CN106782832A - 防爆电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防爆电缆及其制备方法，防爆电缆从内到外依次包括电缆导体芯、绝缘层、屏蔽层、相变材料层、阻水层、第一防爆层、抗压层、第二防爆层、阻燃层和护套层。采用挤出工艺在电缆导体芯外包覆绝缘层，接着采用重叠绕包形成屏蔽层，然后在屏蔽层外粘附相变材料层，在相变材料层上包覆阻水层，采用挤出工艺在阻水层上包覆第一防爆层，在第一防爆层上依次包覆抗压层和第二防爆层，采用双挤出工艺第二防爆层上包覆阻燃层和护套层，形成防爆电缆。本发明的防爆电缆结构合理，阻燃性能好，防爆性能强，抗干扰性能好、机械性能好，成本低，操作安全，使用十分方便，改善了电缆的性能，提高了产品的防爆安全性能，使其使用时更加方便、可靠。

Description

防爆电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆，特别是一种防爆电缆及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，电缆应用越来越广泛，对电缆的性能有了更加严格和多样的要求，不断的提高护套材料的性能，是经济和社会发展的迫切需求。防爆电缆在一些具有爆炸性危险的场所已经得到了广泛应用，例如在仓库、化工企业、加油站、加气站、石油企业等对安全性要求极高的场所，均需要采用防爆电缆来满足这些场所对安全性的高要求。为防止因爆炸引起的风暴冲击波对电缆造成破坏，以及线路和周围设备之间的电磁干扰，现主要采用内部加圆形防爆板，钢丝铠装、铜丝编织屏蔽来满足要求。现有的防爆电缆是通过电缆内部设置有圆形防爆板，主要是钢丝铠装、铜丝铠装来实现，在外力的作用下使得电缆不会破坏，然而采用这种结构降低了电缆的柔软、弯曲性；防爆板的加入会使得电缆本身的重量加重，一方面增加了安装敷设的难度，另一方面使得电缆只能适合于陆地上使用，不适合在舰船上使用。
此外，随着经济的快速发展，对电缆有各种各样的特殊需求，但是目前电缆防水、抗静电场、防爆性能、耐压性能差，尤其电缆在使用过程中不能出现任何问题，单一的电缆结构已无法满足多样化的要求。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种防爆电缆，所述防爆电缆从内到外依次包括电缆导体芯、绝缘层、屏蔽层、相变材料层、阻水层、第一防爆层、抗压层、第二防爆层、阻燃层和护套层。
优选的是，所述屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％；所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料。
优选的是，所述第一防爆层为橡胶防爆层；所述第二防爆层为铜带层；所述绝缘层为乙丙橡胶绝缘层。
本发明还提供一种上述的防爆电缆的制备方法，包括以下过程：采用挤出工艺在电缆导体芯外包覆绝缘层，接着采用重叠绕包形成屏蔽层，然后在屏蔽层外粘附相变材料层，在相变材料层上包覆阻水层，采用挤出工艺在阻水层上包覆第一防爆层，在第一防爆层上依次包覆抗压层和第二防爆层，采用双挤出工艺第二防爆层上包覆阻燃层和护套层，形成防爆电缆。
优选的是，所述第一防爆层为橡胶防爆层，所述橡胶防爆层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将100～120份丁苯橡胶加入炼胶机中混炼10～15分钟，然后加入10～15份三氧化二锑、3～5份炭黑、5～8份纳米氧化硅、3～5份改性陶土和6～10份沥青基碳纤维，混合均匀，混炼1～2小时，再加入1～3份乙酰基柠檬酸三正丁酯、8～12份异噻唑啉酮、3～5份羧甲基纤维素、3～5份邻氨基苯甲酸甲酯、5～8份二甲基硅油、1～3份三聚氰胺氰尿酸盐、3～5份三乙醇胺和3～5份聚乳酸，混炼30～60分钟，得到胶料，将胶料模压成型，得到制备橡胶防爆层的橡胶材料。
优选的是，所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份陶土、10～15份甲苯、10～20份N,N-二甲基甲酰胺和20～30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20～40MPa、温度60～70℃下的条件下反应1～3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取10～15份硅烷偶联剂改性的陶土、25～50份质量分数为10％的戊二醛溶液和20～25份改性卡拉胶，在温度50～65℃下的条件下搅拌反应1～3小时，然后加入10～20份单宁酸、5～10份二乙烯基苯，搅拌1～3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
优选的是，所述阻水层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5～10份和酚醛树脂3～5份加入到30～50份甲基硅油中，搅拌后加入改性卡拉胶3～5份和陶土1～3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1～3份、丙烯酸钠3～5份和三聚氰胺1～3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1～3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1～3份和烷基水杨酸钼1～3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到制备阻水层的材料。
优选的是，所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，取卡拉胶5～10份加入到50～80份0.5mol/L的碱性溶液中，在50℃下搅拌1小时，并在搅拌的同时采用电子束进行辐照，搅拌完成后继续辐照1～3小时，然后水洗至中性，烘干，得到改性卡拉胶；所述电子束的能量为15～20MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500～1500kGy/h，辐照剂量为500～3000kGy。
