CN107815090A - 水下探测用电缆护套及其制备方法 - Google Patents

水下探测用电缆护套及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水下探测用电缆护套及其制备方法，包括：将聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯进行混炼得到混合物M1；将护套填料、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯进行胶炼得到混合物M2；将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；其中，混炼包括依次进行的第一混炼和第二混炼，并且，第二混炼的温度高于所述第一混炼50‑60℃；其中，护套填料为权利要求4所述的护套填料。该水下探测用电缆护套的制备工艺简单，且制得的电缆护套具有优异的防水性能。

Description

水下探测用电缆护套及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆制造领域，具体地，涉及水下探测用电缆护套及其制备方法。
背景技术
随着当今科学技术的高速迅猛发展及我国国防现代化发展建设的迫切需要，通信工业正在朝着高科技、高速度的方向发展。通信工业的技术水平代表和象征着国防实力，为适应国防现代化高速发展的需要，与之配套的产品也在不断的更新换代，装备的电气化、自动化、系统化程度不断提高，作为“血管和神经”的电缆的使用量越来越大，对产品的质量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。在通信工业蓬勃发展的今天，为适应国防现代化高速发展的需要，研制开发高性能电缆具有重要作用及意义。
而近年来，随着我国海洋开发力度的不断增强，用于为海洋探测设备、海上浮动平台、水面浮动船只、舰船等供电的固定、非固定电缆得到越来越多的应用，因此，对目前能够用于漂浮于水面上的电缆的防水性、信号传输发热稳定性提出了更高的技术要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下探测用电缆护套及其制备方法，该水下探测用电缆护套的制备工艺简单，且制得的电缆护套具有优异的防水性能，且用于海上舰船等水底、水下探测用或水面作业时依旧能够保证信号的稳定传输。
为了实现上述目的，本发明提供了一种护套填料用原料组合物，该组合物包括：
纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙；
其中，所述纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙的用量比为10：5-10：1-5：3-5：6-9：20-30： 15-25：5-15。
本发明还提供了一种护套填料及其制备方法：将上述组合物中分原料进行热处理、研磨。
本发明还提供了一种由上述护套填料制得的水下探测用电缆护套的制备方法，包括将聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和溶剂进行混炼得到混合物M1；
将护套填料、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯进行胶炼得到混合物 M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；
其中，所述混炼包括依次进行的第一混炼和第二混炼，并且，所述第二混炼的温度高于所述第一混炼50-60℃；其中，所述护套填料为权利要求4 所述的护套填料。
根据上述技术方案，本发明中选择纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙按照特定的配比进行组合以制得护套填料，接着将护套填料加入到松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯等组分中以进行第一混炼、第二混炼以制得混合物M1，最后再制得水下探测用电缆护套；通过两次混炼及胶炼使得制得各组分之间充分融合，进而使制得的电缆护套具有优异的防水性能，且能够用于海上舰船等水底探测或水面作业时依旧能够保证信号的稳定传输。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中提供了一种护套填料用原料组合物，其中，该组合物包括：
纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙；
其中，所述纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙的用量比为10：5-10：1-5：3-5：6-9：20-30： 15-25：5-15。
本发明中还提供了一种由上述护套填料组合物制得的护套填料的制备方法，是将权利要求1所述组合物加热、研磨。
上述制备方法中，所述加热的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高加热效率，优选地，所述加热至少满足以下条件：温度为150-200℃，和/ 或时间为2-3h。
本发明提供了一种由上述制备方法制得的护套填料。
本发明还提供了一种由上述护套填料制得的水下探测用电缆护套的制备方法，其中，包括：将聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂 PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯进行混炼得到混合物M1；
将护套填料、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯进行胶炼得到混合物 M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；
其中，所述混炼包括依次进行的第一混炼和第二混炼，并且，所述第二混炼的温度高于所述第一混炼50-60℃；其中，所述护套填料为权利要求4 所述的护套填料。
上述技术方案中，所述第一混炼的温度可以在宽的范围内选择，但是为了提高第一混炼的效率，优选地，所述第一混炼的温度为80-100℃。
同样，所述所述第一混炼、第二混炼的时间可以在宽的范围内选择，但是为了提高混炼的效果，优选地，所述第一混炼的时间为1-2h，和/或所述第二混炼的时间为2-4h。
上述技术方案中，所述胶炼的温度可以在宽的范围内选择，但是为了提高胶炼的效率，优选地，所述胶炼至少满足以下条件：温度为130-160℃，和/或时间为2-4h。
上述技术方案中，所述挤出造粒的温度可以在宽的范围内选择，但是为了提高挤出造粒的效率，优选地，所述挤出造粒的温度为170-190℃。
本发明中，所述各原料的具体用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高各原料间的相互作用，优选地，所述聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的重量比为100：5-10：10-13：3-5：5-10：2-5： 3-5：5-10：3-5；
所述聚氨酯树脂及聚氯乙烯树脂的分子量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂与其他的原料之间的协同作用，优选地，所述聚氨酯树脂的重均分子量为2-5万，所述聚氯乙烯树脂的重均分子量为2-4万。
本发明中还提供了一种上述制备方法制得的水下探测用电缆护套。
制备例1
将纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙10：5：1：3：6：20：15：5的重量比在150℃在加热3h；接着，研磨即制得所述护套填料，记作W1。
制备例2
将纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙10：8：3：4：7：25：20：10的重量比在180℃加热2h；接着，研磨即制得所述护套填料，记作W2。
制备例3
将纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙10：10：5：5：9：30：25：15的重量比在200℃加热1h；接着，研磨即制得所述护套填料，记作W3。
制备例4
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W4；不同的是，原料中未加入纳米氧化钛。
制备例5
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W5；不同的是，原料中未加入石棉纤维。
制备例6
