CN107057186A - 一种耐腐蚀的adss光缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀的ADSS光缆及其制备方法，属于ADSS光缆技术领域。光缆包括有至少一根光缆芯，在光缆芯的外部包覆有填充材料层，在填充材料层的外部依次包覆有弹性绝缘层、缓冲层和耐腐蚀层。本发明通过对ADSS光缆外部的护套层进行改进，通过采用耐腐蚀层与弹性绝缘层之间设置缓冲材料层，提高了耐腐蚀层与弹性层之间的连接性，使光缆受到湿热光等变化时，可以利用弹性绝缘层吸收掉耐腐蚀层的形变，提高光缆的耐腐蚀性。

Description

一种耐腐蚀的ADSS光缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀的ADSS光缆及其制备方法，属于ADSS光缆技术领域。
背景技术
ADSS光缆也称全介质自承式光缆，全介质即光缆所用的是全介质材料，自承式是指光缆自身加强构件能承受自重及外界负荷。这一名称就点明了这种光缆的使用环境及其关键技术：因为是自承式，所以其机械强度举足轻重；使用全介质材料是因为光缆处于高压强电环境中，必须能耐受强电的影响；由于是在电力杆塔上架空使用，所以必须有配套的挂件将光缆固定在杆塔上。
ADSS光缆在不同的电力路线采用不同的护套，最常见的ADSS护套有两种：PE护套和AT护套。PE护套为普通的聚乙烯护套，用于110KV以下电力线路。AT护套为抗电痕护套，用于100KV以上电力线路。
目前，国内对ADSS光缆防止电腐蚀的研究很多，提出过一些解决方案。但 是，有些方案由于改造费用太高，不适用于在线运行的旧线路，而有些方案的 局限性也很大，对于线路电压等级不同、导线的相序变化等导致电场强度变化， 以及周边环境的污染程度差异等因素，其防电腐蚀的效果差异很大，以至于目 前国内ADSS光缆在运行过程中因电腐蚀发生断缆的事故仍不断上升，严重影响 电网运行安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是ADSS光缆长期使用后，存在着表面老化、护套损坏的问题，本发明通过对ADSS光缆外部的护套层进行改进，通过采用耐腐蚀层与弹性绝缘层之间设置缓冲材料层，提高了耐腐蚀层与弹性层之间的连接性，使光缆受到湿热光等变化时，可以利用弹性绝缘层吸收掉耐腐蚀层的形变，提高光缆的耐腐蚀性。
技术方案是：
一种耐腐蚀的ADSS光缆，包括有至少一根光缆芯，在光缆芯的外部包覆有填充材料层，在填充材料层的外部依次包覆有弹性绝缘层、缓冲层和耐腐蚀层。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯30～50份、聚氯乙烯10～12份、白炭黑10～15份、高岭土3～5份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶120～150份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 5～10份、聚醋酸乙烯酯1～3份、三元乙丙橡胶2～4份、气相法白炭黑10～20份、羟基硅油3～5份混合后混炼而成。
所述的缓冲层是由羟基硅油改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：
S1，按重量份计，将20～40份羟基硅油、4～6份硅烷偶联剂KH-570、2～4份KOH、乙酸乙酯5～14份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；
S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯15～25份、丙烯酸甲酯3～15份、乳化剂1～4份和去离子水67～78份，高速搅拌1～2h，再加入偶氮类引发剂1～4份，在76～83℃下反应1～4h，再滴加8～14份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮类引发剂2～4份，在72～82℃下反应3～5h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异 丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种。
所述的乳化剂选自十八烷基苯磺酸钠。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶15～20份、硅橡胶5～15份、氯化聚丙烯3～5份、硫化剂1～3份、沉淀法白炭黑7～8份、氧化铝粉末6～7份、羟基硅油2～3份、硫化剂3～5份、硫化促进剂1～3份经过混炼而成。
所述的硫化促进剂可以是噻唑类橡胶促进剂，例如：硫化促进剂D、硫化促进剂DM。
所述的填充材料层的厚度是0.5～2mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.5～2mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.2～0.5mm；耐腐蚀层的厚度是1～3mm。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；
第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；
第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得。
所述的第5步，硫化温度是150～160℃，硫化压力0.5～ 2MPa。
有益效果
本发明通过对ADSS光缆外部的护套层进行改进，通过采用耐腐蚀层与弹性绝缘层之间设置缓冲材料层，提高了耐腐蚀层与弹性层之间的连接性，使光缆受到湿热光等变化时，可以利用弹性绝缘层吸收掉耐腐蚀层的形变，提高光缆的耐腐蚀性。
