CN109119199A - 一种高性能信号传输电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、保护层以及耐磨层，复合绝缘层和保护层上喷涂有防虫涂膜，复合绝缘层和/或保护层由以下重量组份的原料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯‑醋酸乙烯共聚物18‑20份，纳米二氧化硅16‑18份，复合相容剂4‑6份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯5‑8.5份，硫磺0.2‑0.3份、TMTD促进剂0.4份、复合硫化助剂3.2‑5.5份，填充剂60‑80份，高聚合度聚氯乙烯15‑20份，防老剂0.8份以及增塑剂20‑25份。本发明的高性能信号传输电缆，不仅耐低温耐油性能更好，且具有更加优秀的机械性能，同时可以防止鼠蚁啃咬，寿命更长，且使用安全可靠。

Description

一种高性能信号传输电缆
技术领域
本发明涉及电线电缆领域，特别涉及一种高性能信号传输电缆。
背景技术
电线电缆是工农业生产和现代生活中不可或缺的重要材料，我国是全世界最大的电线电缆生产国家，电线电缆行业在我国的国民经济中占有非常重要的地位。电线电缆主要包括导体、屏蔽层、绝缘层和护套，绝缘层和护套通常采用聚氯乙烯、聚乙烯等材料制成，目前电线电缆，尤其是一些特种行业的信号传输电缆存在耐油性差、难以在低温下环境下使用，同时机械性能，比如拉伸强度、断裂伸长率难以满足领域要求的问题。同时，信号传输电缆使用过程中还容易被老鼠和白蚁等虫子啃咬，轻则造成信号传输电缆使用故障，缩短使用寿命，重则引起爆炸，形成严重危险。
发明内容
本发明提供了一种高性能信号传输电缆，解决了现有技术的以上技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、保护层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜，所述复合绝缘层和/或所述保护层由以下重量组份的原料制备而成：
EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物18-20份，纳米二氧化硅16-18 份，复合相容剂4-6份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯5-8.5份，硫磺0.2-0.3份、TMTD促进剂0.4份、复合硫化助剂3.2-5.5份，填充剂60-80 份，高聚合度聚氯乙烯15-20份，防老剂0.8份以及增塑剂20-25份，
所述EPDM复合物由下列质量份的材料组成：
①三元乙丙橡胶90～94份；
②改性氯磺化聚乙烯6～10份；
所述复合相容剂包括过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的混合物；
所述复合硫化助剂为三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂32-35份、聚酯多元醇5份、细辛脂素3-6份、二氢辣椒素4-8份、氯氰菊酯2-5份、桉树提取物5～10份、环烷酸铜5-10份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、去离子水15-45份。
进一步，所述保护层和所述耐磨层之间设有第一钢带缠绕层。
进一步，所述保护层和所述膨胀层之间设有第二钢带缠绕层。
进一步，所述复合相容剂中，过氧化二异丙苯DCP、甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA和苯乙烯ST的质量比为0.4：3.2:5。
进一步，所述复合硫化助剂中，三烯丙基异氰脲酸酯TAIC和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA的质量比为1:1.5-2.5。
进一步，所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸酯类的混合物，且白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为3-5:1。
进一步，所述纳米二氧化硅为化学气相沉积方法制备，其平均粒径为 25-30nm。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明对信号传输电缆的结构进行了优化设计，设有屏蔽层、耐高温层、阻燃带、膨胀层以及耐磨层，设置屏蔽层可以把电流周围的电磁场屏蔽在电缆内，同时起到接地电线电缆保护作用，如果电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流如接地网，起到安全保护的作用；设置耐高温层可以增强了电线电缆整体的耐火性，使其使用安全性增强；设置阻燃带可以对电线电缆整体的阻燃性起到了保证，通常采用无卤阻燃带；设置膨胀层可以增强了膨胀性、弹性与抗冲击性；设置耐磨层可以增强了电缆的耐磨性、阻燃性，延长了其使用寿命，使其使用安全性增强。
(2)本发明在复合绝缘层和保护层上喷涂有防虫涂膜，从而防止电缆在使用过程中被老鼠或者白蚁啃咬，增强电缆的使用寿命和使用效果。
(3)本发明对防虫涂膜的组份进行了优化设计，不仅防啃咬效果好，而且通过添加适量的环烷酸铜，还可以增加复合绝缘层和保护层的防腐效果。
(4)本发明在信号传输电缆的结构中增加了第一钢带缠绕层和第二钢带缠绕层，可以对缆芯起到很好的保护作用，在电缆被挖到时，其缆芯不容易被损伤到，电缆也不容易被一次挖断；而且结合防虫涂膜中桉树提取物的桉叶油气味，当第一钢带缠绕层被挖到后可以提醒施工人员，防止电缆进一步受损。
(5)本发明对复合绝缘层的材料进行了优化设计，增加了质量组份合适的纳米二氧化硅，从而使复合电缆料的拉升强度和断裂伸长率都显著增加，增强了复合电缆料的机械性能。
同时采用了EPDM复合物，EPDM复合物包括三元乙丙橡胶和改性氯磺化聚乙烯MCS，所述改性氯磺化聚乙烯MCS通过氯化聚醚树脂CPS来改性氯磺化聚乙烯橡胶CSM得到，氯磺化聚乙烯橡胶CSM为饱和橡胶，具有耐臭氧、耐紫外线、耐酸碱和耐热等性能，但是耐油性能较差，而氯化聚醚树脂CPS 具有良好的耐油、耐介质腐蚀性能，因此制备得到的改性氯磺化聚乙烯MCS，可以大幅提高耐油性和耐热性能，将EPDM和改性氯磺化聚乙烯MCS并用，可以改善硫化胶长期耐热耐油性能。
而高聚合度聚氯乙烯具有耐油、耐磨、耐腐蚀等性能，但韧性、耐热性差，而三元乙丙橡胶具有柔软性以及优良的机械性能如抗疲劳、撕裂及耐酸碱等，本发明将三元乙丙橡胶和高聚合度聚氯乙烯进行并用，高聚合度聚氯乙烯/三元乙丙橡胶复合体系在加工过程由于过氧化二异丙苯的作用产生适度的交联，达到了动态硫化的效果，因此可以取长补短，使共混后的电缆料具备更好的机械性能和耐油性，从而提高了在医疗电缆、电器设备以及船舶、矿山等领域的使用效果。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例的高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、保护层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜。
