CN105968823A - 一种高可靠性橡胶电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明的高可靠性橡胶电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，涂覆在所述填充层外的防水层，绕包在所述防水层外的阻燃包带层，挤包在所述阻燃包带层外的内护套，包裹在所述内护套外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；所述线芯由导体，绕包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层组成。本发明的高可靠性橡胶电力电缆，采用了特殊的结构设计，以及新型的橡胶材料，在具有优异的耐热辐射、耐寒、耐油、耐酸碱及腐蚀性气体、防水、不燃烧等特性的同时保持了良好的机械性能，电缆结构柔软；尤其是具有突出的耐高温、耐高寒、抗老化性能，使用寿命长，可以广泛用于冶金、电力、石化、电子、汽车制造等行业。

Description

一种高可靠性橡胶电力电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种高可靠性橡胶电力电缆。
背景技术
电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。
耐高温硅橡胶电缆采用硅橡胶作绝缘或护套材料，由于硅橡胶本身具有耐高温、耐寒、柔软、耐磨、防腐等特性，因此该电缆高温环境下电气性能稳定，抗老化性能好，使用寿命长。但他也有缺点：常温下抗拉强度、撕裂强度和耐磨性比天然橡胶和其他合成橡胶低得多，耐酸碱性差，而且价格昂贵，加工工艺性能差。
发明内容
本发明的目的是克服现有电缆的技术缺陷，提供一种具有优异的耐热辐射、耐寒、耐油、耐酸碱及腐蚀性气体、防水、不燃烧、抗老化等特性，同时具有良好的机械性能，突出的撕裂强度，使用寿命长的高可靠性橡胶电力电缆。
本发明的高可靠性橡胶电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，涂覆在所述填充层外的防水层，绕包在所述防水层外的阻燃包带层，挤包在所述阻燃包带层外的内护套，包裹在所述内护套外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；所述线芯由导体，绕包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层组成。
作为优化，本高可靠性橡胶电力电缆，所述线芯由多股镀锡软铜绞合导体，绕包在所述多股镀锡软铜绞合导体外的合成云母带绕包层，挤包在所述合成云母带绕包层外的橡胶绝缘层组成。
作为优化，本高可靠性橡胶电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的聚丙烯网带填充层，涂覆在所述聚丙烯网带填充层外的防水树脂层，绕包在所述防水树脂层外的玻璃纤维阻燃包带层，挤包在所述玻璃纤维阻燃包带层外的橡胶内护套，包裹在所述橡胶内护套外的不锈钢丝铠装层，挤包在所述不锈钢丝铠装层外的橡胶外护套。
作为优化，本高可靠性橡胶电力电缆，所述橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套均由以下组分制成：甲基乙烯基硅橡胶72～78份、氢化丁腈橡胶28～32份、平均粒径40nm纳米碳化硅8～10份、平均粒径40nm纳米氧化铋3～4份、癸基葡萄糖苷1～1.3份、碳酸乙烯酯3～4份、平均粒径5um白云石粉15～18份、平均粒径2um煅烧高岭土粉 22～28份、平均粒径20um羟基磷灰石12～15份、乙酰丙酮钛2～2.5份、环己六醇磷酸酯3～4份、赤藻糖酸钠1～1.5份、癸二酸二异辛酯3～4份、α-硫辛酸0.8～1份。
本发明高可靠性橡胶电力电缆的橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套所用橡胶均采用以下方法制成：
(1)将不锈钢高速密炼机加热至70～80℃，加入甲基乙烯基硅橡胶75份、氢化丁腈橡胶29份，混炼3～5min；
(2) 将平均粒径40nm纳米氧化铋3.5份、癸基葡萄糖苷1.2份、碳酸乙烯酯3.5份混合,用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60～70℃超声处理30分钟，然后加入平均粒径40nm纳米碳化硅9份，搅拌均匀；
