CN106057305B - 一种防晒裂电力电缆 - Google Patents

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Abstract

一种防晒裂电力电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，所述绝缘层由具有绝缘性能的橡胶制成，其特征在于所述橡胶在制造时掺入具有防紫外线功能的成分。或者一种防晒裂电力电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，所述绝缘层由具有绝缘性能的橡胶制成，其特征在于所述绝缘层的外部包裹一层抗紫外线布。

Description

一种防晒裂电力电缆
技术领域
本发明涉及电力及输电技术领域，特别是涉及一种防晒裂电力电缆。
背景技术
随着科技的发展，现代城市规划水平的提高，新兴城市里已很少出现电线杆以及裸露在户外的电缆，但是不可否认在旧城区以及农村地区，很多电线电缆都会架设在室外的电线杆之间，对各个家庭或一些公共场所提供电力，处于室外的电线电缆则会长期经受太阳直射，而电线电缆包裹于导体外的绝缘层都为橡胶材质，橡胶材质长期经受暴晒便会极易老化，老化的绝缘层则会出现开裂或起皮等情况，这些情况的出现，都很容易让导体暴露在空气中，导体一旦暴露在在空气中，则极易发生放电情况，若是经受雨淋，则会出现短路的情况，致使一部分区域都出现停电情况，甚至会出现危险。
申请号为201620166265的实用新型专利公开了一种防晒电线电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，其特征在于：所述绝缘层外包裹有若干呈纵向均匀分布的金属管；所述金属管之间通过关节装置相连接；所述关节装置包括与金属管相螺接的连接臂，连接臂之间设有弹簧；所述弹簧套设于绝缘层外；所述弹簧外包裹有一弹性体；所述金属管外包裹有隔热层；所述隔热层外设有一反光管；所述金属管内设有一冷凝空间，冷凝空间内填充有冷凝剂。
上述防晒电线电缆通过反光管、隔热层、金属管三者对太阳光的热量进行隔绝，最终将太阳光的热量隔绝于金属管处，使金属管无法将太阳光的热量传递至绝缘层，使绝缘层始终不会接收到热量，保证了绝缘层不会出现由于阳光暴晒导致其长期处于高温下而发生老化的情况，更不会出现由于绝缘层老化导致导体暴露在空气中的情况，也不会出现暴露在空气中的导体由于雨淋导致短路的情况。
然而，虽然其具有上述的一些优点，但其缺点也是显而易见的，就是成本过高。金属管再加上关节装置以及弹簧等这套防晒装置，其材料成本已经比电缆本身还贵，而再加上安装工艺、人工成本等，其成本要比普通电力电缆贵上数倍，影响其普及性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种防晒裂电力电缆，能够使其既能防止被太阳晒裂，又能降低成本，易于制造并容易安装。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
一种防晒裂电力电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，所述绝缘层由具有绝缘性能的橡胶制成，其特征在于所述橡胶在制造时掺入具有防紫外线功能的成分。
优选的，所述导体为铜导线或铝导线。
优选的，所述导体为若干并列排布的铜丝。
优选的，所述具有防紫外线功能的成分为抗紫外线纤维。
优选的，所述橡胶在制造时掺入抗紫外线剂。
优选的，所述橡胶在制造时掺入抗紫外线纤维。
作为另一种技术方案为：一种防晒裂电力电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，所述绝缘层由具有绝缘性能的橡胶制成，其特征在于所述绝缘层的外部包裹一层抗紫外线布，该抗紫外线布由抗紫外线纤维制成。
其中橡胶内的抗紫外线剂的制备方法为：
将140~150g 4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯，80~90g碳酸氢钠，192~200g邻二甲苯和水加入到一个500ml的反应器中，控制温度在60-80℃，缓慢的逐滴加入18.8g作为还原剂的水合肼，滴加要持续30分钟以上。
搅拌2小时后，反应完成，然后用高效液相色谱进行分析,第一步还原反应的完成可以通过用作起始原料的4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯的消失得到证实;使用硫酸中和上述反应产物后，下部分的水层经分离被除去，再将剩下的部分用水洗涤。