优选的是，所述护套层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将50～80份乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物、10～15份丁苯橡胶、5～8份聚丙烯腈基碳纤维、1～5份聚甲基丙烯酸甲脂和5～8份改性陶土加入双辊开炼机中混合，在140～150℃温度下混炼5～10分钟，然后加入1～5份防老剂、1～3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、1～3份补强剂、2～5份三聚氰胺氰尿酸盐、0.5～1份双十二碳醇酯、5～8份色母粒、2～5份环烷酸钙、1～3份己二酸二异癸酯、1～3份辛癸酸二亚甲基锡，在120～135℃温度下混炼5～10分钟，然后加入0.5～1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1～3份柠檬酸三丁酯，混合，在140～150℃温度下混炼10～20分钟，然后在室温下静储12～24小时，之后再于室温下返炼10～15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5～2MeV，束流20～100mA，剂量50～200kGy，速度为200～800m/min。
优选的是，所述乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40～60份、木质素磺酸钠20～30份、甲基丙烯酸甲酯3～5份、苯乙烯10～15份、丙烯酰胺3～5份、0.01～0.1份过氧化氢异丙苯、0.05～0.1份醋酸锑、甲苯50～100份、水100～150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20～40MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-木质素素共聚物。
本发明至少包括以下有益效果：本发明的防爆电缆结构合理，阻燃性能好，防爆性能强，抗干扰性能好、机械性能好，成本低，操作安全，使用十分方便，改善了电缆的性能，使其具有低电容、低电感、的特点，提高了产品的防爆安全性能，使其使用时更加方便、可靠。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明防爆电缆的截面结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1示出了本发明的一种防爆电缆，所述防爆电缆从内到外依次包括电缆导体芯1、绝缘层2、屏蔽层3、相变材料层4、阻水层5、第一防爆层6、抗压层7、第二防爆层8、阻燃层9和护套层10。在这种技术方案中，采用双层的防爆层，能够提高电缆的防爆性能，而且具有优良的阻燃和抗干扰性能。
在上述技术方案中，所述屏蔽层3包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；采用这种结构明显的提高了电缆的抗干扰性能；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％，采用这种结构提高了电缆的抗压性能；所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料，在电缆上加入相变材料层，电缆使用过程中，由于电阻产生热量，相变材料吸收热量并发生相变，其实质是相变材料储存了热量，降低了电缆的发热，采用将相变材料放置在导热硅胶制成的密封空腔柱体内可防止电缆意外破裂相变材料的流出。
在上述技术方案中，所述第一防爆层为橡胶防爆层；所述第二防爆层为铜带层；所述绝缘层为乙丙橡胶绝缘层，采用这种技术方案，提高了电缆的防爆性能和绝缘性能，使该电缆的应用更加的广泛。
实施例1：
一种上述的防爆电缆的制备方法，包括以下过程：采用挤出工艺在电缆导体芯外包覆绝缘层，接着采用重叠绕包形成屏蔽层，然后在屏蔽层外粘附相变材料层，在相变材料层上包覆阻水层，采用挤出工艺在阻水层上包覆第一防爆层，在第一防爆层上依次包覆抗压层和第二防爆层，采用双挤出工艺第二防爆层上包覆阻燃层和护套层，形成防爆电缆；
所述第一防爆层为橡胶防爆层，所述橡胶防爆层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将100份丁苯橡胶加入炼胶机中混炼10分钟，然后加入10份三氧化二锑、3份炭黑、5份纳米氧化硅、3份改性陶土和6份沥青基碳纤维，混合均匀，混炼1小时，再加入1份乙酰基柠檬酸三正丁酯、8份异噻唑啉酮、3份羧甲基纤维素、3份邻氨基苯甲酸甲酯、5份二甲基硅油、1份三聚氰胺氰尿酸盐、3份三乙醇胺和3份聚乳酸，混炼30分钟，得到胶料，将胶料模压成型，得到制备橡胶防爆层的橡胶材料；将该橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为50Mpa；氧指数40％；烟密度：有焰65，无焰162；体积电阻率1.4×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例2：
所述第一防爆层为橡胶防爆层，所述橡胶防爆层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将120份丁苯橡胶加入炼胶机中混炼15分钟，然后加入15份三氧化二锑、5份炭黑、8份纳米氧化硅、5份改性陶土和10份沥青基碳纤维，混合均匀，混炼2小时，再加入3份乙酰基柠檬酸三正丁酯、12份异噻唑啉酮、5份羧甲基纤维素、5份邻氨基苯甲酸甲酯、8份二甲基硅油、3份三聚氰胺氰尿酸盐、5份三乙醇胺和5份聚乳酸，混炼60分钟，得到胶料，将胶料模压成型，得到制备橡胶防爆层的橡胶材料。
其他过程和参数与实施例1的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为48Mpa；氧指数38％；烟密度：有焰70，无焰171；体积电阻率1.1×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例3：
