CN106024146A - 一种高可靠柔性矿物电力电缆 - Google Patents

一种高可靠柔性矿物电力电缆 Download PDF

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Abstract

本发明的高可靠柔性矿物电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填料层，绕包在所述填料层外的隔离层，包裹在所述隔离层外的屏蔽层，绕包在所述屏蔽层外的阻燃绕包层，挤包在所述阻燃绕包层外的外护套；所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的包带层组成；所述填料层由导热硅脂、硼酸锌粉末、氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。本发明的高可靠柔性矿物电力电缆，适用于及其苛刻的工业环境和有腐蚀性冷却剂和润滑油或者水下场合，在长期浸水及较大的水压下，具有良好的电气绝缘性能。本发明由于采用了特殊的外护套材料和独特的结构，因此具有十分突出的防水和耐油性能，耐老化可靠性高。

Description

一种高可靠柔性矿物电力电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种高可靠柔性矿物电力电缆。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线[每组至少两根]绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。多架设在空中或装在地下、水底，用于电讯或电力输送。
电缆主要由以下4部分组成。①导电线心：用高电导率材料（铜或铝）制成。根据敷设使用条件对电缆柔软程度的要求，每根线心可能由单根导线或多根导线绞合而成。②绝缘层：用作电缆的绝缘材料应当具有高的绝缘电阻，高的击穿电场强度，低的介质损耗和低的介电常数。电缆中常用的绝缘材料有油浸纸、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、橡皮等。电缆常以绝缘材料分类，例如油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯电缆、交联聚乙烯电缆等。③密封护套：保护绝缘线心免受机械、水分、潮气、化学物品、光等的损伤。对于易受潮的绝缘，一般采用铅或铝挤压密封护套。④保护覆盖层：用以保护密封护套免受机械损伤。一般采用镀锌钢带、钢丝或铜带、铜丝等作为铠甲包绕在护套外（称铠装电缆），铠装层同时起电场屏蔽和防止外界电磁波干扰的作用。为了避免钢带、钢丝受周围媒质的腐蚀，一般在它们外面涂以沥青或包绕浸渍黄麻层或挤压聚乙烯、聚氯乙烯套。
发明内容
本发明的目的是克服现有柔性电缆的技术缺陷，提供一种综合性能优异，同时具有突出的耐老化、耐油、防水性能的高可靠柔性矿物电力电缆。
本发明的高可靠柔性矿物电力电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填料层，绕包在所述填料层外的隔离层，包裹在所述隔离层外的屏蔽层，绕包在所述屏蔽层外的阻燃绕包层，挤包在所述阻燃绕包层外的外护套；所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的包带层组成；所述填料层由导热硅脂、硼酸锌粉末、氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。
作为优化，该高可靠柔性矿物电力电缆，所述线芯由镀锡软铜导体，挤包在所述镀锡软铜导体外的聚烯烃弹性体绝缘层，绕包在所述聚烯烃弹性体绝缘层外的合成云母带包带层组成。
作为优化，该高可靠柔性矿物电力电缆，所述填料层由导热硅脂、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。
所述外护套有以下组分制成，氢化丁腈橡胶53～58份、POE聚烯烃弹性体36～40份、800目轻质碳酸钙12～14份、4000目煅烧高岭土粉15～18份、800目氢氧化铝8～10份、硼酸酯偶联剂3～4份、赤藻糖酸钠1～2份、二乙醇缩甲醛5～6份、平均粒径40nm纳米钛酸锶2～3份、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.5～2份、平均粒径20um羟基磷灰石3～4份、碳酸二甲酯6～7份、仲辛基酚聚氧乙烯醚2～3份、柠檬酸三乙酯2～3份。
护套料通过以下步骤制成：（1）将不锈钢高速密炼机加热至80～90℃，加入氢化丁腈橡胶55份、POE聚烯烃弹性体38份，混炼3～4min；
（2）将800目轻质碳酸钙13份、4000目煅烧高岭土粉16份、800目氢氧化铝9份、硼酸酯偶联剂3.2份、赤藻糖酸钠1.3份、二乙醇缩甲醛5.5份混合搅拌均匀；
（3）将平均粒径40nm纳米钛酸锶 2.5份、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.7份、平均粒径20um羟基磷灰石3.6份、碳酸二甲酯6.8份、仲辛基酚聚氧乙烯醚2.5份、柠檬酸三乙酯2.4份，加入磁力搅拌机搅拌3～5分钟，然后超声处理半小时；
（4）将不锈钢高速密炼机升温至90～95℃，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140～175℃，得所需的护套料。
本发明的高可靠柔性矿物电力电缆，适用于及其苛刻的工业环境和有腐蚀性冷却剂和润滑油或者水下场合，在长期浸水及较大的水压下，具有良好的电气绝缘性能。具有极好的抗磨损性能，抗微生物，抗水解，抗化学腐蚀，阻燃，保护电缆不受机械应力的损害，适合频繁连续弯曲。镀锡铜编织屏蔽使线缆具有较强的抗外界电磁干扰能力，保证电缆系统的稳定性。本发明由于采用了特殊的外护套材料和独特的防水结构，因此具有十分突出的防水和耐油性能，耐老化可靠性高。
附图说明
图1为本发明高可靠柔性矿物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，高可靠柔性矿物电力电缆，包括线芯，包裹线芯的填料层1，绕包在填料层1外的聚酰亚胺胶带隔离层2，包裹在聚酰亚胺胶带隔离层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3，绕包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的玻璃纤维阻燃绕包层4，挤包在玻璃纤维阻燃带绕包层4外的外护套5；线芯由镀锡软铜导体6，挤包在镀锡软铜导体6外的美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7，绕包在美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7外的合成云母带包带层8组成。填料层由宁波凤翔化工科技有限公司的导热硅脂FX-520、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。该电缆符合JHSB电缆标准-TL-Q13-91。
外护套料通过以下步骤制成：（1）将不锈钢高速密炼机加热至80～90℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶55千克、埃克森美孚0201POE聚烯烃弹性体38千克，混炼3～4min；
（2）将800目轻质碳酸钙13千克、4000目煅烧高岭土粉16千克、800目氢氧化铝9千克、扬州市立达树脂有限公司硼酸酯偶联剂LD-100P 3.2千克、赤藻糖酸钠1.3千克、二乙醇缩甲醛5.5千克混合搅拌均匀；
（3）将平均粒径40nm纳米钛酸锶2.5千克、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.7千克、平均粒径20um羟基磷灰石3.6千克、碳酸二甲酯 6.8千克、仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）2.5千克、柠檬酸三乙酯2.4千克，加入磁力搅拌机搅拌3～5分钟，然后超声处理半小时；