随后，将200~210g水和30~50g钙粉加入到产物溶液中，然后控制温度为60-80℃逐滴加入45g盐酸，滴加应持续30分钟以上，进行第二步还原反应;搅拌反应2小时后反应完成，通过过滤除去未反应的钙粉，分离除去下半部分的水层。通过使用盐酸萃取除去产物有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入300g乙醇对产物进行结晶,洗涤得到的固体物质并烘干得到高纯度的苯并三唑类抗紫外线助剂。
其中抗紫外线纤维的制备方法为：
步骤一：抗紫外线剂的制备
将140~150g 4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯，80~90g碳酸氢钠，192~200g邻二甲苯和水加入到一个500ml的反应器中，控制温度在60-80℃，缓慢的逐滴加入18.8g作为还原剂的水合肼，滴加要持续30分钟以上。
搅拌2小时后，反应完成，然后用高效液相色谱进行分析,第一步还原反应的完成可以通过用作起始原料的4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯的消失得到证实;使用硫酸中和上述反应产物后，下部分的水层经分离被除去，再将剩下的部分用水洗涤。
随后，将200~210g水和30~50g钙粉加入到产物溶液中，然后控制温度为60-80℃逐滴加入45g盐酸，滴加应持续30分钟以上，进行第二步还原反应;搅拌反应2小时后反应完成，通过过滤除去未反应的钙粉，分离除去下半部分的水层。通过使用盐酸萃取除去产物有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入300g乙醇对产物进行结晶,洗涤得到的固体物质并烘干得到高纯度的苯并三唑类抗紫外线助剂。
步骤二：
（1）将聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯溶解在溶剂中，配成重量百分比为０．０2～０．5ｗｔ％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，然后加入0.01~0.5wt%的步骤一制备的抗紫外线助剂，加入稳定剂，在转速50~80转/min下搅拌30~40分钟，形成预制溶液，所述稳定剂的量为所加入的抗紫外线助剂量的0.02~0.1wt%；即得到合成高分子溶液；（２）制备抗紫外线纤维：将步骤（１）中配制的合成高分子溶液转移到干冰装置中，使所配制的合成高分子溶液在干冰环境中急速降温，然后将转移到低温干燥机中，在温度为－3０～－6０℃、真空度为20～4００Ｐａ的条件下，进行处理36～47ｈ，得到抗紫外线纤维。制备的抗紫外线纤维是纳米纤维。
所述步骤二（2）中处理温度优选为-40℃、真空度为60Ｐａ的条件下，进行处理38ｈ。所述稳定剂优选为聚乙二醇。
本发明的有益效果在于：首先，本申请的成本较低，加工制造方便，不需要专门的复杂工艺，由于对橡胶起作用最伤害性的就是紫外线，因此本申请能够大幅度减轻电力电缆的干裂，而当然本申请对其他光线也会有阻挡作用。
具体实施方式
实施例1：
步骤一：抗紫外线剂的制备
将140g 4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯，80g碳酸氢钠，192g邻二甲苯和水加入到一个500ml的反应器中，控制温度在60℃，缓慢的逐滴加入18g还原剂的水合肼，滴加要持续30分钟以上。
搅拌2小时后，反应完成，然后用高效液相色谱进行分析,第一步还原反应的完成可以通过用作起始原料的4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯的消失得到证实;使用硫酸中和上述反应产物后，下部分的水层经分离被除去，再将剩下的部分用水洗涤；
随后，将200g水和30g钙粉加入到产物溶液中，然后控制温度为60℃逐滴加入45g盐酸，滴加应持续30分钟以上，进行第二步还原反应;搅拌反应3小时后反应完成，通过过滤除去未反应的钙粉，分离除去下半部分的水层；通过使用盐酸萃取除去产物有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入300g乙醇对产物进行结晶,洗涤得到的固体物质并烘干得到高纯度的抗紫外线助剂；
步骤二：