(3)将平均粒径5um白云石粉16份、平均粒径2um煅烧高岭土粉24份、平均粒径20um羟基磷灰石13份、乙酰丙酮钛2.2份，混合均匀；
(4)将不锈钢高速密炼机升温至82～85℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物、环己六醇磷酸酯3.5份、赤藻糖酸钠1.2份、癸二酸二异辛酯3.5份、α-硫辛酸0.9份继续混炼4～5min；降温至44℃～50℃出料；
(5)然后将步骤（4）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为158～165℃。
本发明的高可靠性橡胶电力电缆，具有良好的耐高温和低温性能，工作环境温度：-65℃～﹢250℃；耐气候性: UV；阻燃: 单根垂直燃烧(IEC60332-1)；耐日光测试：HD605/A1；耐火性能，符合GB12666.6-A类。在长期浸水及较大的水压下，具有良好的电气绝缘性能；橡胶材料拉伸强度9.5MPa,伸长率389%，撕裂强度37.8KN/m。本发明的高可靠性橡胶电力电缆，采用了特殊的结构设计，以及新型的橡胶材料，在具有优异的耐热辐射、耐寒、耐油、耐酸碱及腐蚀性气体、防水、不燃烧、抗老化等特性的同时还具有了良好的机械性能，突出的撕裂强度，电缆结构柔软；可以广泛用于冶金、电力、石化、电子、汽车制造等行业。
附图说明
图1为本发明高可靠性橡胶电力电缆的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，本发明的高可靠性橡胶电力电缆，包括四条线芯，包裹线芯的聚丙烯网带填充层4，涂覆在聚丙烯网带填充层4外的防水树脂层5，绕包在防水树脂层5外的玻璃纤维阻燃包带层6，挤包在玻璃纤维阻燃包带层6外的橡胶内护套7，包裹在橡胶内护套7外的不锈钢丝铠装层8，挤包在不锈钢丝铠装层8外的橡胶外护套9。线芯由多股镀锡软铜绞合导体1，绕包在多股镀锡软铜绞合导体1外的合成云母带绕包层2，挤包在合成云母带绕包层2外的橡胶绝缘层3组成。
本发明高可靠性橡胶电力电缆的橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套所用橡胶均采用以下方法制成
(1)将不锈钢高速密炼机加热至70～80℃，加入傲优新材料科技（上海）有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶75千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶29千克，混炼3～5min；
(2) 将平均粒径40nm纳米氧化铋3.5千克、癸基葡萄糖苷（APG10）1.2千克、碳酸乙烯酯3.5千克混合,用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60～70℃超声处理30分钟，然后加入平均粒径40nm纳米碳化硅9千克，搅拌均匀；
(3)将平均粒径5um白云石粉16千克、平均粒径2um煅烧高岭土粉24千克、平均粒径20um羟基磷灰石13千克、南京品宁偶联剂有限公司（AA-75）乙酰丙酮钛2.2千克，混合均匀；
(4)将不锈钢高速密炼机升温至82～85℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物、环己六醇磷酸酯3.5千克、赤藻糖酸钠1.2千克、癸二酸二异辛酯3.5千克、α-硫辛酸0.9千克继续混炼4～5min；降温至44℃～50℃出料；
(5)然后将步骤（4）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为158～165℃。
本发明橡胶材料，采用独特的配方，各组分之间协同作用突出；具有良好的机械性能和突出的撕裂强度；具有优异的耐热耐油耐腐蚀性能和意想不到的阻燃性能和低温脆化温度，达到了采用其他组分和助剂组合难以达到的性能。该橡胶材料部分性能，拉伸强度9.5MPa,伸长率389%，撕裂强度37.8KN/m；热空气老化实验185℃×168 h，拉伸强度变化率：4.8%、断裂伸长率变化率-4.4%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：8.2%、断裂伸长率变化率-9.1%；耐1N草酸实验25℃×168天，拉伸强度变化率：7.4%、断裂伸长率变化率-8.8%；耐1N NaOH实验25℃×168天，拉伸强度变化率：7.5%、断裂伸长率变化率-8.7%；氧指数42%；100h紫外光照射后的冲击保持率,93%；低温脆化温度,-69℃。相对于对比例1和对比例2，本实施例的橡胶材料技术效果突出。