（4）将步骤（1）中的不锈钢高速密炼机升温至90～95℃，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140～175℃，得所需的护套料。该护套料,采用特殊优化配方,其物理性能和耐油耐老化性能以及阻燃性能, 达到了采用单一填料或者其他复合填料或者采用其他助剂的情况下远远达不到突出技术效果。护套料的拉伸强度为：20.5 MPa ；断裂伸长率：398%；耐油性：20#机油100℃×120h，断裂伸长率保持率94%、抗拉强度保持率91%；耐老化：150℃×30天热老化后，抗拉强度保持率92%，断裂伸长率保持率90%。氧指数40%。
实施例2：如图1所示，高可靠柔性矿物电力电缆，包括线芯，包裹线芯的填料层1，绕包在填料层1外的聚酰亚胺胶带隔离层2，包裹在聚酰亚胺胶带隔离层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3，绕包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的玻璃纤维阻燃绕包层4，挤包在玻璃纤维阻燃带绕包层4外的外护套5；线芯由镀锡软铜导体6，挤包在镀锡软铜导体6外的美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7，绕包在美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7外的合成云母带包带层8组成。填料层由宁波凤翔化工科技有限公司的导热硅脂FX-520、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。该电缆符合JHSB电缆标准-TL-Q13-91。
外护套料通过以下步骤制成：（1）将不锈钢高速密炼机加热至80～90℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶53千克、埃克森美孚0201POE聚烯烃弹性体36千克，混炼3～4min；
（2）将800目轻质碳酸钙12千克、4000目煅烧高岭土粉15千克、800目氢氧化铝8千克、扬州市立达树脂有限公司硼酸酯偶联剂LD-100P 3千克、赤藻糖酸钠1千克、二乙醇缩甲醛5千克混合搅拌均匀；
（3）将平均粒径40nm纳米钛酸锶2千克、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.7千克、平均粒径20um羟基磷灰石3千克、碳酸二甲酯6千克、仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）2千克、柠檬酸三乙酯2千克，加入磁力搅拌机搅拌3～5分钟，然后超声处理半小时；
（4）将不锈钢高速密炼机升温至90～95℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物继续混炼4～5min；降温至44℃～50℃出料；
（5）然后将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140～175℃，得所需的护套料。护套料的拉伸强度为：20.1 MPa ；断裂伸长率：395%；耐油性：20#机油100℃×120h，断裂伸长率保持率93%、抗拉强度保持率91%；耐老化：150℃×30天热老化后，抗拉强度保持率91%，断裂伸长率保持率90%。氧指数40%。
实施例3：如图1所示，高可靠柔性矿物电力电缆，包括四条线芯，包裹线芯的填料层1，绕包在填料层1外的聚酰亚胺胶带隔离层2，包裹在聚酰亚胺胶带隔离层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3，绕包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的玻璃纤维阻燃绕包层4，挤包在玻璃纤维阻燃带绕包层4外的外护套5；线芯由镀锡软铜导体6，挤包在镀锡软铜导体6外的美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7，绕包在美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7外的合成云母带包带层8组成。填料层由宁波凤翔化工科技有限公司的导热硅脂FX-520、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。该电缆符合JHSB电缆标准-TL-Q13-91。
外护套料通过以下步骤制成：（1）将不锈钢高速密炼机加热至80～90℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶58千克、埃克森美孚0201POE聚烯烃弹性体40千克，混炼3～4min；
（2）将800目轻质碳酸钙14千克、4000目煅烧高岭土粉18千克、800目氢氧化铝10千克、扬州市立达树脂有限公司硼酸酯偶联剂LD-100P 4千克、赤藻糖酸钠2千克、二乙醇缩甲醛6千克混合搅拌均匀；
（3）将平均粒径40nm纳米钛酸锶3千克、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.7千克、平均粒径20um羟基磷灰石4千克、碳酸二甲酯7千克、仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3千克、柠檬酸三乙酯3千克，加入磁力搅拌机搅拌3～5分钟，然后超声处理半小时；
（4）将不锈钢高速密炼机升温至90～95℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物继续混炼4～5min；降温至44℃～40℃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℃、170℃、175℃、175℃、170℃，挤出造粒得所需的护套料。护套料的拉伸强度为：20.2 MPa ；断裂伸长率：395%；耐油性：20#机油100℃×120h，断裂伸长率保持率93%、抗拉强度保持率91%；耐老化：150℃×30天热老化后，抗拉强度保持率90%，断裂伸长率保持率89%。氧指数40%。
对比例3：如图1所示，高可靠柔性矿物电力电缆，包括四条线芯，包裹线芯的填料层1，绕包在填料层1外的聚酰亚胺胶带隔离层2，包裹在聚酰亚胺胶带隔离层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3，绕包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的玻璃纤维阻燃绕包层4，挤包在玻璃纤维阻燃带绕包层4外的外护套5；线芯由镀锡软铜导体6，挤包在镀锡软铜导体6外的美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7，绕包在美国陶氏/DE4301聚烯烃弹性体（POE）绝缘层7外的合成云母带包带层8组成。填料层由宁波凤翔化工科技有限公司的导热硅脂FX-520、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。
外护套料通过以下步骤制成：（1）将不锈钢高速密炼机加热至80～90℃，加入日本瑞翁（Zetpol）ZP-0020氢化丁腈橡胶58千克、埃克森美孚0201POE聚烯烃弹性体40千克，混炼3～4min；
（2）将800目轻质碳酸钙14千克、800目氢氧化铝10千克、扬州市立达树脂有限公司硼酸酯偶联剂LD-100P 4千克、二乙醇缩甲醛6千克混合搅拌均匀；
（3）将平均粒径40nm纳米钛酸锶3千克、平均粒径20um羟基磷灰石4千克、碳酸二甲酯7千克、仲辛基酚聚氧乙烯醚（SOPE-7）3千克，加入磁力搅拌机搅拌3～5分钟，然后超声处理半小时；
（4）将不锈钢高速密炼机升温至90～95℃，加入步骤（2）中的混合物继续混炼2～3min；然后加入步骤（3）中的混合物继续混炼4～5min；降温至44℃～40℃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℃、170℃、175℃、175℃、170℃，挤出造粒得所需的护套料。护套料的拉伸强度为：16.2 MPa；断裂伸长率：365%；耐油性：20#机油100℃×120h，断裂伸长率保持率90%、抗拉强度保持率89%；耐老化：150℃×30天热老化后，抗拉强度保持率89%，断裂伸长率保持率88%。氧指数37%。