（1）将聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯溶解在溶剂中，配成重量百分比为０．０2ｗｔ％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，然后加入0.01wt%的步骤一制备的抗紫外线助剂，加入稳定剂，在转速50转/min下搅拌30分钟，形成预制溶液，所述稳定剂的量为所加入的抗紫外线助剂量的0.02wt%，即得到纺丝溶液；（２）制备抗紫外线纤维：将步骤（１）中配制的纺丝溶液转移到干冰装置中，使所配制的合成高分子溶液在干冰环境中急速降温，然后转移到低温干燥机中，在温度为－40℃、真空度为60Ｐａ的条件下，进行处理38ｈ，得到抗紫外线纤维。
实施例2：
步骤一：抗紫外线剂的制备
将150g 4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯， 90g碳酸氢钠， 200g邻二甲苯和水加入到一个500ml的反应器中，控制温度在80℃，缓慢的逐滴加入20g还原剂的水合肼，滴加要持续30分钟以上。
搅拌2小时后，反应完成，然后用高效液相色谱进行分析,第一步还原反应的完成可以通过用作起始原料的4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯的消失得到证实;使用硫酸中和上述反应产物后，下部分的水层经分离被除去，再将剩下的部分用水洗涤；
随后，将210g水和50g钙粉加入到产物溶液中，然后控制温度为80℃逐滴加入60g盐酸，滴加应持续30分钟以上，进行第二步还原反应;搅拌反应5小时后反应完成，通过过滤除去未反应的钙粉，分离除去下半部分的水层；通过使用盐酸萃取除去产物有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入350g乙醇对产物进行结晶,洗涤得到的固体物质并烘干得到高纯度的抗紫外线助剂；
步骤二：
（1）将聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯溶解在溶剂中，配成重量百分比为０．5ｗｔ％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，然后加入0.5wt%的步骤一制备的抗紫外线助剂，加入稳定剂，在转速80转/min下搅拌40分钟，形成预制溶液，所述稳定剂的量为所加入的抗紫外线助剂量的0.1wt%，即得到纺丝溶液；（２）制备抗紫外线纤维：将步骤（１）中配制的纺丝溶液转移到干冰装置中，使所配制的合成高分子溶液在干冰环境中急速降温，然后转移到低温干燥机中，在温度为－6０℃、真空度为4００Ｐａ的条件下，进行处理47ｈ，得到抗紫外线纤维。
比较例1
步骤一：制备抗紫外线助剂的方法同实施例1
步骤二：（１）合成高分子溶液的配制：将合成高分子溶解在溶剂中，配成重量百分比为０．００１～０．１ｗｔ％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，即得到合成高分子溶液，加入0.2wt%步骤一制备的抗紫外线助剂。所述的合成高分子为聚氨酯；（２）冻干法制备合成高分子纳米纤维：将步骤（１）中配制的合成高分子溶液转移到液氮冷冻装置中，开启冷冻装置，使所配制的合成高分子溶液在液氮环境中急速冻结，然后将冻结的合成高分子溶液转移到冷冻干燥机中，在温度为－１０～－８０℃、真空度为１～６００Ｐａ的条件下，进行冻干处理１２～４８ｈ，得到合成高分子纳米纤维。
比较例2
步骤一：抗紫外线助剂的制备
将173g 2-硝基-4-氯-2-羟基-3-叔丁基-5-甲基偶氮苯(77.4％)，46g氢氧化钠(50％)， 对苯二酚，207g作溶剂的邻二甲苯和104g水加入到一个1000ml的反应器中，控制温度在 70～96℃，缓慢的逐滴加入15.5g作为还原剂的水合肼(80％)，持续40分钟以上。
搅拌4小时后，反应完成，然后用用HPLC进行分析。第一步还原反应的完成可以从用作 原材料的2-硝基-4-氯-2-羟基-3-叔丁基-5-甲基偶氮苯已经消失，以及产生2-(2-羟基-3-叔丁 基-5-甲基苯基)-5-氯-2氢-苯并三唑-N-氧化物得到证实。使用硫酸中和反应产物后，下部分 的水层经分离被移去，再将剩下部分用水洗涤。