实施例2：结构如同实施例1，不同之处在于，本发明高可靠性橡胶电力电缆的橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套所用橡胶均采用以下方法制成
(1)将不锈钢高速密炼机加热至70～80℃，加入傲优新材料科技（上海）有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶78千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶32千克，混炼3～5min；
(2) 将平均粒径40nm纳米氧化铋4千克、癸基葡萄糖苷（APG10）1.3千克、碳酸乙烯酯4千克混合,用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60～70℃超声处理30分钟，然后加入平均粒径40nm纳米碳化硅10千克，搅拌均匀；
(3)将平均粒径5um白云石粉18千克、平均粒径2um煅烧高岭土粉28千克、平均粒径20um羟基磷灰石15千克、南京品宁偶联剂有限公司（AA-75）乙酰丙酮钛2.5千克，混合均匀；
(4)将不锈钢高速密炼机升温至82～85℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物、环己六醇磷酸酯4千克、赤藻糖酸钠1.5千克、癸二酸二异辛酯4千克、α-硫辛酸1千克继续混炼4～5min；降温至44℃～50℃出料；
(5)然后将步骤（4）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为158～165℃。本发明橡胶材料，采用独特的配方，各组分之间协同作用突出；具有良好的机械性能和突出的撕裂强度；具有优异的耐热耐油耐腐蚀性能和意想不到的阻燃性能和低温脆化温度，达到了采用其他组分和助剂组合难以达到的性能。该橡胶材料部分性能，拉伸强度9.5MPa,伸长率387%，撕裂强度37.7KN/m；热空气老化实验185℃×168 h，拉伸强度变化率：4.8%、断裂伸长率变化率-4.4%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：8.2%、断裂伸长率变化率-9.0%；耐1N草酸实验25℃×168天，拉伸强度变化率：7.5%、断裂伸长率变化率-8.9%；耐1N NaOH实验25℃×168天，拉伸强度变化率：7.5%、断裂伸长率变化率-8.8%；氧指数42%；100h紫外光照射后的冲击保持率,92%；低温脆化温度,-68℃。
对比例1：结构如同实施例1，不同之处在于，本发明高可靠性橡胶电力电缆的橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套所用橡胶均采用以下方法制成
(1)将不锈钢高速密炼机加热至70～80℃，加入傲优新材料科技（上海）有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶72千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶28千克，混炼3～5min；
(2)将不锈钢高速密炼机升温至82～85℃，加入平均粒径40nm纳米氧化铋3千克、癸基葡萄糖苷（APG10）1千克、碳酸乙烯酯3千克、平均粒径40nm纳米碳化硅8千克、平均粒径5um白云石粉15千克、平均粒径2um煅烧高岭土粉22千克、平均粒径20um羟基磷灰石12千克、南京品宁偶联剂有限公司（AA-75）乙酰丙酮钛2千克、环己六醇磷酸酯3千克、赤藻糖酸钠1千克、癸二酸二异辛酯3千克、α-硫辛酸0.8千克，混炼10～12min；降温至44℃～50℃出料；
