CN108892826A - 一种加强抗压型风能电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料包括：丁苯橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、纳米硅溶胶、氧化锌、硬脂酸、硫磺、硫化剂BIBP、玄武岩纤维、氢氧化镁、改性淀粉、改性氧化石墨烯、炭黑、硅酮粉、防老剂、促进剂CZ、促进剂DM、脲醛改性酶解木质素、微胶囊红磷、增塑剂、咪唑类物质、离子液体。本发明提出的加强抗压型风能电缆，其强度高，抗压性、耐热性和耐老化性能优异，耐腐蚀性能好。

Description

一种加强抗压型风能电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种加强抗压型风能电缆。
背景技术
随着社会和经济的发展，人类环保意识的增强，目前利用风力进行发电成为人们使用再生能源的最好方式。作为传输风力电能的发电电缆目前已被广泛进行了研究。风能电缆长期运行于室外、垂直悬空敷设，需要具有机械强度高、耐扭、耐震动、耐油、抗紫外线、耐海水腐蚀、耐老化等特点。但是现有的风能电力电缆在产品质量上良莠不齐，大量的不合格或恶劣产品充斥市场，在使用的过程中，存在耐热性、强度和耐老化性不是很理想的缺陷，严重威胁电气控制设备、电力系统的正常运行，给用户带来经济损失，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种加强抗压型风能电缆，其强度高，抗压性、耐热性和耐老化性能优异，耐腐蚀性能好。
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶13-27份、天然橡胶5-20份、纳米硅溶胶1-5份、氧化锌2-6份、硬脂酸0.2-0.9份、硫磺1-2.2份、硫化剂BIBP 0.2-1.3份、玄武岩纤维2-11份、氢氧化镁3-12份、改性淀粉2-11份、改性氧化石墨烯5-17份、炭黑15-29份、硅酮粉1-9份、防老剂2.3-3.1份、促进剂CZ 0.3-1.6份、促进剂DM 0.1-0.9份、脲醛改性酶解木质素2-10份、微胶囊红磷2-8份、增塑剂10-15份、咪唑类物质2-3.8份、离子液体0.1-0.9份。
优选地，所述丁苯橡胶中，苯乙烯的含量为23.8-26.5wt％。
优选地，所述纳米硅溶胶的固含量为35-40wt％。
优选地，所述改性淀粉为玉米淀粉接枝马来酸酐与苯乙烯的共聚物。
优选地，所述改性氧化石墨烯为聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯、硅烷偶联剂KH-560改性氧化石墨烯、丙烯酸改性氧化石墨烯中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为防老剂AW、防老剂4010NA、防老剂NBC、防老剂4020、防老剂2246中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述增塑剂为环氧大豆油、磷酸三苯酯、柠檬酸酯、三苄基叉丙醚双乙基己醇中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述咪唑类物质为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的混合物，且2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的重量比为2-10：1-6：3-9。
优选地，所述离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶22份、天然橡胶17份、纳米硅溶胶3份、氧化锌4份、硬脂酸0.6份、硫磺1.8份、硫化剂BIBP 0.9份、玄武岩纤维7份、氢氧化镁8份、改性淀粉7份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯12份、炭黑23份、硅酮粉5份、防老剂NBC 2份、防老剂4020 0.8份、促进剂CZ 0.9份、促进剂DM 0.4份、脲醛改性酶解木质素6份、微胶囊红磷5份、柠檬酸酯12份、2-十一烷基咪唑0.9份、2-十七烷基咪唑0.7份、2-巯基-1-甲基咪唑0.6份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.7份。
本发明所述加强抗压型风能电缆，其护套层材料中，以丁苯橡胶为主料，同时加入了丁腈橡胶、天然橡胶与其配合，使三者发挥协同作用，在保持较低成本的前提下，赋予本发明优异的耐老化性和抗疲劳性；脲醛改性酶解木质素加入体系中，与微胶囊红磷、玄武岩纤维、氢氧化镁、改性淀粉、改性氧化石墨烯、炭黑、硅酮粉配合，在护套层燃烧的过程中生成了连续而致密的炭层,孔洞少且细小，赋予本发明优异的阻燃性能，同时提高了本发明的抗压性能、拉伸性能、热稳定性能、导热性能和耐溶剂性能；具体选择了1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中的一种或者多种的混合物作为离子液体加入体系中，能有效改善玄武岩纤维、氢氧化镁、改性淀粉、改性氧化石墨烯、炭黑、硅酮粉在体系中的分散，抑制了填料网络的形成，增强了玄武岩纤维、氢氧化镁、改性淀粉、改性氧化石墨烯、炭黑、硅酮粉与体系中丁苯橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶的相互作用，促进了硫化反应，显著提高了本发明的的拉伸强度、撕裂强度和硬度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶27份、天然橡胶5份、纳米硅溶胶5份、氧化锌2份、硬脂酸0.9份、硫磺1份、硫化剂BIBP 1.3份、玄武岩纤维2份、氢氧化镁12份、改性淀粉2份、改性氧化石墨烯17份、炭黑15份、硅酮粉9份、防老剂2.3份、促进剂CZ 1.6份、促进剂DM 0.1份、脲醛改性酶解木质素10份、微胶囊红磷2份、增塑剂15份、咪唑类物质2份、离子液体0.9份。
实施例2
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶13份、天然橡胶20份、纳米硅溶胶1份、氧化锌6份、硬脂酸0.2份、硫磺2.2份、硫化剂BIBP 0.2份、玄武岩纤维11份、氢氧化镁3份、改性淀粉11份、改性氧化石墨烯5份、炭黑29份、硅酮粉1份、防老剂3.1份、促进剂CZ0.3份、促进剂DM 0.9份、脲醛改性酶解木质素2份、微胶囊红磷8份、增塑剂10份、咪唑类物质3.8份、离子液体0.1份。
实施例3
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶21份、天然橡胶9份、纳米硅溶胶4.2份、氧化锌3份、硬脂酸0.8份、硫磺1.9份、硫化剂BIBP 0.5份、玄武岩纤维10份、氢氧化镁5份、改性淀粉10份、改性氧化石墨烯7份、炭黑26份、硅酮粉2份、防老剂3份、促进剂CZ0.8份、促进剂DM 0.8份、脲醛改性酶解木质素4份、微胶囊红磷7.3份、增塑剂11份、咪唑类物质3.2份、离子液体0.2份；
其中，所述丁苯橡胶中，苯乙烯的含量为26.5wt％；
所述纳米硅溶胶的固含量为35wt％；
