CN109796656A - 一种强效抗裂电缆护套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种强效抗裂电缆护套及其制备方法，涉及电缆生产技术领域。所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯55‑65份、环氧树脂25‑35份、碳纤维12‑16份、石英纤维8‑12份、聚丙烯纤维4‑8份、钛白粉12‑16份、聚四氟乙烯8‑12份、聚酰亚胺4‑8份、抗收缩剂2‑4份、防老剂1‑2份、促进剂2‑4份、分散剂1‑2份、消泡剂1‑2份。本发明克服了现有技术的不足，有效提高了电缆护套的耐低温抗裂性能，电缆护套内的各组分相互联结，从而有效防止了电缆护套裂缝的产生和发展，进而防止其受冻开裂发生漏电等事故，安全性高，性能优越，适宜推广。
Description
技术领域
本发明涉及电缆护套生产技术领域，具体涉及一种强效抗裂电缆护套及其制备方法。
背景技术
电缆护套属于电缆的最外层。电缆通常由三个部分构成，电缆芯材、绝缘护套和电缆护套，电缆芯材的外部包覆绝缘护套，一股或多股绝缘护套的外部再包覆电缆护套。绝缘护套与电缆护套相互配合对电缆芯材起到了重要的保护作用。
目前电缆护套的配方组成和生产工艺不合理，导致电缆护套的抗裂性能较差。当外界温度较低时，尤其在寒冬腊月时期，电缆护套容易受冻而开裂，电缆护套破损则难以对其内部的电缆继续进行保护，继而容易发生漏电等事故，危险性大，给工作人员带来了较大的麻烦。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种强效抗裂电缆护套及其制备方法，本发明克服了现有技术的不足，有效提高了电缆护套的耐低温抗裂性能，电缆护套内的各组分相互联结，从而有效防止了电缆护套裂缝的产生和发展，进而防止其受冻开裂发生漏电等事故，安全性高，性能优越，适宜推广。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种强效抗裂电缆护套，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯55-65份、环氧树脂25-35份、碳纤维12-16份、石英纤维8-12份、聚丙烯纤维4-8份、钛白粉12-16份、聚四氟乙烯8-12份、聚酰亚胺4-8份、抗收缩剂2-4份、防老剂1-2份、促进剂2-4份、分散剂1-2份、消泡剂1-2份。
优选的，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯60份、环氧树脂30份、碳纤维14份、石英纤维10份、聚丙烯纤维6份、钛白粉14份、聚四氟乙烯10份、聚酰亚胺6份、抗收缩剂3份、防老剂1.5份、促进剂3份、分散剂1.5份、消泡剂1.5份。
优选的，所述抗收缩剂为单甘脂。
优选的，所述防老剂为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N′-异丙基对苯二胺和2-巯基苯并咪唑中的一种或多种。
优选的，所述促进剂为辛酸亚锡、二甲胺基甲基苯酚和苄基二甲胺中的一种或多种。
优选的，所述分散剂为三聚磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和皂基盐中的一种或多种。
优选的，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
一种强效抗裂电缆护套的制备方法，所述电缆护套的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯和环氧树脂加入混炼机内，升温至90-100℃，并且调整转速至200-300r/min进行混炼，混炼40-60min后加入抗收缩剂和防老剂，继续保温混炼20-30min；
(2)将碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维加入高速分散机内，再加入配方1/2量的促进剂和1/2量的分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(1)中的混炼机内，继续混炼30-40min；
(3)将钛白粉研磨至过600目筛，后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺混合加入高速分散机内，再加入剩余的促进剂和分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(2)中的混炼机内，继续混炼40-60min；
(4)向上述步骤(3)中的混炼机内加入消泡剂，保温混炼10-20min后将其混合物打入挤出机内，并在120-140℃的温度下挤出成型，后自然冷却至室温得到产品。
本发明提供一种强效抗裂电缆护套及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维作为电缆护套的第一辅料，通过高速分散、搅拌混炼等工序使其分散为纤维单丝，纤维单丝纵横交错，从而利用其优异的抗拉强度、分散性和耐酸碱性等性能，有效提高了电缆护套的耐低温抗裂性能，防止其受冻开裂，从而发生漏电等事故，安全性高，性能优越；
(2)本发明采用钛白粉、聚四氟乙烯和聚酰亚胺作为电缆护套的第二辅料，能使电缆护套内的各组分相互联结，从而有效防止了电缆护套裂缝的产生和发展，其与碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维相互配合，大大增强了电缆护套的抗裂性能，抗裂性能好；