(3)然后将步骤（2）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为158～165℃。该橡胶材料性能明显低于实施例1和实施例2的相关性能。该橡胶材料部分性能，拉伸强度7.8MPa,伸长率369%，撕裂强度25.9KN/m；热空气老化实验185℃×168 h，拉伸强度变化率：7.3%、断裂伸长率变化率-6.1%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：8.2%、断裂伸长率变化率-11.1%；耐1N草酸实验25℃×168天，拉伸强度变化率：9.1%、断裂伸长率变化率-11.2%；耐1N NaOH实验25℃×168天，拉伸强度变化率：8.3%、断裂伸长率变化率-9.2%；氧指数37%；100h紫外光照射后的冲击保持率,87%；低温脆化温度,-61℃。
对比例2：结构如同实施例1，不同之处在于，本发明高可靠性橡胶电力电缆的橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套所用橡胶均采用以下方法制成
(1)将不锈钢高速密炼机加热至70～80℃，加入傲优新材料科技（上海）有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶72千克、日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶28千克，混炼3～5min；
(2) 将癸基葡萄糖苷（APG10）1千克、碳酸乙烯酯3千克、平均粒径40nm纳米碳化硅8千克，搅拌均匀；
(3)将平均粒径5um白云石粉15千克、平均粒径2um煅烧高岭土粉22千克、平均粒径20um羟基磷灰石12千克、南京品宁偶联剂有限公司（AA-75）乙酰丙酮钛2千克，混合均匀；
(4)将步骤(1)中的不锈钢高速密炼机升温至82～85℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物、环己六醇磷酸酯3千克、癸二酸二异辛酯3千克、继续混炼4～5min；降温至44℃～50℃出料；
(5)然后将步骤（4）中混合料投入双螺杆挤出机进行挤出造粒，双螺杆挤出机的工作温度为158～165℃。该橡胶材料性能明显低于实施例1和实施例2的相关性能。该橡胶材料部分性能，拉伸强度7.6MPa,伸长率359%，撕裂强度25.2KN/m；热空气老化实验185℃×168 h，拉伸强度变化率：7.8%、断裂伸长率变化率-6.4%；耐油试验IRM903 125℃×168 h，拉伸强度变化率：9.2%、断裂伸长率变化率-12.1%；耐1N草酸实验25℃×168天，拉伸强度变化率：9.4%、断裂伸长率变化率-11.8%；耐1N NaOH实验25℃×168天，拉伸强度变化率：8.5%、断裂伸长率变化率-9.6%；氧指数37%；100h紫外光照射后的冲击保持率,88%；低温脆化温度,-60℃。

Claims (4)

1.一种高可靠性橡胶电力电缆，其特征在于：包括线芯，包裹所述线芯的填充层，涂覆在所述填充层外的防水层，绕包在所述防水层外的阻燃包带层，挤包在所述阻燃包带层外的内护套，包裹在所述内护套外的铠装层，挤包在所述铠装层外的外护套；所述线芯由导体，绕包在所述导体外的绕包层，挤包在所述绕包层外的绝缘层组成。
2.根据权利要求1所述的高可靠性橡胶电力电缆，其特征在于所述线芯由多股镀锡软铜绞合导体，绕包在所述多股镀锡软铜绞合导体外的合成云母带绕包层，挤包在所述合成云母带绕包层外的橡胶绝缘层组成。
3.根据权利要求1所述的高可靠性橡胶电力电缆，其特征在于包括线芯，包裹所述线芯的聚丙烯网带填充层，涂覆在所述聚丙烯网带填充层外的防水树脂层，绕包在所述防水树脂层外的玻璃纤维阻燃包带层，挤包在所述玻璃纤维阻燃包带层外的橡胶内护套，包裹在所述橡胶内护套外的不锈钢丝铠装层，挤包在所述不锈钢丝铠装层外的橡胶外护套。
4.根据权利要求1所述的高可靠性橡胶电力电缆，其特征在于所述橡胶绝缘层、橡胶内护套和橡胶外护套均由以下组分制成：甲基乙烯基硅橡胶75份、氢化丁腈橡胶29份、平均粒径40nm纳米碳化硅9份、平均粒径40nm纳米氧化铋3.5份、癸基葡萄糖苷1.2份、碳酸乙烯酯3.5份、平均粒径5um白云石粉16份、平均粒径2um煅烧高岭土粉24份、平均粒径20um羟基磷灰石13份、乙酰丙酮钛2.2份、环己六醇磷酸酯3.5份、赤藻糖酸钠1.2份、癸二酸二异辛酯3.5份、α-硫辛酸0.9份。
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