所述第一防爆层为橡胶防爆层，所述橡胶防爆层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将110份丁苯橡胶加入炼胶机中混炼12分钟，然后加入12份三氧化二锑、4份炭黑、6份纳米氧化硅、4份改性陶土和8份沥青基碳纤维，混合均匀，混炼1.5小时，再加入2份乙酰基柠檬酸三正丁酯、10份异噻唑啉酮、4份羧甲基纤维素、4份邻氨基苯甲酸甲酯、6份二甲基硅油、2份三聚氰胺氰尿酸盐、4份三乙醇胺和4份聚乳酸，混炼40分钟，得到胶料，将胶料模压成型，得到制备橡胶防爆层的橡胶材料。
其他过程和参数与实施例1的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为52Mpa；氧指数45％；烟密度：有焰56，无焰146；体积电阻率1.5×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例4：
所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20份陶土、10份甲苯、10份N,N-二甲基甲酰胺和20份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20MPa、温度60℃下的条件下反应1小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取10份硅烷偶联剂改性的陶土、25份质量分数为10％的戊二醛溶液和20份改性卡拉胶，在温度50℃下的条件下搅拌反应1小时，然后加入10份单宁酸、5份二乙烯基苯，搅拌1小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
其他过程和参数与实施例3的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为60Mpa；氧指数48％；烟密度：有焰50，无焰140；体积电阻率1.35×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例5：
所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入30份陶土、15份甲苯、20份N,N-二甲基甲酰胺和30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至40MPa、温度70℃下的条件下反应3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取15份硅烷偶联剂改性的陶土、50份质量分数为10％的戊二醛溶液和25份改性卡拉胶，在温度65℃下的条件下搅拌反应3小时，然后加入20份单宁酸、10份二乙烯基苯，搅拌3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
其他过程和参数与实施例3的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为58Mpa；氧指数45％；烟密度：有焰58，无焰148；体积电阻率1.3×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例6：
所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入25份陶土、12份甲苯、15份N,N-二甲基甲酰胺和25份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至30MPa、温度65℃下的条件下反应2小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取12份硅烷偶联剂改性的陶土、30份质量分数为10％的戊二醛溶液和22份改性卡拉胶，在温度60℃下的条件下搅拌反应2小时，然后加入15份单宁酸、8份二乙烯基苯，搅拌2小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
其他过程和参数与实施例3的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为62Mpa；氧指数46％；烟密度：有焰55，无焰140；体积电阻率1.4×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例7：
所述阻水层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5份和酚醛树脂3份加入到30份甲基硅油中，搅拌后加入改性卡拉胶3份和陶土1份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1份、丙烯酸钠3份和三聚氰胺1份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1份和烷基水杨酸钼1份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到制备阻水层的材料，使用该材料的阻水层的阻性能优异。
其他过程和参数与实施例1的完全相同。
实施例8：
所述阻水层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将聚醋酸乙烯酯10份和酚醛树脂5份加入到50份甲基硅油中，搅拌后加入改性卡拉胶5份和陶土3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐3份、丙烯酸钠5份和三聚氰胺3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇3份和烷基水杨酸钼3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到制备阻水层的材料，使用该材料的阻水层的阻性能优异。
其他过程和参数与实施例1的完全相同。
实施例9：