附图说明
图1是本发明提供的电缆的结构示意图。
其中，1、光缆芯；2、填充材料层；3、弹性绝缘层；4、缓冲层；5、耐腐蚀层。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，耐腐蚀的ADSS光缆，包括有3根光缆芯1，在光缆芯1的外部包覆有填充材料层2，在填充材料层2的外部依次包覆有弹性绝缘层3、缓冲层4和耐腐蚀层5。所述的填充材料层的厚度是0.5mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.5mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.2mm；耐腐蚀层的厚度是1mm。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯30份、聚氯乙烯10份、白炭黑10份、高岭土3份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶120份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 5份、聚醋酸乙烯酯1份、三元乙丙橡胶2份、气相法白炭黑10份、羟基硅油3份混合后混炼而成。
所述的缓冲层是由羟基硅油改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：
S1，按重量份计，将20份羟基硅油、4份硅烷偶联剂KH-570、2份KOH、乙酸乙酯5份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；
S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯15份、丙烯酸甲酯3份、乳化剂十八烷基苯磺酸钠1份和去离子水67份，高速搅拌1h，再加入偶氮二异丁酸二甲酯1份，在76℃下反应1h，再滴加8份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮二异丁酸二甲酯2份，在72℃下反应3h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶15份、硅橡胶5份、氯化聚丙烯3份、硫化剂1份、沉淀法白炭黑7份、氧化铝粉末6份、羟基硅油2份、硫化剂3份、硫化促进剂D 1份经过混炼而成。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；
第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；
第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得，硫化温度是150℃，硫化压力0.5MPa。
实施例2
如图1所示，耐腐蚀的ADSS光缆，包括有3根光缆芯1，在光缆芯1的外部包覆有填充材料层2，在填充材料层2的外部依次包覆有弹性绝缘层3、缓冲层4和耐腐蚀层5。所述的填充材料层的厚度是2mm；所述的弹性绝缘层的厚度是2mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.5mm；耐腐蚀层的厚度是3mm。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯50份、聚氯乙烯12份、白炭黑15份、高岭土5份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶150份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 10份、聚醋酸乙烯酯3份、三元乙丙橡胶4份、气相法白炭黑20份、羟基硅油5份混合后混炼而成。
所述的缓冲层是由羟基硅油改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：
S1，按重量份计，将40份羟基硅油、6份硅烷偶联剂KH-570、4份KOH、乙酸乙酯14份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；
S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯25份、丙烯酸甲酯15份、乳化剂十八烷基苯磺酸钠4份和去离子水78份，高速搅拌2h，再加入偶氮二异丁酸二甲酯4份，在83℃下反应4h，再滴加14份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮二异丁酸二甲酯4份，在82℃下反应5h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶20份、硅橡胶15份、氯化聚丙烯5份、硫化剂3份、沉淀法白炭黑8份、氧化铝粉末7份、羟基硅油3份、硫化剂5份、硫化促进剂D 3份经过混炼而成。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；
第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；
第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得，硫化温度是160℃，硫化压力2MPa。
实施例3
