CN111333946A - 一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐土壤腐蚀、内部电线之间耐迁移的电缆，其技术方案要点是包括电缆本体，所述电缆本体外部包裹有耐腐层，所述耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂60‑76份，苯并三唑铵10‑20份，双酚F型环氧树脂5‑7份，稀土硝酸盐0.8‑5份，抗氧剂0.5‑1份，硅藻土5‑8份，轻质碳酸钙9‑18份，稳定剂2‑3份；本发明提供的电缆能够起到耐土壤腐蚀的作用，耐腐层的抗腐蚀效果相比现有技术中常规的材料具备更优越的性能，且能够较好地保持整体的完整性；同时电缆整体的重量较小，生产、使用成本较低，具有良好的性价比。

Description

一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及配电设备技术领域，具体涉及一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆及其制备方法。
背景技术
电缆是配电设备在使用中最重要的辅助设备，通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，具有内通电，外绝缘的特征。
在实际使用时，电缆可架设在半空中或埋设于地表土壤中。而长期在埋土壤中的电缆，会出现被腐蚀的现象，影响电缆的绝缘性，发生故障或造成危险。
中国专利CN102394138B公开了一种铝合金铠装平行排布智能复合电力电缆，包含：三根电力电缆，呈三角形截面相互平行排布；热敏光纤电缆，设置在所述三根电力电缆排布形成的几何空间中心，且与所述电力电缆平行设置；铝合金铠装护套管，封闭套设在所述三根电力电缆的外部，呈波纹管。
上述专利提供的电缆，可以减小土壤中的电化学腐蚀，但由于带有铝合金铠装，所以整个电缆的重量较大，制造、使用成本较高，性价比方面略显不足。
发明内容
为此，本发明提出一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆及其制备方法，旨在解决上述问题。
本发明的技术方案如下：
一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，电缆本体外部包裹有耐腐层，同时电缆本体由多股电线绞成，电线表面设置有防脱色层，在电线与耐腐层之间还设有填充层；
耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂60-76份，苯并三唑铵10-20份，双酚F型环氧树脂5-7份，稀土硝酸盐0.8-5份，抗氧剂0.5-1份，硅藻土5-8份，轻质碳酸钙9-18份，稳定剂2-3份；
防脱色层由以下重量份的组分制成：PVC树脂42-56份，偏苯三酸三辛酯20-26份，重质碳酸钙8-10份，硬脂酸14-17份，增塑剂为12-24份。
在一些实施例中，稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸铕、硝酸钐中的至少一种。
在一些实施例中，稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:1.5的混合物。
在一些实施例中，增塑剂为已二酸二酯增塑剂。
在一些实施例中，电线由4股或者6股或者8股或者24股或者28股铜丝绞成，铜丝直径为0.15mm或者0.16mm或者0.20mm。
在一些实施例中，耐腐层与防脱色层的组分中还有用于上色的色粉，优选的，在耐腐层中的色粉都为黑色，在防脱色层中加入的色粉可以是多种颜色的。
在一些实施例中，填充层为填充绳。
在一些实施例中，防脱色层内还设有金属网，可适当提升屏蔽性能。
本发明还提供该具有耐土壤腐蚀功能电缆的制备方法，主要包括耐腐层和防脱色层的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为135-150℃，混合时间为10-20分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为160-175℃，时间为8-10分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层和防脱色层的电缆料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
耐腐层中加入一定量的苯并三唑铵，能够与EVA树脂等基材协同提高耐土壤腐蚀性能，同时增强复合材料的骨架完整性，从而在土壤环境中保持耐腐层的完整、延长整个电缆的使用寿命。
考虑到苯并三唑铵的性质，简单加入苯并三唑铵会导致其在基材中无法均匀分散，影响最终的协同性能，因此加入一定量的双酚F型环氧树脂帮助其均匀分散，提升与EVA等基材的界面相容性，并且能赋予复合材料所需的弹性。
轻质碳酸钙和重质碳酸钙是本发明阻燃层的重要基材，它们均是重要的、用途广泛的无机盐，容易沉积，具有阻燃性。硬脂酸即十八烷酸，硬脂酸广泛应用于塑料管材、板材、型材、薄膜的制造，具有很好的热稳定作用。重钙与硬脂酸混合后生成一定的硬脂酸盐，如硬脂酸钙等，还能起到抑制燃烧的作用。
在耐腐层原料中，加入稀土硝酸盐，能够进一步提升耐腐层的性能和稳定。稳定剂为稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:1.5的混合物；加入稳定剂可以使得产品性质更加稳定，防止其分解、老化，同时钙锌复合稳定剂相较于其他一些金属铅类等稳定剂而言，不仅稳定效果好，同时还无毒、环保，和季戊四醇混合后，其稳定效果可以得到进一步增强。
本发明的防脱色层不仅具备一定的耐腐蚀性能，更重要的是能够长期的起到对电线颜色的保护，与耐腐层不同的是，本发明防脱色层中并不加入轻钙，因为轻钙的颗粒更加细腻，与颜色的敏感性更高，会影响颜色的保持。同时，由于PVC在偏苯三酸三辛酯中，迁移损失率低至10％-15％，两者配合能够提升PVC原本的耐候性，此外，加入增塑剂还能够提高PVC和重钙的抗张强度和弹性，更符合包裹电线的使用特性。
因此，本发明提供的电缆具有双层结构，能够起到耐土壤腐蚀和防止电线外表脱色的作用。耐腐层的抗腐蚀效果相比现有技术中常规的材料具备更优越的性能，且能够较好地保持整体的完整性；而防脱色层可以在长期埋设在土壤的使用环境下能够起到对颜色的保护，防止内部电线颜色受到污染，影响操作人员对电线的判断；电缆整体的重量较小，生产、使用成本较低，具有良好的性价比。
附图说明
图1是本发明一种实施例中的结构示意图。
图中：1-耐腐层、2-电线、3-防脱色层。
具体实施方式
