CN110183776A - 一种新型抗氧化填充绳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯20‑30份、氧化蜡2‑4份、碳酸钙75‑85份、硬酯酸0.8‑1.5份、1035抗氧剂0.5‑1.5份、工业白油1‑2份、偶联剂1‑2.5份,制备时先将原料高速混合后挤出薄膜，将薄膜进行拉伸，然后开网、收卷，最后并股成所需要的大小。本发明提供了提供了一种在水份充足的潮湿环境下能够长期避免因填充绳引起电缆金属铜带屏蔽层氧化的电缆填充绳和该填充绳的制备方法。

Description

一种新型抗氧化填充绳及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆填充绳制备技术领域，特别涉及一种新型抗氧化填充绳及其制备方法。

背景技术

中高压三芯电缆在生产过程中，依据产品标准要求，绝缘线芯外均会绕包一层金属铜带屏蔽层，为了保证成品电缆圆整性，成缆绞合过程中，需要对金属屏蔽线芯间的空隙进行填充。为了保证电缆的柔软性，填充材料应自重轻、不吸水，最大限度减少电缆内部的气隙，通常填充绳采用聚丙烯(PP)为基料，增加碳酸钙等生产的填充绳，从而保证电缆的外观良好。

目前，电缆行业所使用的聚丙烯填充绳，均未考虑到与电缆中填充绳中碳酸钙等物质与金属铜带屏蔽层接触时，因电缆内部水份增加，而引起铜带氧化发黑的问题。原因是从电缆的设计角度出发，运行使用中的电缆内部是不允许存在有水份进入的，但实际使用中，埋地敷设的电缆在使用一定年数后(如3至5年)时，电缆内部均会存在一定的水份，电缆使用年数越久，以及敷设地势越低，电缆内部的水份越多，电缆内部因填充绳材料的迁移性引起铜带氧化发黑，必将对电缆的安全运行造成严重安全隐患。经对大量电缆进行浸水试验，引起铜带屏蔽氧化发黑的主要原因是填充绳所引起，因此，需要开发一种具有在水份状况下，对电缆金属铜带屏蔽层不产能氧化发黑的填充材料，对电缆的长期安全运行由为重要。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种在有水份的潮湿环境下能够长期避免因填充绳引起电缆金属铜带屏蔽层氧化的电缆填充绳和填充绳的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯20-30份、氧化蜡2-4份、碳酸钙75-85份、硬酯酸0.8-1.5份、1035抗氧剂0.5-1.5份、工业白油1-2份、偶联剂1-2.5份。

聚丙烯22-26份、氧化蜡2.5-3.5份、碳酸钙75-85份、硬酯酸0.8-1.5份、1035抗氧剂0.5-1.5份、工业白油1-2份、偶联剂1.5-2份。

一种新型抗氧化填充绳，其制备方法如下：

(1)原材料准备：各原料按照其重量份数称量，隔离放置备用；

(2)物料混合：将聚丙烯、碳酸钙加入塑料高速混合机中，开机混合，随后加入氧化蜡、工业白油、硬酯酸、抗氧剂和偶联剂，继续混合完成后，进行放料至存料盘，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却。

(3)薄膜拉伸：将步骤(2)中冷却之后的混合物料加入双螺杆挤出机中，经专用模具成型挤出为片状，进入冷却水槽时，同时通过一级牵引进行一次拉伸牵引出，随后进行分切，经二级牵引设备同步加热进行二次拉伸；

(4)辊压开网：将拉伸之后的薄膜经过二级牵引传动将经二次拉伸的薄膜牵引至开网辊轮，通过开网辊轮对薄膜带材进行辊压开网，经二次拉伸定型的薄膜厚度为0.12-0.17mm；

(5)收卷制绳：将开网之后的薄膜从一侧进行收卷，形成单股填充绳制品；

(6)并股扎线：将单股的填充绳制品根据所需要直径规格，由不同根数单股填充绳进行合并股及缠绕扎线，形成所需规格的填充绳产品。

在步骤(2)中，所述开机混合的时间为25-30min，混合的温度为70-80℃，所述继续混合的时间为10-15min。

在步骤(3)中，所述薄膜在双螺杆挤出机中挤出的时候各区设定的温度范围为：1区～3区160-170℃，4区～6区160-180℃，7区～9区170-190℃，10区～12区165-185℃，所述拉伸的温度为110-120℃。

所述二级牵引速度比一级牵引速度高30％，所述拉伸延长率为30％。

在步骤(4)中，所述辊压开网的网孔尺寸为10-50mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用了新型配方，生产出的填充绳材料具有稳定的抗氧化性质，经水浸泡后相比于常规填充绳生产的电力电缆抗氧化性能更好，耐久性更强；