所述阻水层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将聚醋酸乙烯酯8份和酚醛树脂4份加入到50份甲基硅油中，搅拌后加入改性卡拉胶4份和陶土2份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐2份、丙烯酸钠2份和三聚氰胺2份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚2份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇3份和烷基水杨酸钼2份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到制备阻水层的材料，使用该材料的阻水层的阻性能优异。
其他过程和参数与实施例1的完全相同。
实施例10：
所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，取卡拉胶5份加入到50份0.5mol/L的碱性溶液中，在50℃下搅拌1小时，并在搅拌的同时采用电子束进行辐照，搅拌完成后继续辐照1小时，然后水洗至中性，烘干，得到改性卡拉胶；所述电子束的能量为15MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500kGy/h，辐照剂量为500kGy。
其他过程和参数与实施例9的完全相同。
实施例11：
所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，取卡拉胶10份加入到80份0.5mol/L的碱性溶液中，在50℃下搅拌1小时，并在搅拌的同时采用电子束进行辐照，搅拌完成后继续辐照3小时，然后水洗至中性，烘干，得到改性卡拉胶；所述电子束的能量为20MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为1500kGy/h，辐照剂量为3000kGy。
其他过程和参数与实施例9的完全相同。
实施例12：
所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，取卡拉胶8份加入到60份0.5mol/L的碱性溶液中，在50℃下搅拌1小时，并在搅拌的同时采用电子束进行辐照，搅拌完成后继续辐照3小时，然后水洗至中性，烘干，得到改性卡拉胶；所述电子束的能量为17MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为1000kGy/h，辐照剂量为2000kGy。
其他过程和参数与实施例9的完全相同。
实施例13：
所述护套层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将50份乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物、10份丁苯橡胶、5份聚丙烯腈基碳纤维、1份聚甲基丙烯酸甲脂和5份改性陶土加入双辊开炼机中混合，在140℃温度下混炼5分钟，然后加入1份防老剂、1份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、1份补强剂、2份三聚氰胺氰尿酸盐、0.5份双十二碳醇酯、5份色母粒、2份环烷酸钙、1份己二酸二异癸酯、1份辛癸酸二亚甲基锡，在120℃温度下混炼5分钟，然后加入0.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1份柠檬酸三丁酯，混合，在140℃温度下混炼10分钟，然后在室温下静储12小时，之后再于室温下返炼10分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5MeV，束流20mA，剂量50kGy，速度为200m/min；所述乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、木质素磺酸钠20份、甲基丙烯酸甲酯3份、苯乙烯10份、丙烯酰胺3份、0.01份过氧化氢异丙苯、0.05份醋酸锑、甲苯50份、水100份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20MPa、温度60℃下的条件下反应5小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-木质素素共聚物。
其他过程和参数与实施例6的完全相同。将该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为58Mpa；氧指数52％；烟密度：有焰48，无焰120；体积电阻率1.5×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例14：
所述护套层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将80份乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物、15份丁苯橡胶、8份聚丙烯腈基碳纤维、5份聚甲基丙烯酸甲脂和8份改性陶土加入双辊开炼机中混合，在150℃温度下混炼10分钟，然后加入5份防老剂、3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、3份补强剂、5份三聚氰胺氰尿酸盐、1份双十二碳醇酯、8份色母粒、5份环烷酸钙、3份己二酸二异癸酯、3份辛癸酸二亚甲基锡，在135℃温度下混炼10分钟，然后加入1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、3份柠檬酸三丁酯，混合，在150℃温度下混炼20分钟，然后在室温下静储24小时，之后再于室温下返炼15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压2MeV，束流100mA，剂量200kGy，速度为800m/min。所述乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、木质素磺酸钠30份、甲基丙烯酸甲酯5份、苯乙烯15份、丙烯酰胺5份、0.1份过氧化氢异丙苯、0.1份醋酸锑、甲苯100份、水150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至40MPa、温度75℃下的条件下反应8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-木质素素共聚物。
