、次磷酸铈5-10份、二硫化钼5-8份。
2.如权利要求1所述的一种防水耐磨电缆，其特征在于：所述防护耐磨层的外表面设有多个抗磨凸起。
3.如权利要求1所述的一种防水耐磨电缆，其特征在于：所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
4.一种制备权利要求1-3任意一项所述防水耐磨电缆的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：（1）将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯组；
（2）在绝缘层的外表面涂覆天然沥青和松焦油的混合物；然后再将屏蔽层绕包于绝缘线芯组外周；
（3）制备防水层：先按量配备各组分材料，将配备好的丙烯酸酯橡胶、合成橡胶、硬脂酸钡、氮化硼、硅酸镁、苯乙烯、防老剂、石油树脂、发泡剂、三氧化二锑、稳定剂、轻质碳酸钙、滑石粉、三聚磷酸钠、弹性纤维、无焦油沥青和水性聚氨酯加入搅拌机中搅拌20-30分钟，搅拌速度为 120r/min，搅拌的同时进行加热，并且通过喷淋装置喷淋防霉杀菌剂和去离子水，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150℃，时间控制在10-30秒之间，得到防水层材料成品，将防水层材料成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到防水层材料；将制得的防水层绕包于屏蔽层外周；
（4）制备防护耐磨层：先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒；将酚醛树脂颗粒与配备好的抗耐磨粉、阿维菌素、氧化锌、氧化镁、硬脂酸钙、氢化丁腈橡胶、硅酮粉、防老剂、碳纤维、抗氧剂、高强铁基粉末、次磷酸铈、二硫化钼加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入防老剂、抗氧剂和增塑剂，升温至90-100℃，保持釜内恒温；1-2小时后加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110℃并保温，得到防护耐磨层材料珠粒，将得到的成品置入100-120℃的干燥箱内保温干燥2小时；将干燥后的防护层耐磨材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护耐磨层；将制得的防护耐磨层绕包于防水层外表面，从而得到防水耐磨电缆。
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