如图1所示，耐腐蚀的ADSS光缆，包括有3根光缆芯1，在光缆芯1的外部包覆有填充材料层2，在填充材料层2的外部依次包覆有弹性绝缘层3、缓冲层4和耐腐蚀层5。所述的填充材料层的厚度是1mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.9mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.3mm；耐腐蚀层的厚度是2mm。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯40份、聚氯乙烯11份、白炭黑12份、高岭土4份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶140份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 8份、聚醋酸乙烯酯2份、三元乙丙橡胶3份、气相法白炭黑15份、羟基硅油4份混合后混炼而成。
所述的缓冲层是由羟基硅油改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：
S1，按重量份计，将30份羟基硅油、5份硅烷偶联剂KH-570、3份KOH、乙酸乙酯8份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；
S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯10份、乳化剂十八烷基苯磺酸钠2份和去离子水72份，高速搅拌1h，再加入偶氮二异丁酸二甲酯2份，在79℃下反应3h，再滴加12份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮二异丁酸二甲酯3份，在78℃下反应4h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶18份、硅橡胶8份、氯化聚丙烯4份、硫化剂2份、沉淀法白炭黑7份、氧化铝粉末7份、羟基硅油2份、硫化剂4份、硫化促进剂D 2份经过混炼而成。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；
第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；
第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得，硫化温度是155℃，硫化压力1MPa。
对照例1
与实施例3的区别在于：电缆中未加入缓冲层。
耐腐蚀的ADSS光缆，包括有3根光缆芯1，在光缆芯1的外部包覆有填充材料层2，在填充材料层2的外部依次包覆有弹性绝缘层3和耐腐蚀层5。所述的填充材料层的厚度是1mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.9mm；耐腐蚀层的厚度是2mm。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯40份、聚氯乙烯11份、白炭黑12份、高岭土4份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶140份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 8份、聚醋酸乙烯酯2份、三元乙丙橡胶3份、气相法白炭黑15份、羟基硅油4份混合后混炼而成。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶18份、硅橡胶8份、氯化聚丙烯4份、硫化剂2份、沉淀法白炭黑7份、氧化铝粉末7份、羟基硅油2份、硫化剂4份、硫化促进剂D 2份经过混炼而成。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部包覆耐腐蚀层；
第4步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得，硫化温度是155℃，硫化压力1MPa。
对照例2
与实施例3的区别在于：缓冲层的制备中，乳液未经过羟基硅油改性。
如图1所示，耐腐蚀的ADSS光缆，包括有3根光缆芯1，在光缆芯1的外部包覆有填充材料层2，在填充材料层2的外部依次包覆有弹性绝缘层3、缓冲层4和耐腐蚀层5。所述的填充材料层的厚度是1mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.9mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.3mm；耐腐蚀层的厚度是2mm。
所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯40份、聚氯乙烯11份、白炭黑12份、高岭土4份混合后挤塑而成。
所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶140份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 8份、聚醋酸乙烯酯2份、三元乙丙橡胶3份、气相法白炭黑15份、羟基硅油4份混合后混炼而成。
所述的缓冲层是由改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：
S1，按重量份计，将5份硅烷偶联剂KH-570、3份KOH、乙酸乙酯8份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；
S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯10份、乳化剂十八烷基苯磺酸钠2份和去离子水72份，高速搅拌1h，再加入偶氮二异丁酸二甲酯2份，在79℃下反应3h，再滴加12份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮二异丁酸二甲酯3份，在78℃下反应4h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶18份、硅橡胶8份、氯化聚丙烯4份、硫化剂2份、沉淀法白炭黑7份、氧化铝粉末7份、羟基硅油2份、硫化剂4份、硫化促进剂D 2份经过混炼而成。
耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，包括如下步骤：
第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；
第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；
第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；
第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；
第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得，硫化温度是155℃，硫化压力1MPa。
耐腐蚀层的技术指标测试
单独取上述各实施例中的耐腐蚀层材料，经常混炼、硫化后，制成试样，进行性能检测：
从上表中可以看出，本发明提供的电缆的外面耐腐蚀层具有较好的强度和耐寒性能，并具有绝缘性。
电缆的耐氧化性能测试
将实施例和对照例中制备得到的电缆在臭氧氧化条件下进行耐氧化性能测试，测试条件是：40℃、120h。
从上表中可以看出，本发明提供的电缆具有较好的耐氧化性能，在弹性材料层与耐腐蚀层之间加入缓冲层，可以有效地促进耐腐蚀层与弹性材料层之间的结合，释放应力，提高表面耐氧化性。
电缆的耐盐水腐蚀特征
将实施例和对照例中制备得到的电缆在30wt%氯化纳盐水中浸泡进行耐腐蚀性能测试，测试条件是：氯化钠盐水温度70℃、时间20d。
从上表中可以看出，本发明提供的电缆具有较好的耐氧化性能，缓冲层的乳液经过羟基硅油改性后提高与耐腐蚀层之间的粘接，提高在盐水条件下表面耐腐蚀层的强度。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，包括有至少一根光缆芯，在光缆芯的外部包覆有填充材料层，在填充材料层的外部依次包覆有弹性绝缘层、缓冲层和耐腐蚀层。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的填充材料层的材料是由按照重量份计的聚丙烯30～50份、聚氯乙烯10～12份、白炭黑10～15份、高岭土3～5份混合后挤塑而成。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的弹性绝缘层是由按照重量份计的甲基乙烯基硅橡胶120～150份、乙酸-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 5～10份、聚醋酸乙烯酯1～3份、三元乙丙橡胶2～4份、气相法白炭黑10～20份、羟基硅油3～5份混合后混炼而成。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的缓冲层是由羟基硅油改性丙烯酸树脂乳液固化而成，乳液的制备方法是：S1，按重量份计，将20～40份羟基硅油、4～6份硅烷偶联剂KH-570、2～4份KOH、乙酸乙酯5～14份混合均匀，在氮气气氛下，升温至90℃后保持反应3h，得到改性聚硅氧烷预聚体；S2，按重量份计，取丙烯酸丁酯15～25份、丙烯酸甲酯3～15份、乳化剂1～4份和去离子水67～78份，高速搅拌1～2h，再加入偶氮类引发剂1～4份，在76～83℃下反应1～4h，再滴加8～14份改性聚硅氧烷预聚体和偶氮类引发剂2～4份，在72～82℃下反应3～5h，再用20wt%的氨水调节pH至7，再经过调整分散之后，得到改性的丙烯酸乳液。
5.根据权利要求4所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异 丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种；所述的乳化剂选自十八烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的耐腐蚀层是三元乙丙橡胶15～20份、硅橡胶5～15份、氯化聚丙烯3～5份、硫化剂1～3份、沉淀法白炭黑7～8份、氧化铝粉末6～7份、羟基硅油2～3份、硫化剂3～5份、硫化促进剂1～3份经过混炼而成。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的硫化促进剂可以是噻唑类橡胶促进剂，例如：硫化促进剂D、硫化促进剂DM。
8.根据权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆，其特征在于，所述的填充材料层的厚度是0.5～2mm；所述的弹性绝缘层的厚度是0.5～2mm；所述的缓冲层在固化之后的厚度是0.2～0.5mm；耐腐蚀层的厚度是1～3mm。
9.权利要求1所述的耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，在光缆芯的外部包覆填充材料层；第2步，在填充材料层的外部包覆弹性绝缘层；第3步，在弹性绝缘层的外部涂覆缓冲层，并使缓冲层固化；第4步，再在缓冲层的外部包覆耐腐蚀层；第5步，将上述得到的光缆进行硫化之后，即得。
10.根据权利要求9所述的耐腐蚀的ADSS光缆的制备方法，其特征在于，所述的第5步，硫化温度是150～160℃，硫化压力0.5～ 2MPa。
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