其他过程和参数与实施例6的完全相同。将该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为56Mpa；氧指数50％；烟密度：有焰52，无焰135；体积电阻率1.52×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
实施例15：
所述护套层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将60份乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物、12份丁苯橡胶、6份聚丙烯腈基碳纤维、3份聚甲基丙烯酸甲脂和6份改性陶土加入双辊开炼机中混合，在145℃温度下混炼8分钟，然后加入3份防老剂、2份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、2份补强剂、3份三聚氰胺氰尿酸盐、0.8份双十二碳醇酯、6份色母粒、3份环烷酸钙、2份己二酸二异癸酯、2份辛癸酸二亚甲基锡，在125℃温度下混炼8分钟，然后加入1份三烯丙基异氰尿酸酯、2份柠檬酸三丁酯，混合，在145℃温度下混炼15分钟，然后在室温下静储18小时，之后再于室温下返炼12分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在130℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.8MeV，束流80mA，剂量150kGy，速度为500m/min。所述乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、木质素磺酸钠25份、甲基丙烯酸甲酯4份、苯乙烯12份、丙烯酰胺4份、0.05份过氧化氢异丙苯、0.08份醋酸锑、甲苯80份、水120份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至30MPa、温度65℃下的条件下反应6小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-木质素素共聚物；所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入25份陶土、12份甲苯、15份N,N-二甲基甲酰胺和25份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至30MPa、温度65℃下的条件下反应2小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取12份硅烷偶联剂改性的陶土、30份质量分数为10％的戊二醛溶液和22份改性卡拉胶，在温度60℃下的条件下搅拌反应2小时，然后加入15份单宁酸、8份二乙烯基苯，搅拌2小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
其他过程和参数与实施例6的完全相同。将该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为55Mpa；氧指数52％；烟密度：有焰55，无焰138；体积电阻率1.55×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验，具有优良的力学性能、阻燃性能、防爆性能和抗老化性能。
为了说明本发明的效果，提供对比例如下：
对比例1：
所述橡胶防爆层的材料的制备方法中采用陶土(未改性陶土)代替改性陶土，其他过程和参数与实施例6的完全相同。将该实施例制备的橡胶材料进行性能检测数据：拉伸强度为40Mpa；氧指数42％；烟密度：有焰60，无焰146；体积电阻率1.35×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验。
对比例2：
所述护套层的材料的制备方法中采用陶土(未改性陶土)代替改性陶土，其他过程和参数与实施例15的完全相同。将该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为35Mpa；氧指数46％；烟密度：有焰61，无焰143；体积电阻率1.45×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验。
对比例3：
所述护套层的材料的制备方法中采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物代替乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物，其他过程和参数与实施例15的完全相同。将该实施例制备的护套层材料进行性能检测数据：拉伸强度为38Mpa；氧指数48％；烟密度：有焰60，无焰142；体积电阻率1.46×1015Ω·cm；能通过136℃×168小时的热老化试验。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种防爆电缆，其特征在于，所述防爆电缆从内到外依次包括电缆导体芯、绝缘层、屏蔽层、相变材料层、阻水层、第一防爆层、抗压层、第二防爆层、阻燃层和护套层。
2.如权利要求1所述的防爆电缆，其特征在于，所述屏蔽层包括由内而外的铝塑复合膜屏蔽层和由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层；所述抗压层为双层镀锌钢带间隙绕包而成，且位于内侧的镀锌钢带的间隙为位于外侧的镀锌钢带覆盖，此镀锌钢带的间隙率不大于镀锌钢带带宽的50％；所述相变材料层包括沿同轴射频电缆长度方向排列设置的多个环形弹性密封空腔；所述空腔由导热硅胶围合而成；所述空腔内填充有相变材料；所述相变材料层内的相变材料为为50℃-90℃固-液相变材料。