(2)本发明的电缆的结构稳定，使用在中、高压等电缆中时，具有密度轻，有效降低成本，更主要的是，当电缆内部进水时，不会因填充绳材料对电缆铜带造成任何氧化影响，保证了电缆的安全使用。

(3)本发明的电缆的制备方法中通过先将原材料进行高速搅拌混合并挤出，拉伸开网后收卷形成填充绳可以将原材料充分均匀地分布在整个填充绳上，且先挤出再进行薄膜拉伸开网，是薄膜一步步进行延伸，整个填充绳的材料性质稳定，由于配方中抗氧剂、偶联剂等抑制作用，在电缆内部浸入水份时，填充绳不易发生物质迁移对铜带产生影响。

(4)本发明的填充绳先将收卷成小股，再根据使用需要并成大股，在使用的时候灵活多变，便于实行小股填充绳的标准化的批量生产，减少人力物力。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

实施例1

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯20份、氧化蜡2份、碳酸钙75份、硬酯酸0.8份、1035抗氧剂0.5份、工业白油1份、偶联剂1份。

实施例2

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯30份、氧化蜡4份、碳酸钙85份、硬酯酸1.5份、1035抗氧剂1.5份、工业白油2份、偶联剂2.5份。

实施例3

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯22份、氧化蜡2.5份、碳酸钙75份、硬酯酸0.8份、1035抗氧剂0.5份、工业白油1份、偶联剂1.5份。

实施例4

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯26份、氧化蜡3.5份、碳酸钙85份、硬酯酸1.5份、1035抗氧剂1.5份、工业白油2份、偶联剂2份。

实施例5

一种新型抗氧化填充绳，包括以下份数的成分：聚丙烯24份、氧化蜡3份、碳酸钙80份、硬酯酸1.2份、1035抗氧剂1份、工业白油1.5份、偶联剂2份。

实施例6

使用实施例1-实施例5中的任一配方制备一种新型抗氧化填充绳，其制备方法如下：

(1)将将聚丙烯和碳酸钙加入塑料高速混合机中进行搅拌混合，混合时间为25分钟，温度为不宜超过80℃；随后加入氧化蜡、工业白油、硬酯酸、抗氧剂和偶联剂，继续混合10分钟后停止搅拌，将混合均匀的粉状物料放料到存料盘中，将粉料适当铺开，使其自然冷却，防止粉料结块，不便于下道工序使用。

(2)使用螺旋式上料机将粉料输送至70/25双螺杆挤出机料斗中，上料速度依据双螺杆挤出机生产速度进行调节，挤出机总体温区分为十二段，各区设定温度范围：1区～3区160-170℃，4区～6区160-180℃，7区～9区170-190℃，10区～12区165-185℃，通过安装好的模具，将熔融状态的材料挤出定型成片状，厚度约为0.95mm，宽度约为815mm。片状材料自然下落到水槽，由一级牵引进行一次拉伸，快速过冷却水进行初步冷却定型；

(3)由一级牵引将初步冷却的片状材料拉伸牵引出，首先进行吹干处理，在切刀架上对片材两边约10mm处分别各安装一把切刀，以获得较为整齐的片材，切下的边料作为碎料返回使用，中间部位的片材依据不同尺寸进行调整切刀间距，得所需宽度的带材，示例生产直径为20mm的并股填充绳，则设定刀距宽度为170mm的4条，余下宽度为120mm的1条。

(4)分切后的带材经拉伸机进行加温拉伸，温度设定在110℃之间，拉伸速度由二级牵引控制，二级牵引速度比一级牵引速度高30％，以实现对带材30％的延长拉伸，以二次拉伸定型后的薄膜厚度为0.13mm，拉伸前宽度为170mm的拉伸后宽度约为120mm，可制得直径为6mm的单股填充绳，拉伸前宽度为120mm的拉伸后宽度约为85mm，可制得直径为5mm的单股填充绳。

(5)开网机的后轮为二级牵引，前轮为一道上下对压的开网辊轮，全部带材经过后，实现了对带材的开网，通过更换不同开网辊轮，可实现网孔尺寸在10-50mm等互换。

(6)开网定型后的带材进入收卷机，收卷轮前有圆型的穿孔，将切割后的带材自动汇集在一起，进入收卷轮进行收卷成型，单股的填充绳材料完成，此类单股填充绳直径通常最大直径不大于8mm。