所述改性淀粉为玉米淀粉接枝马来酸酐与苯乙烯的共聚物；
所述改性氧化石墨烯为聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯；
所述防老剂为防老剂AW；
所述增塑剂为环氧大豆油；
所述咪唑类物质为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的混合物，且2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的重量比为10：1：9；
所述离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐。
实施例4
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶16份、天然橡胶17份、纳米硅溶胶2份、氧化锌5.4份、硬脂酸0.4份、硫磺1.4份、硫化剂BIBP 1.2份、玄武岩纤维4份、氢氧化镁10份、改性淀粉3份、改性氧化石墨烯15份、炭黑19份、硅酮粉8.3份、防老剂2.6份、促进剂CZ 1.4份、促进剂DM 0.3份、脲醛改性酶解木质素9.3份、微胶囊红磷3.2份、增塑剂14.3份、咪唑类物质2.6份、离子液体0.8份；
其中，所述丁苯橡胶中，苯乙烯的含量为23.8wt％；
所述纳米硅溶胶的固含量为40wt％；
所述改性淀粉为玉米淀粉接枝马来酸酐与苯乙烯的共聚物；
所述改性氧化石墨烯为硅烷偶联剂KH-560改性氧化石墨烯；
所述防老剂为防老剂NBC、防老剂4020、防老剂2246的混合物，且防老剂NBC、防老剂4020、防老剂2246的重量比为3：5：2；
所述增塑剂为磷酸三苯酯、三苄基叉丙醚双乙基己醇的混合物，且磷酸三苯酯、三苄基叉丙醚双乙基己醇的重量比为2：1；
所述咪唑类物质为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的混合物，且2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的重量比为2：6：3；
所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
实施例5
本发明提出的一种加强抗压型风能电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶22份、天然橡胶17份、纳米硅溶胶3份、氧化锌4份、硬脂酸0.6份、硫磺1.8份、硫化剂BIBP 0.9份、玄武岩纤维7份、氢氧化镁8份、改性淀粉7份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯12份、炭黑23份、硅酮粉5份、防老剂NBC2份、防老剂4020 0.8份、促进剂CZ 0.9份、促进剂DM 0.4份、脲醛改性酶解木质素6份、微胶囊红磷5份、柠檬酸酯12份、2-十一烷基咪唑0.9份、2-十七烷基咪唑0.7份、2-巯基-1-甲基咪唑0.6份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.7份；
其中，所述丁苯橡胶中，苯乙烯的含量为25wt％；
所述纳米硅溶胶的固含量为38wt％；
所述改性淀粉为玉米淀粉接枝马来酸酐与苯乙烯的共聚物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加强抗压型风能电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层；所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶13-27份、天然橡胶5-20份、纳米硅溶胶1-5份、氧化锌2-6份、硬脂酸0.2-0.9份、硫磺1-2.2份、硫化剂BIBP 0.2-1.3份、玄武岩纤维2-11份、氢氧化镁3-12份、改性淀粉2-11份、改性氧化石墨烯5-17份、炭黑15-29份、硅酮粉1-9份、防老剂2.3-3.1份、促进剂CZ 0.3-1.6份、促进剂DM 0.1-0.9份、脲醛改性酶解木质素2-10份、微胶囊红磷2-8份、增塑剂10-15份、咪唑类物质2-3.8份、离子液体0.1-0.9份。
2.根据权利要求1所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述丁苯橡胶中，苯乙烯的含量为23.8-26.5wt％。
3.根据权利要求1或2所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述纳米硅溶胶的固含量为35-40wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述改性淀粉为玉米淀粉接枝马来酸酐与苯乙烯的共聚物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述改性氧化石墨烯为聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯、硅烷偶联剂KH-560改性氧化石墨烯、丙烯酸改性氧化石墨烯中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述防老剂为防老剂AW、防老剂4010NA、防老剂NBC、防老剂4020、防老剂2246中的一种或者多种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述增塑剂为环氧大豆油、磷酸三苯酯、柠檬酸酯、三苄基叉丙醚双乙基己醇中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述咪唑类物质为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的混合物，且2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑的重量比为2-10：1-6：3-9。
9.根据权利要求1-8中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中的一种或者多种的混合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述加强抗压型风能电缆，其特征在于，所述护套层的原料按重量份包括：丁苯橡胶100份、丁腈橡胶22份、天然橡胶17份、纳米硅溶胶3份、氧化锌4份、硬脂酸0.6份、硫磺1.8份、硫化剂BIBP0.9份、玄武岩纤维7份、氢氧化镁8份、改性淀粉7份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯12份、炭黑23份、硅酮粉5份、防老剂NBC 2份、防老剂40200.8份、促进剂CZ 0.9份、促进剂DM 0.4份、脲醛改性酶解木质素6份、微胶囊红磷5份、柠檬酸酯12份、2-十一烷基咪唑0.9份、2-十七烷基咪唑0.7份、2-巯基-1-甲基咪唑0.6份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐0.7份。
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