Claims (4)

1.一种高可靠柔性矿物电力电缆，其特征在于其特征在于：包括线芯，包裹所述线芯的填料层，绕包在所述填料层外的隔离层，包裹在所述隔离层外的的屏蔽层，绕包在所述屏蔽层外的阻燃绕包层，挤包在所述阻燃绕包层外的外护套；所述线芯由导体，挤包在所述导体外的绝缘层，绕包在所述绝缘层外的包带层组成；所述填料层由导热硅脂、硼酸锌粉末、氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。
2.根据权利要求1所述的高可靠柔性矿物电力电缆，其特征在于所述所述线芯由镀锡软铜导体，挤包在所述镀锡软铜导体外的聚烯烃弹性体绝缘层，绕包在所述聚烯烃弹性体绝缘层外的合成云母带包带层组成。
3.根据权利要求1所述的高可靠柔性矿物电力电缆，其特征在于所述填料层由导热硅脂、800目的硼酸锌粉末、500母的氢氧化铝粉末按重量比4:1:2比例组成。
4.根据权利要求1所述的高可靠柔性矿物电力电缆，其特征在于所述外护套有以下组分制成，氢化丁腈橡胶55份、POE聚烯烃弹性体38份、800目轻质碳酸钙13份、4000目煅烧高岭土粉16份、800目氢氧化铝9份、硼酸酯偶联剂3.2份、赤藻糖酸钠1.3份、二乙醇缩甲醛5.5份、平均粒径40nm纳米钛酸锶2.5份、平均粒径50nm纳米三氧化二镧1.7份、平均粒径20um羟基磷灰石3.6份、碳酸二甲酯6.8份、仲辛基酚聚氧乙烯醚2.5份、柠檬酸三乙酯2.4份。
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