随后，将207g水和34g锌粉(96％)加入到产物溶液中，然后控制温度为60-80℃，逐滴加入63g硫酸(95％)持续40分钟以上，进行第二步还原反应。搅拌反应1小时后反应 完成，过滤除去未反应的锌粉，通过分离除去下半部分的水层。通过使用硫酸萃取除去产品有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入400g甲醇对产物进行结晶处理。
洗涤得到的固体物质，烘干后制得86.6g高纯度的2-(2-羟基-3-叔丁基-5-苯甲基)-5-氯-2 氢-苯并三唑(理论产率为87％)，另外的3.4g(理论产率为3％)产品得自硫酸萃取物和过滤液。
步骤二：同实施例2。
对于实施例和比较例制备的纤维织成织物进行抗紫外线性能测试。
紫外线防护系数UPF (Ultraviolet Protection Factor)，又称紫外线遮挡系数，是表示织物防护紫外线的能力。它是紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量与要经测试的织物遮挡后紫外线辐射量的比值。
紫外线穿透率TAV：指有试样时透过的紫外线辐射强度与无试样时紫外线辐射强度之比的百分数。
表1
UPF 紫外线穿透率% 洗涤20次后UPF 洗涤20次后紫外线穿透率% 洗涤100次后UPF 洗涤100次后紫外线穿透率%
实施例1 51 1.5 50 2 48 3
实施例2 53 2 50 2.2 44 3.4
比较例1 45 3 40 4 30 6
比较例2 30 4 25 4.8 20 9
就抗紫外线纤维本身而言，在常规的制备抗紫外线助剂的还原过程中，使用过量的锌和碱金属在水或低浓度酒精的存在下进行反应，从而使得需要对大量的锌化物进行后处理， 而且中和过量的碱金属增加了废物处理的成本。另外，为了更换溶剂，常规的方法需要进一步的结晶、过滤和提纯步骤，因此导致产物通过滤液流失。然而，在本发明中，使用非极性溶剂作为还原反应的唯一溶剂，使用相对少量的钙粉和碱金属，而且不需要对中间产物进行分离和纯化处理的额外步骤，因此可以使用较少量的金属还原剂，在提高经济效率的同时，制备高产率的抗紫外线助剂；用干冰降温制备纳米纤维操作过程简单、易于控制，成本低廉；可以大批量、连续制备出极细高分子纳米纤维。

Claims (1)

1.一种防晒裂电力电缆，包括导体、包裹于导体外的绝缘层，所述绝缘层由具有绝缘性能的橡胶制成，其特征在于所述绝缘层的外部包裹一层抗紫外线布，该抗紫外线布由抗紫外线纤维制成；
其中抗紫外线纤维的制备方法为：
步骤一：抗紫外线剂的制备
将140~150g 4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯，80~90g碳酸氢钠，192~200g邻二甲苯和水加入到一个500ml的反应器中，控制温度在60-80℃，缓慢的逐滴加入18.8g作为还原剂的水合肼，滴加要持续30分钟以上；
搅拌2小时后，反应完成，然后用高效液相色谱进行分析,第一步还原反应的完成可以通过用作起始原料的4-(甲氨基)2'-甲基偶氮苯的消失得到证实;使用硫酸中和上述反应产物后，下部分的水层经分离被除去，再将剩下的部分用水洗涤;
随后，将200~210g水和30~50g钙粉加入到产物溶液中，然后控制温度为60-80℃逐滴加入45g盐酸，滴加应持续30分钟以上，进行第二步还原反应;搅拌反应2小时后反应完成，通过过滤除去未反应的钙粉，分离除去下半部分的水层; 通过使用盐酸萃取除去产物有机层中的染色物质，在溶液用脱色剂脱色后，加入300g乙醇对产物进行结晶,洗涤得到的固体物质并烘干得到高纯度的苯并三唑类抗紫外线助剂；
步骤二：
（1）将聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚氨酯溶解在溶剂中，配成重量百分比为０．０2～０．5ｗｔ％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，然后加入0.01~0.5wt%的步骤一制备的抗紫外线助剂，加入稳定剂，在转速50~80转/min下搅拌30~40分钟，形成预制溶液，所述稳定剂的量为所加入的抗紫外线助剂量的0.02~0.1wt%；即得到合成高分子溶液；（２）制备抗紫外线纤维：将步骤（1）中配制的合成高分子溶液转移到干冰装置中，使所配制的合成高分子溶液在干冰环境中急速降温，然后将转移到低温干燥机中，在温度为－3０～－6０℃、真空度为20～4００Ｐａ的条件下，进行处理36～47ｈ，得到抗紫外线纤维。
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