(7)当需要更大直径规格的并股填充绳时，可由多根单股填充绳进行并股而成，将单股填充绳放置在放线架上，所需的根数依据所生产的并股填充绳规格截面积计算得出，示例生产直径20mm的并股填充绳，放置11根直径为6mm的单股填充绳在放线架上，将全部引头穿过并线模，采用细涤纶线同心绕扎，并股好的填充绳在牵引轮上缠绕两圈后，引至收线轴进行收圈，设定设备档位，使涤纶线左向绕扎，绕扎间距按40mm进行控制，制成所需的并股填充绳。

实施例7

(1)将将聚丙烯、碳酸钙和阻燃剂加入塑料高速混合机中进行搅拌混合，混合时间为30分钟，温度为70℃；随后加入氧化蜡、工业白油、硬酯酸、抗氧剂和偶联剂，继续混合15分钟后停止搅拌，将混合均匀的粉状物料放料到存料盘中，将粉料适当铺开，使其自然冷却，防止粉料结块，不便于下道工序使用；

(2)使用螺旋式上料机将粉料输送至70/25双螺杆挤出机料斗中，上料速度依据双螺杆挤出机生产速度进行调节，设备总体温区分为十二段，各区设定温度范围：1区～3区160-170℃，4区～6区160-180℃，7区～9区170-190℃，10区～12区165-185℃，通过安装好的模具，将熔融状态的材料挤出定型成片状，厚度约为1.05mm，宽度约为825mm。片状材料自然下落到水槽前，由一级牵引进行一次拉伸，快速过冷却水进行初步冷却定型；

(3)由一级牵引将初步冷却的片状材料一次拉伸同步牵引出，首先进行吹干处理，在切刀架上对片材两边在10mm处分别各安装一把切刀，以获得较为整齐的片材，切下边材材料作为碎料返回使用，中间部位的片材依据不同尺寸进行调整切刀间距，得所需宽度的带材，示例生产直径为18mm的并股填充绳，则设定刀距宽度为115mm的7条；

(4)分切后的带材经拉伸机进行加温拉伸，温度设定在120℃，拉伸速度由二级牵引控制，二级牵引速度比一级牵引速度高30％，以实现对带材30％的延长拉伸，以二次拉伸定型后的薄膜厚度为0.14mm,拉伸前宽度为115mm的拉伸后宽度约为85mm，可制得直径为5mm的单股填充绳。

(5)开网机的后轮为二级牵引，前轮为一道上下对压的开网辊轮，拉伸的带材经过后，实现了对带材的开网，通过更换不同开网辊轮，可实现网孔尺寸在10-50mm等互换。

(6)开网定型后的带材进入收卷机，收卷轮前有圆型的穿孔，将切割后的带材自动汇集在一起，进入收卷轮进行收卷成型，单股的填充绳材料完成，此类单股填充绳直径通常最大不大于8mm。

(7)当需要更大直径规格的并股填充绳时，可由多根单股填充绳进行并股而成，将单股填充绳放置在放线架上，所需的根数依据所生产的并股填充绳规格截面积计算得出，生产直径18mm的并股填充绳，放置13根直径为5mm的单股填充绳在放线架上，将全部引头穿过并线模，采用细涤纶线同心绕扎，并股好的填充绳在牵引轮上缠绕两圈后，引至收线轴进行收圈，设定设备档位，使涤纶线左向绕扎，绕扎间距按40～60mm进行控制，制成所需的并股填充绳。

实施例8

(1)将将聚丙烯、碳酸钙和阻燃剂加入塑料高速混合机中进行搅拌混合，混合时间为28分钟，温度为75℃；随后加入氧化蜡、工业白油、硬酯酸、抗氧剂和偶联剂，继续混合12分钟后停止搅拌，将混合均匀的粉状物料放料到存料盘中，将粉料适当铺开，使其自然冷却，防止粉料结块，不便于下道工序使用。

(2)使用螺旋式上料机将粉料输送至70/25双螺杆挤出机料斗中，上料速度依据双螺杆挤出机生产速度进行调节，设备总体温区分为十二段，各区设定温度范围：1区～3区160-170℃，4区～6区160-180℃，7区～9区170-190℃，10区～12区165-185℃，通过安装好的模具，将熔融状态的材料挤出定型成片状，厚度约为1mm，宽度约为820mm。片状材料下落到水槽前，由一级牵引进行一次拉伸，快速过冷却水进行初步冷却定型；

(3)由一级牵引将初步冷却的片状材料同步牵引出，首先进行吹干处理，对片材两边10mm分别各安装一把切刀，以获得较为整齐的片材，切下的边料作为碎料返回使用，中间部位的片材依据不同尺寸进行调整切刀间距，得所需宽度的带材，示例生产直径为22mm的并股填充绳，则设定刀距宽度为200mm的4条。