所述复合绝缘层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，纳米二氧化硅17份，复合相容剂5份，氯化聚乙烯15 份，过氧化二异丙苯7.5份，复合硫化助剂4.6份，硫磺0.2份、TMTD促进剂0.4份，二硫代氨基甲酸碲0.1份，填充剂75份，高聚合度聚氯乙烯17 份，防老剂0.8份以及增塑剂23份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括：三元乙丙橡胶91份和改性氯磺化聚乙烯9份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2，所述填充剂中煅烧陶土45份、碳酸钙5份、超细滑石粉10份和白炭黑15份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为 4:1。
所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂32份、聚酯多元醇5份、细辛脂素3份、二氢辣椒素8份、氯氰菊酯2份、桉树提取物10份、环烷酸铜10份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、其余为去离子水。
所述保护层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物18份，纳米二氧化硅16份，复合相容剂4份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯5份，硫磺0.2份、TMTD促进剂0.4份、复合硫化助剂3.2 份，填充剂80份，高聚合度聚氯乙烯15份，防老剂0.8份以及增塑剂20 份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括三元乙丙橡胶92份和改性氯磺化聚乙烯8份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:1.5，所述填充剂中煅烧陶土60份、碳酸钙5份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为3:1。
实施例2
本实施例的高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、保护层、第一钢带缠绕层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜。
所述复合绝缘层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，纳米二氧化硅18份，复合相容剂6份，氯化聚乙烯15 份，过氧化二异丙苯8.5份，硫磺0.3份，TMTD促进剂0.4份，复合硫化助剂3.2份，填充剂60份，高聚合度聚氯乙烯20份，防老剂0.8份以及增塑剂25份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括三元乙丙橡胶90份和改性氯磺化聚乙烯10份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2.5，所述填充剂中煅烧陶土40份、碳酸钙5份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为5:1。
所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂35份、聚酯多元醇5份、细辛脂素6份、二氢辣椒素4份、氯氰菊酯5份、桉树提取物5份、环烷酸铜5份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、其余为去离子水。
所述保护层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，纳米二氧化硅18份，复合相容剂6份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯8.5份，硫磺0.3份，TMTD促进剂0.4份，复合硫化助剂 3.2份，填充剂60份，高聚合度聚氯乙烯20份，防老剂0.8份以及增塑剂 25份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括三元乙丙橡胶90份和改性氯磺化聚乙烯10份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2.5，所述填充剂中煅烧陶土40份、碳酸钙5份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为5:1。
实施例3
本实施例的高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、第二钢带缠绕层、保护层、第一钢带缠绕层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜。
所述复合绝缘层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物18份，纳米二氧化硅16份，复合相容剂4份，氯化聚乙烯15 份，过氧化二异丙苯5份，硫磺0.2份、TMTD促进剂0.4份、复合硫化助剂 3.2份，填充剂80份，高聚合度聚氯乙烯15份，防老剂0.8份以及增塑剂 20份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括三元乙丙橡胶92份和改性氯磺化聚乙烯8份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:1.5，所述填充剂中煅烧陶土60份、碳酸钙5份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为3:1。
所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂34份、聚酯多元醇5份、细辛脂素5份、二氢辣椒素6份、氯氰菊酯3份、桉树提取物8份、环烷酸铜7份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、其余为去离子水。
所述保护层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物19份，纳米二氧化硅17份，复合相容剂5份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯7.5份，复合硫化助剂4.6份，硫磺0.3份、TMTD促进剂 0.4份，二硫代氨基甲酸碲0.2份，填充剂75份，高聚合度聚氯乙烯17份，防老剂0.8份以及增塑剂23份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括：三元乙丙橡胶94份和改性氯磺化聚乙烯6份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为 0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2，所述填充剂中煅烧陶土50份、碳酸钙10份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为 4:1。
实施例4