3.如权利要求1所述的防爆电缆，其特征在于，所述第一防爆层为橡胶防爆层；所述第二防爆层为铜带层；所述绝缘层为乙丙橡胶绝缘层。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，包括以下过程：采用挤出工艺在电缆导体芯外包覆绝缘层，接着采用重叠绕包形成屏蔽层，然后在屏蔽层外粘附相变材料层，在相变材料层上包覆阻水层，采用挤出工艺在阻水层上包覆第一防爆层，在第一防爆层上依次包覆抗压层和第二防爆层，采用双挤出工艺第二防爆层上包覆阻燃层和护套层，形成防爆电缆。
5.如权利要求4所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述第一防爆层为橡胶防爆层，所述橡胶防爆层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将100～120份丁苯橡胶加入炼胶机中混炼10～15分钟，然后加入10～15份三氧化二锑、3～5份炭黑、5～8份纳米氧化硅、3～5份改性陶土和6～10份沥青基碳纤维，混合均匀，混炼1～2小时，再加入1～3份乙酰基柠檬酸三正丁酯、8～12份异噻唑啉酮、3～5份羧甲基纤维素、3～5份邻氨基苯甲酸甲酯、5～8份二甲基硅油、1～3份三聚氰胺氰尿酸盐、3～5份三乙醇胺和3～5份聚乳酸，混炼30～60分钟，得到胶料，将胶料模压成型，得到制备橡胶防爆层的橡胶材料。
6.如权利要求5所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述改性陶土的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份陶土、10～15份甲苯、10～20份N,N-二甲基甲酰胺和20～30份氨基硅烷偶联剂，将体系密封，通入CO2至20～40MPa、温度60～70℃下的条件下反应1～3小时，然后卸去CO2压力，过滤，真空干燥，得到硅烷偶联剂改性的陶土；按重量份，取10～15份硅烷偶联剂改性的陶土、25～50份质量分数为10％的戊二醛溶液和20～25份改性卡拉胶，在温度50～65℃下的条件下搅拌反应1～3小时，然后加入10～20份单宁酸、5～10份二乙烯基苯，搅拌1～3小时，卸压，离心分离，洗涤，得到改性陶土。
7.如权利要求4所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述阻水层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将聚醋酸乙烯酯5～10份和酚醛树脂3～5份加入到30～50份甲基硅油中，搅拌后加入改性卡拉胶3～5份和陶土1～3份，边加热边搅拌5小时，待温度升至80℃时，加入三聚氰胺氰尿酸盐1～3份、丙烯酸钠3～5份和三聚氰胺1～3份，继续加温搅拌3小时，待温度升至150℃，停止加温，保温搅拌4小时后，加入2,6-二叔丁基对甲酚1～3份再搅拌2小时，然后再降温冷却至100℃，加入聚乙二醇1～3份和烷基水杨酸钼1～3份，充分搅拌4小时后，经真空脱气、过滤，得到制备阻水层的材料。
8.如权利要求6或7所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，取卡拉胶5～10份加入到50～80份0.5mol/L的碱性溶液中，在50℃下搅拌1小时，并在搅拌的同时采用电子束进行辐照，搅拌完成后继续辐照1～3小时，然后水洗至中性，烘干，得到改性卡拉胶；所述电子束的能量为15～20MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500～1500kGy/h，辐照剂量为500～3000kGy。
9.如权利要求6所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述护套层采用以下方法制备的材料挤出制成，其包括以下过程：按重量份，将50～80份乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物、10～15份丁苯橡胶、5～8份聚丙烯腈基碳纤维、1～5份聚甲基丙烯酸甲脂和5～8份改性陶土加入双辊开炼机中混合，在140～150℃温度下混炼5～10分钟，然后加入1～5份防老剂、1～3份重量比为3:1的三氧化二锑和烷基水杨酸钼、1～3份补强剂、2～5份三聚氰胺氰尿酸盐、0.5～1份双十二碳醇酯、5～8份色母粒、2～5份环烷酸钙、1～3份己二酸二异癸酯、1～3份辛癸酸二亚甲基锡，在120～135℃温度下混炼5～10分钟，然后加入0.5～1.5份三烯丙基异氰尿酸酯、1～3份柠檬酸三丁酯，混合，在140～150℃温度下混炼10～20分钟，然后在室温下静储12～24小时，之后再于室温下返炼10～15分钟，然后取返炼完成的胶料在压片机上模压成型为片材；将片材用高能电子加速器辐照交联；将辐照交联后的片材在120～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到护套层材料；所述高能电子加速器辐照的参数为：束压1.5～2MeV，束流20～100mA，剂量50～200kGy，速度为200～800m/min。
10.如权利要求9所述的防爆电缆的制备方法，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯-木质素共聚物的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40～60份、木质素磺酸钠20～30份、甲基丙烯酸甲酯3～5份、苯乙烯10～15份、丙烯酰胺3～5份、0.01～0.1份过氧化氢异丙苯、0.05～0.1份醋酸锑、甲苯50～100份、水100～150份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至20～40MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，干燥，得到乙烯-醋酸乙烯酯-木质素素共聚物。
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