CN107254236A - 一种抗凝冻电缆绝缘涂层及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗凝冻电缆绝缘涂层及其生产工艺，该绝缘涂层包括如下重量份的原料：环氧树脂40～60份、硅酸盐颗粒20～30份、羟丙基甲基纤维素1～5份、氢氧化铝粉末3～10份、膨润土0.6～2.5份、海藻酸钠1～5份、催干剂0.3～1.8份、固化剂0.2～0.6份、固化促进剂0.05～0.15份、溶剂60～80份。该绝缘涂层的生产工艺包括环氧树脂改性、混料、密炼等步骤。本发明的电缆绝缘涂层各成分绿色环保无毒，具有优良的耐候性、耐腐蚀性，不仅抗凝冻、绝缘性能好，还降低了低频磁场辐射，生产工艺简单可控，适合大规模生产。

Description

一种抗凝冻电缆绝缘涂层及其生产工艺
技术领域
本发明涉及电缆涂层领域，具体涉及一种抗凝冻电缆绝缘涂层及其生产工艺。
背景技术
输电电缆由于长期曝露于自然环境之中，对其绝缘性、耐候稳定性有很高的要求。尤其在自然条件比较恶劣的地区，电缆的耐候性问题尤为重要。寒冷覆冰常引起输电线路倒杆、断线和绝缘子闪络等重大事故，对电力系统的安全运行产生严重危害。现有的防敷冰手段多采用的是机械除冰法或热力防冰法，能耗大、施工麻烦，尤其是对于地形复杂的山区，操作非常不利，且耗时耗力。因此开发一种具有优良耐候性和抗凝冻的绝缘涂层材料具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抗凝冻电缆绝缘涂层及其生产工艺，该绝缘涂层各成分绿色环保无毒，具有优良耐候性、耐腐蚀性，不仅抗凝冻、绝缘性能好，还降低了低频磁场辐射，生产工艺简单可控，适合大规模生产。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量份的原料：环氧树脂40～60份、硅酸盐颗粒20～30份、羟丙基甲基纤维素1～5份、氢氧化铝粉末3～10份、膨润土0.6～2.5份、海藻酸钠1～5份、催干剂0.3～1.8份、固化剂0.2～0.6份、固化促进剂0.05～0.15份、溶剂60～80份。
优选地，所述绝缘涂层包括如下重量份的原料：环氧树脂52份、硅酸盐颗粒28份、羟丙基甲基纤维素3份、氢氧化铝粉末8份、膨润土2份、海藻酸钠2份、催干剂1.5份、固化剂0.3份、固化促进剂0.08份、溶剂72份。
优选地，所述催干剂为萘酸钴、萘酸锰、萘酸钙中的一种或多种的混合物。
优选地，所述固化剂为多乙烯多胺、三甲基六亚甲基二胺、二氨甲基环已烷、氨乙基呱嗪、四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或多种的混合物。
优选地，所述固化促进剂为2,4,6-三（二甲氨基）苯酚、苄基二甲胺、三乙醇胺、N-（2-羟基苯基）-N´、N´-二甲基脲中的一种或多种的混合物。
优选地，所述溶剂为乙醇、甲醇、乙腈、乙酸乙酯中的一种或多种的混合物。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量份将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂；
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a；
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。
优选地，所述步骤（3）密炼时密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的电缆绝缘涂层，各成分绿色环保无毒，具有优良的耐候性、耐腐蚀性、阻燃性、力学性能如抗拉伸强度和抗压强度，不仅抗凝冻、绝缘性能好，还降低了低频磁场辐射，生产工艺简单可控，适合大规模生产。
（2）本发明的电缆绝缘涂层，以环氧树脂为主要成分，使用高分散性、稳定性的海藻酸钠对其进行改性，结合环氧树脂的常用固化剂和固化促进剂，使得改性后的环氧树脂结构粗糙化，耐温性、耐候性得到了很大的提高。
（3）本发明绝缘涂层中的硅酸盐熔点高，化学性质稳定；羟丙基甲基纤维素的保水性能优良，可以增加涂层的硬化强度，不会在长期干燥高温的情况下龟裂；氢氧化铝粉末是一种两性氢氧化物，耐酸碱性作用持久、较强，阻燃性能优良；多种助剂进一步提高了该电缆涂层的耐候性、耐温性和耐腐蚀性。
（4）本发明的生产工艺使用密炼机密炼生产，密炼的时间短、生产效率高、生产量大，且污染较小，强化了该绝缘涂层的力学性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量的原料：环氧树脂520g、硅酸盐颗粒280g、羟丙基甲基纤维素30g、氢氧化铝粉末80g、膨润土20g、海藻酸钠20g、催干剂萘酸钴15g、固化剂二氨甲基环已烷3g、固化促进剂N-（2-羟基苯基）-N´、N´-二甲基脲0.8g、溶剂乙腈720g。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂。
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a。
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。其中，密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
本实施例的绝缘涂层的接触角为158°，耐温范围为-25～65℃。
实施例2
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量的原料：环氧树脂440g、硅酸盐颗粒220g、羟丙基甲基纤维素25g、氢氧化铝粉末46g、膨润土18g、海藻酸钠30g、催干剂萘酸钙7g、固化剂多乙烯多胺4g、固化促进剂2,4,6-三（二甲氨基）苯酚0.7g、溶剂乙酸乙酯75g。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂。
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a。