本实施例的高性能信号传输电缆，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、第二钢带缠绕层、保护层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜。
所述复合绝缘层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，纳米二氧化硅18份，复合相容剂6份，氯化聚乙烯15 份，过氧化二异丙苯8.5份，硫磺0.3份，TMTD促进剂0.4份，复合硫化助剂3.2份，填充剂60份，高聚合度聚氯乙烯20份，防老剂0.8份以及增塑剂25份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括三元乙丙橡胶90份和改性氯磺化聚乙烯10份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2.5，所述填充剂中煅烧陶土40份、碳酸钙5份、超细滑石粉5份和白炭黑10份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为5:1。
所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂35份、聚酯多元醇5份、细辛脂素4份、二氢辣椒素5份、氯氰菊酯4份、桉树提取物7份、环烷酸铜8份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、其余为去离子水。
所述保护层由以下材料制备而成：EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物19份，纳米二氧化硅17份，复合相容剂5份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯7.5份，复合硫化助剂4.6份，硫磺0.2份、TMTD促进剂0.4份，二硫代氨基甲酸碲0.1份，填充剂75份，高聚合度聚氯乙烯17份，防老剂0.8份以及增塑剂23份，所述高聚合度聚氯乙烯的聚合度2500，所述EPDM复合物包括：三元乙丙橡胶93份和改性氯磺化聚乙烯7份；所述复合相容剂中过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为 0.4：3.2:5，复合硫化助剂中三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:2，所述填充剂中煅烧陶土45份、碳酸钙5份、超细滑石粉10份和白炭黑15份，增塑剂中白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为4:1。
上述实施例中，可以采用下述方法制备复合绝缘层和保护层的电缆料：
(1)按照重量组份将所述三元乙丙橡胶和改性氯磺化聚乙烯混合均匀得到所述EPDM复合物；
(2)将所述EPDM复合物和所述复合相容剂加入高速捏合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机的各段温度分别为160℃、 165℃、170℃，机头温度170℃，将挤出的料粒干燥后溶于二甲苯中，60℃下回流2小时，冷却后过滤，滤饼用乙醇洗涤2次后置于干燥箱中90℃干燥 2.5小时，得到第一混合料；
(3)将填充剂投入高速混合机中混合2～3min后，再向所述高速混合机中投入所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、所述纳米二氧化硅、所述填充剂、所述高聚合度聚氯乙烯、所述防老剂以及所述增塑剂并继续混合，混合时间为 6-10min，得到第二混合料；
(4)将所述氯化聚乙烯和所述第一混合料通过高速混合机混合4～6分钟后加入挤出温度为110～145℃挤出机挤出造粒，然后加入所述第二混合料，并加入所述过氧化二异丙苯、所述硫磺、所述TMTD促进剂和所述复合硫化助剂进行熔融共混再进行动态硫化反应，最后经挤出温度为110～145℃双阶螺杆挤出造粒机组塑化挤出冷风磨面切粒，然后经风冷却及振动筛分选，即可制得所述耐低温PVC复合电缆料。
以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高性能信号传输电缆，其特征在于，包括沿径向由内到外依次设置的电缆内芯、屏蔽层、复合绝缘层、耐高温层、阻燃带、膨胀层、保护层以及耐磨层，所述复合绝缘层和所述保护层上喷涂有防虫涂膜，所述复合绝缘层和/或所述保护层由以下重量组份的原料制备而成：
EPDM复合物100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物18-20份，纳米二氧化硅16-18份，复合相容剂4-6份，氯化聚乙烯15份，过氧化二异丙苯5-8.5份，硫磺0.2-0.3份、TMTD促进剂0.4份、复合硫化助剂3.2-5.5份，填充剂60-80份，高聚合度聚氯乙烯15-20份，防老剂0.8份以及增塑剂20-25份，
所述EPDM复合物由下列质量份的材料组成：
①三元乙丙橡胶90～94份；
②改性氯磺化聚乙烯6～10份；
所述复合相容剂包括过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的混合物；
所述复合硫化助剂为三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物。
2.根据权利要求1所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述防虫涂膜的重量组成份数为：氯醇酸树脂32-35份、聚酯多元醇5份、细辛脂素3-6份、二氢辣椒素4-8份、氯氰菊酯2-5份、桉树提取物5～10份、环烷酸铜5-10份、硅灰石粉4份、抗氧化剂0.8份、去离子水15-45份。
3.根据权利要求2所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述保护层和所述耐磨层之间设有第一钢带缠绕层。
4.根据权利要求3所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述保护层和所述膨胀层之间设有第二钢带缠绕层。
5.根据权利要求1-4任一所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述复合相容剂中，过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的质量比为0.4：3.2:5。
6.根据权利要求5所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述复合硫化助剂中，三烯丙基异氰脲酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为1:1.5-2.5。
7.根据权利要求5所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸酯类的混合物，且白蜡油和邻苯二甲酸酯类的质量比为3-5:1。
8.根据权利要求5所述的高性能信号传输电缆，其特征在于，所述纳米二氧化硅为化学气相沉积方法制备，其平均粒径为25-30nm。
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