(3)本发明在电缆护套原料内添加抗收缩剂、防老剂、促进剂、分散剂和消泡剂，有效防止电缆护套在低温下发生收缩，从而防止裂纹，同时增强电缆护套的防老化性，各组分均匀分散无气泡，使制得的电缆护套性能优越，适宜推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种强效抗裂电缆护套，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯55份、环氧树脂25份、碳纤维12份、石英纤维8份、聚丙烯纤维4份、钛白粉12份、聚四氟乙烯8份、聚酰亚胺4份、抗收缩剂2份、防老剂1份、促进剂2份、分散剂1份、消泡剂1份。
其中，所述抗收缩剂为单甘脂；所述防老剂为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N′-异丙基对苯二胺和2-巯基苯并咪唑中的一种或多种；所述促进剂为辛酸亚锡、二甲胺基甲基苯酚和苄基二甲胺中的一种或多种；所述分散剂为三聚磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和皂基盐中的一种或多种；所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
所述电缆护套的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯和环氧树脂加入混炼机内，升温至90-100℃，并且调整转速至200-300r/min进行混炼，混炼40-60min后加入抗收缩剂和防老剂，继续保温混炼20-30min；
(2)将碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维加入高速分散机内，再加入配方1/2量的促进剂和1/2量的分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(1)中的混炼机内，继续混炼30-40min；
(3)将钛白粉研磨至过600目筛，后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺混合加入高速分散机内，再加入剩余的促进剂和分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(2)中的混炼机内，继续混炼40-60min；
(4)向上述步骤(3)中的混炼机内加入消泡剂，保温混炼10-20min后将其混合物打入挤出机内，并在120-140℃的温度下挤出成型，后自然冷却至室温得到产品。
实施例2：
一种强效抗裂电缆护套，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯60份、环氧树脂30份、碳纤维14份、石英纤维10份、聚丙烯纤维6份、钛白粉14份、聚四氟乙烯10份、聚酰亚胺6份、抗收缩剂3份、防老剂1.5份、促进剂3份、分散剂1.5份、消泡剂1.5份。
其中，所述抗收缩剂为单甘脂；所述防老剂为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N′-异丙基对苯二胺和2-巯基苯并咪唑中的一种或多种；所述促进剂为辛酸亚锡、二甲胺基甲基苯酚和苄基二甲胺中的一种或多种；所述分散剂为三聚磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和皂基盐中的一种或多种；所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
所述电缆护套的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯和环氧树脂加入混炼机内，升温至90-100℃，并且调整转速至200-300r/min进行混炼，混炼40-60min后加入抗收缩剂和防老剂，继续保温混炼20-30min；
(2)将碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维加入高速分散机内，再加入配方1/2量的促进剂和1/2量的分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(1)中的混炼机内，继续混炼30-40min；
(3)将钛白粉研磨至过600目筛，后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺混合加入高速分散机内，再加入剩余的促进剂和分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(2)中的混炼机内，继续混炼40-60min；
(4)向上述步骤(3)中的混炼机内加入消泡剂，保温混炼10-20min后将其混合物打入挤出机内，并在120-140℃的温度下挤出成型，后自然冷却至室温得到产品。
实施例3：
一种强效抗裂电缆护套，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯65份、环氧树脂35份、碳纤维16份、石英纤维12份、聚丙烯纤维8份、钛白粉16份、聚四氟乙烯12份、聚酰亚胺8份、抗收缩剂4份、防老剂2份、促进剂4份、分散剂2份、消泡剂2份。
其中，所述抗收缩剂为单甘脂；所述防老剂为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N′-异丙基对苯二胺和2-巯基苯并咪唑中的一种或多种；所述促进剂为辛酸亚锡、二甲胺基甲基苯酚和苄基二甲胺中的一种或多种；所述分散剂为三聚磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和皂基盐中的一种或多种；所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