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。其中，密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
本实施例的绝缘涂层的接触角为152°，耐温范围为-20～62℃。
实施例3
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量的原料：环氧树脂550g、硅酸盐颗粒280g、羟丙基甲基纤维素45g、氢氧化铝粉末68g、膨润土20g、海藻酸钠25g、催干剂萘酸锰14g、固化剂均苯四甲酸酐5g、固化促进剂苄基二甲胺0.8g、溶剂甲醇690g。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂。
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a。
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。其中，密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
本实施例的绝缘涂层的接触角为148°，耐温范围为-20～60℃。
实施例4
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量的原料：环氧树脂600g、硅酸盐颗粒300g、羟丙基甲基纤维素48g、氢氧化铝粉末80g、膨润土22g、海藻酸钠50g、催干剂萘酸钴16g、固化剂氨乙基呱嗪5g、固化促进剂三乙醇胺1.3g、溶剂乙腈780g。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂。
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a。
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。其中，密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
本实施例的绝缘涂层的接触角为146°，耐温范围为-18～56℃。
实施例5
一种抗凝冻电缆绝缘涂层，包括如下重量的原料：环氧树脂560g、硅酸盐颗粒220g、羟丙基甲基纤维素48g、氢氧化铝粉末72g、膨润土15g、海藻酸钠43g、催干剂萘酸钴16g、固化剂氨乙基呱嗪5g、固化促进剂三乙醇胺1.3g、溶剂乙腈780g。
上述抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，包括如下步骤：
（1）按照重量将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂。
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a。
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。其中，密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
本实施例的绝缘涂层的接触角为145°，耐温范围为-16～55℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，包括如下重量份的原料：环氧树脂40～60份、硅酸盐颗粒20～30份、羟丙基甲基纤维素1～5份、氢氧化铝粉末3～10份、膨润土0.6～2.5份、海藻酸钠1～5份、催干剂0.3～1.8份、固化剂0.2～0.6份、固化促进剂0.05～0.15份、溶剂60～80份。
2.根据权利要求1所述的抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，所述绝缘涂层包括如下重量份的原料：环氧树脂52份、硅酸盐颗粒28份、羟丙基甲基纤维素3份、氢氧化铝粉末8份、膨润土2份、海藻酸钠2份、催干剂1.5份、固化剂0.3份、固化促进剂0.08份、溶剂72份。
3.根据权利要求1所述的抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，所述催干剂为萘酸钴、萘酸锰、萘酸钙中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，所述固化剂为多乙烯多胺、三甲基六亚甲基二胺、二氨甲基环已烷、氨乙基呱嗪、四氢邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，所述固化促进剂为2,4,6-三（二甲氨基）苯酚、苄基二甲胺、三乙醇胺、N-（2-羟基苯基）-N´、N´-二甲基脲中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗凝冻电缆绝缘涂层，其特征在于，所述溶剂为乙醇、甲醇、乙腈、乙酸乙酯中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照重量份将环氧树脂加入到反应釜中，升温至50～60℃，以400～600r/min的速度搅拌，缓慢加入海藻酸钠和溶剂预先混合好的溶液，滴加完毕后搅拌反应30～40min，再加入固化剂和固化促进剂，升温至70～80℃反应1～2小时，趁热减压过滤取滤饼，滤饼冷却至室温得到经过改性的环氧树脂；
（2）取硅酸盐颗粒、羟丙基甲基纤维素、氢氧化铝粉末、膨润土、催干剂加入到高压釜中，搅拌升温至100～120℃使其呈粘稠浆液状，继续升温至150～160℃，高速搅拌反应20～30min后得到混合物a；
（3）将改性环氧树脂、混合物a在常温下混合搅拌均匀，投入密炼机中，升温至250～270℃密炼3～5小时，出料冷却即得到该绝缘涂层。
8.根据权利要求7所述的抗凝冻电缆绝缘涂层的生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）密炼时密炼机的翻转角度为140°，前后转子轴的转速分别为40rpm/min、33rpm/min，压缩空气的工作压力为0.5～0.7MPa，加热蒸汽压力为0.5～0.8MPa。
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