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W6；不同的是，原料中未加入陶瓷纤维。
制备例7
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W7；不同的是，原料中未加入硅藻土。
制备例8
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W8；不同的是，原料中未加入硬质酸钙。
制备例9
按照制备例1的方法制得所述护套填料，记作W9；不同的是，原料中未加入滑石粉。
实施例1
将聚氨酯树脂(重均分子量为2万)、聚氯乙烯树脂(重均分子量为2 万)、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯进行混合，并在80℃混炼2h后再在130℃混炼4h以制得混合物M1；
将护套填料W1、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯在130℃胶炼4进行得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在170℃挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；记作A1。
其中，所述聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的重量比为100：5：10：3：5：2：3：5：3。
实施例2
将聚氨酯树脂(重均分子量为3万)、聚氯乙烯树脂(重均分子量为3 万)、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯进行混合，并在90℃混炼2h后再在145℃混炼3h以制得混合物M1；
将护套填料W2、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯在150℃胶炼3进行得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在180℃挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；记作A2。
其中，所述聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的重量比为100：8：12：4：8：3：4：8：4。
实施例3
将聚氨酯树脂(重均分子量为5万)、聚氯乙烯树脂(重均分子量为4 万)、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和乙二醇单丁醚进行混合，并在100℃混炼1h后再在160℃混炼2h 以制得混合物M1；
将护套填料W3、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯在160℃胶炼2-4 进行得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在190℃挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；记作A3。
其中，所述聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的重量比为100：10：13：5：10：5：5：10：5。
对比例1
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D1；不同的是在80℃混炼6h后之间制得混合物M1；未经第二混炼。
对比例2
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D2；不同的是在130℃混炼6h后之间制得混合物M1；未经第一混炼。
对比例3
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D3，不同的是所使用的护套填料为W4。
对比例4
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D4；不同的是所使用的护套填料为W5。
对比例5
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D5；不同的是所使用的护套填料为W6。
对比例6
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D6；不同的是所使用的护套填料为W7。
对比例7
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D7；不同的是所使用的护套填料为W8。
对比例8
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D8；不同的是所使用的护套填料为W9。
对比例9
按照实施例1的方法制得所述水下探测用电缆护套，记作D9；不同的是所使用的护套填料为W10。
检测例1
将上述实施例1-3制得的舰船用防水电缆护套A1-A3以及对比例制得的护套D1-D9制成电缆，并对电缆进行性能检测，具体结果如表1所示：
通过测试，发现A1-A3制得的电缆的实验结果如下：
1)经横向、纵向水密试验均能符合行业标准要求。
2)经试验反复弯曲1500次后，仍能满足耐纵横向4.5MPa的水密要求。
3)传输距离：550-610m，传输速率为1Gb/S。
4)经受50Hz耐电压试验，2.5min和5min后发现A1-A3护套制得的的电缆均未击穿。
而护套D1-D9制得的的电缆的测试结果中，均在2min的时候即出现击穿现象，且传输速率低于1Gb/S，传输距离为350-400m；经过反复弯曲1000 次后，不能满足耐纵横向4.5MPa的水密要求。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种护套填料用原料组合物，其特征在于，该组合物包括：
纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙；
其中，所述纳米二氧化硅、纳米氧化钛、石棉纤维、陶瓷纤维、硅藻土、云母粉、滑石粉和硬质酸钙的用量比为10：5-10：1-5：3-5：6-9：20-30：15-25：5-15。
2.一种护套填料的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述组合物进行热处理、研磨。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，
所述加热至少满足以下条件：温度为150-200℃，和/或时间为2-3h。
4.一种由权利要求2或3所述的制备方法制得的护套填料。
5.一种水下探测用电缆护套的制备方法，其特征在于，包括：
将聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯进行混炼得到混合物M1；
将护套填料、所述混合物M1、硬脂酸锌和苯乙烯进行胶炼得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述水下探测用电缆护套；
其中，所述混炼包括依次进行的第一混炼和第二混炼，并且，所述第二混炼的温度高于所述第一混炼50-60℃；其中，所述护套填料为权利要求4所述的护套填料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述第一混炼的温度为80-100℃；
所述第一混炼的时间为1-2h，和/或所述第二混炼的时间为2-4h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述胶炼至少满足以下条件：温度为130-160℃，和/或时间为2-4h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述挤出造粒的温度为170-190℃。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、松节油、硫化促进剂PDM、醋酸乙酯、丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷、柠檬酸酯和邻苯二甲酸二丁酯的重量比为100：5-10：10-13：3-5：5-10：2-5：3-5：5-10：3-5；
优选地，所述聚氨酯树脂的重均分子量为2-5万，所述聚氯乙烯树脂的重均分子量为2-4万。
10.一种由权利要求5-9中任意一项所述的制备方法制得的水下探测用电缆护套。
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