所述电缆护套的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯和环氧树脂加入混炼机内，升温至90-100℃，并且调整转速至200-300r/min进行混炼，混炼40-60min后加入抗收缩剂和防老剂，继续保温混炼20-30min；
(2)将碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维加入高速分散机内，再加入配方1/2量的促进剂和1/2量的分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(1)中的混炼机内，继续混炼30-40min；
(3)将钛白粉研磨至过600目筛，后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺混合加入高速分散机内，再加入剩余的促进剂和分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(2)中的混炼机内，继续混炼40-60min；
(4)向上述步骤(3)中的混炼机内加入消泡剂，保温混炼10-20min后将其混合物打入挤出机内，并在120-140℃的温度下挤出成型，后自然冷却至室温得到产品。
实施例4：
检测本发明电缆护套的各项性能，选取上述实施例1-3所制得的电缆护套和市面上普通的电缆护套，以实施例1-3所得电缆护套为实验组1-3，普通电缆护套为对照组，结果如下表所示：
| 组别 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照组 |
| 拉伸粘结强度/MPa | 3.8 | 4.2 | 3.9 | 1.5 |
| 使用温度下限/℃ | -18.3 | -23.6 | -19.8 | -12.5 |
| 老化时间/h | 3730 | 4150 | 3980 | 2000 |
由上表可知，由于拉伸粘结强度越高抗裂性能越好，使用温度下限越低则耐低温性能越好，老化时间越长防老化性能越好，因此本发明所制得电缆护套的各项性能均远远优于普通电缆护套，且实施例2所制得的电缆护套的性能最佳。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯55-65份、环氧树脂25-35份、碳纤维12-16份、石英纤维8-12份、聚丙烯纤维4-8份、钛白粉12-16份、聚四氟乙烯8-12份、聚酰亚胺4-8份、抗收缩剂2-4份、防老剂1-2份、促进剂2-4份、分散剂1-2份、消泡剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述电缆护套由以下重量份的原料制成：聚乙烯60份、环氧树脂30份、碳纤维14份、石英纤维10份、聚丙烯纤维6份、钛白粉14份、聚四氟乙烯10份、聚酰亚胺6份、抗收缩剂3份、防老剂1.5份、促进剂3份、分散剂1.5份、消泡剂1.5份。
3.根据权利要求1-2所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述抗收缩剂为单甘脂。
4.根据权利要求1-2所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述防老剂为N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N′-异丙基对苯二胺和2-巯基苯并咪唑中的一种或多种。
5.根据权利要求1-2所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述促进剂为辛酸亚锡、二甲胺基甲基苯酚和苄基二甲胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1-2所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和皂基盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1-2所述的一种强效抗裂电缆护套，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
8.一种强效抗裂电缆护套的制备方法，其特征在于，所述电缆护套的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯和环氧树脂加入混炼机内，升温至90-100℃，并且调整转速至200-300r/min进行混炼，混炼40-60min后加入抗收缩剂和防老剂，继续保温混炼20-30min；
(2)将碳纤维、石英纤维和聚丙烯纤维加入高速分散机内，再加入配方1/2量的促进剂和1/2量的分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(1)中的混炼机内，继续混炼30-40min；
(3)将钛白粉研磨至过600目筛，后与聚四氟乙烯和聚酰亚胺混合加入高速分散机内，再加入剩余的促进剂和分散剂，升温至40-60℃，并以600-800r/min的速度高速分散20-30min，后将其混合物加入上述步骤(2)中的混炼机内，继续混炼40-60min；
(4)向上述步骤(3)中的混炼机内加入消泡剂，保温混炼10-20min后将其混合物打入挤出机内，并在120-140℃的温度下挤出成型，后自然冷却至室温得到产品。
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