(4)分切后的带材经拉伸机进行加温拉伸，温度设定在115℃之间，拉伸速度由二级牵引控制，二级牵引速度比一级牵引速度高30％，以实现对带材30％的延长拉伸，以二次拉伸定型的薄膜厚度为0.16mm，拉伸前宽度为200mm的拉伸后宽度约为150mm，可制得直径为7mm的单股填充绳。

(5)开网机的后轮为二级牵引，前轮为一道上下对压的开网辊轮，全部带材经过后，实现了对带材的开网，通过更换不同开网辊轮，可实现网孔尺寸在30mm等互换。

(6)开网定型后的带材进入收卷机，收卷轮前有圆型的穿孔，将切割后的带材自动汇集在一起，进入收卷轮进行收卷成型，单股的填充绳材料完成，此类单股填充绳直径通常最大直径不大于8mm较合适。

(7)当需要更大直径规格的并股填充绳时，可由多根单股填充绳进行并股而成，将单股填充绳放置在放线架上，所需的根数依据所生产的并股填充绳规格截面积计算得出，示例生产直径22mm的并股填充绳，放置10根直径为7mm的单股填充绳在放线架上，将全部引头穿过并线模，采用细涤纶线同心绕扎，并股好的填充绳在牵引轮上缠绕两圈后，引至收线轴进行收圈，设定设备档位，使涤纶线左向绕扎，绕扎间距按50mm进行控制，制成所需的并股填充绳。

将实施例6-实施例8中制备的填充绳用于中压电力电缆中，制备成长度为0.5米的试样，并选取采用常规填充绳生产的中压电力电缆制样进行对比，该对比电缆的材料除了填充绳外其他均相同，将这两种电缆试样同时置于20±5℃的水中，在相同环境下连续浸泡两天后，观察电缆铜带的氧化情况，其中，利用本发明的配方和制备方法生产的填充绳制备的电缆中铜带无氧化现象，填充绳与铜带之间没有发生物质迁移，而采用常规填充绳的对比电缆中则出现铜带氧化发黑现象，铜带被氧化，填充绳与铜带之间发生了物质迁移；连续浸泡七天观察，利用本发明的配方和制备方法生产的填充绳制备的电缆中铜带同样无氧化现象，而采用常规填充绳的对比电缆则出现严重铜带氧化发黑现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：包括以下份数的成分：聚丙烯20-30份、氧化蜡2-4份、碳酸钙75-85份、硬酯酸0.8-1.5份、1035抗氧剂0.5-1.5份、工业白油1-2份、偶联剂1-2.5份。

2.根据权利要求1所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：聚丙烯22-26份、氧化蜡2.5-3.5份、碳酸钙75-85份、硬酯酸0.8-1.5份、1035抗氧剂0.5-1.5份、工业白油1-2份、偶联剂1.5-2份。

3.根据权利要求1所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：其制备方法如下：

(1)原材料准备：各原料按照其重量份数称量，隔离放置备用；

(2)物料混合：将聚丙烯、碳酸钙加入塑料高速混合机中，开机混合，随后加入氧化蜡、工业白油、硬酯酸、抗氧剂和偶联剂，继续混合完成后，进行放料至存料盘，混合均匀的物料需要铺开并自然冷却。

(3)薄膜拉伸：将步骤(2)中冷却之后的混合物料加入双螺杆挤出机中，经专用模具成型挤出为片状，进入冷却水槽时，同时通过一级牵引进行一次拉伸牵引出，随后进行分切，经二级牵引设备同步加热进行二次拉伸；

(4)辊压开网：将拉伸之后的薄膜经过二级牵引传动将二次拉伸的薄膜牵引至开网辊轮，通过开网辊轮对薄膜带材进行辊压开网，经二次拉伸定型的薄膜厚度为0.12-0.17mm；

(5)收卷制绳：将开网之后的薄膜从一侧进行收卷，形成单股填充绳制品；

(6)并股扎线：将单股的填充绳制品根据所需要直径规格，由不同根数单股填充绳进行合并股及缠绕扎线，形成所需规格的填充绳产品。

4.根据权利要求3所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：在步骤(2)中，所述开机混合的时间为25-30min，混合的温度为70-80℃，所述继续混合的时间为10-15min。

5.根据权利要求3所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：在步骤(3)中，所述薄膜在双螺杆挤出机中挤出的时候各区设定的温度范围为：1区～3区160-170℃，4区～6区160-180℃，7区～9区170-190℃，10区～12区165-185℃，所述拉伸的温度为110-120℃。

6.根据权利要求3所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：所述二级牵引速度比一级牵引速度高30％，所述拉伸延长率为30％。

7.根据权利要求3所述的一种新型抗氧化填充绳，其特征在于：在步骤(4)中，所述辊压开网的网孔尺寸为10-50mm。