下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的个别实施例，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做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：
一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，电缆本体外部包裹有耐腐层，耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂60份，苯并三唑铵10份，双酚F型环氧树脂5份，硝酸镧0.8份，抗氧剂0.5份，硅藻土5份，轻质碳酸钙9份，稳定剂2份。
电缆本体由4股电线绞成，所述电线表面设置有防脱色层，防脱色层由以下重量份的组分制成：PVC树脂42份，偏苯三酸三辛酯20份，重质碳酸钙8份，硬脂酸14份，增塑剂为12份。
在所述电线与耐腐层之间还设有填充层。
该实施例提供的电缆制备方法，主要包括耐腐层和防脱色层的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为135℃，混合时间为10分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为160℃，时间为8分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层和防脱色层的电缆料。
实施例2：
一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，电缆本体外部包裹有耐腐层，耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂76份，苯并三唑铵20份，双酚F型环氧树脂7份，硝酸铈5份，抗氧剂1份，硅藻土8份，轻质碳酸钙18份，稳定剂3份。
电缆本体由6股电线绞成，所述电线表面设置有防脱色层，防脱色层由以下重量份的组分制成：PVC树脂56份，偏苯三酸三辛酯26份，重质碳酸钙10份，硬脂酸17份，增塑剂为24份。
在所述电线与耐腐层之间还设有填充层。
该实施例提供的电缆制备方法，主要包括耐腐层和防脱色层的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为150℃，混合时间为20分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为175℃，时间为10分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层和防脱色层的电缆料。
实施例3：
一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，电缆本体外部包裹有耐腐层，耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂68份，苯并三唑铵15份，双酚F型环氧树脂6份，硝酸铕3份，抗氧剂0.75份，硅藻土6份，轻质碳酸钙13份，稳定剂2.5份。
电缆本体由8股电线绞成，所述电线表面设置有防脱色层，防脱色层由以下重量份的组分制成：PVC树脂50份，偏苯三酸三辛酯23份，重质碳酸钙9份，硬脂酸15份，增塑剂为18份。
在所述电线与耐腐层之间还设有填充层。
该实施例提供的电缆制备方法，主要包括耐腐层和防脱色层的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为145℃，混合时间为15分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为170℃，时间为8分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层和防脱色层的电缆料。
实施例4：
一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，电缆本体外部包裹有耐腐层，耐腐层由以下重量份的组分制成：EVA树脂70份，苯并三唑铵17份，双酚F型环氧树脂6份，硝酸钐2份，抗氧剂0.8份，硅藻土7份，轻质碳酸钙13份，稳定剂2份。
电缆本体由24股电线绞成，所述电线表面设置有防脱色层，防脱色层由以下重量份的组分制成：PVC树脂47份，偏苯三酸三辛酯22份，重质碳酸钙8份，硬脂酸16份，增塑剂为16份。
在所述电线与耐腐层之间还设有填充层。
该实施例提供的电缆制备方法，主要包括耐腐层和防脱色层的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为150℃，混合时间为20分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为175℃，时间为10分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层和防脱色层的电缆料。
对比例1
电缆的结构、电缆料的制备方法与实施例1大体相同，区别仅在于耐腐层中不含有苯并三唑铵和双酚F型环氧树脂，其它组分和配方相同。
对比例2
电缆的结构、电缆料的制备方法与实施例2大体相同，区别仅在于耐腐层中不含有稀土硝酸盐，其它组分和配方相同。
对比例3
电缆的结构、电缆料的制备方法与实施例3大体相同，区别仅在于防脱色层中不含有偏苯三酸三辛酯，其它组分和配方相同。
耐土壤腐蚀实验
对实施例1-4以及对比例1、2进行耐土壤腐蚀实验：用实验土壤填充满长为80cm、宽为40cm、高为25cm的实验箱体，将测试电缆埋入土壤内距离表面10cm处，通过气体流量控制装置控制进入实验箱体的氮气和氧气的比例，调节实验土壤中的氧浓度为50％，使用自动喷淋补液系统将实验土壤的湿度控制在65％，加速土壤腐蚀过程，48小时后将测试电缆取出，清除表面的腐蚀产物，测得失重，以上实验对每种电缆测试三次，取平均值获得数据如下：
实施例1：0.053‰
实施例2：0.047‰
实施例3：0.061‰
实施例4：0.057‰
对比例1：0.754‰
对比例2：0.326‰
由上述数据可知，本发明的耐腐层具有优秀的耐土壤腐蚀效果。
防脱色实验
对实施例1-4以及对比例3进行防脱色实验：将测试电缆的防脱色层材料分别使用本领域常见的着色剂进行着色，然后将其与含5％钛白粉白色PVC片以1千克每平方厘米的压力在80℃温度紧密贴合，放置24小时后，观察白色PVC片上的被沾染面积占整体试样的比例，每个实施例的材料经过三次实验，取平均值获得数据如下：
实施例1：2.1％
实施例2：1.6％
实施例3：2.0％
对比例3：8.6％
由此可见，本发明的防脱色层可以达到防止颜色脱落的技术效果。
应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有耐土壤腐蚀功能的电缆，包括电缆本体，其特征在于：所述电缆本体外部包裹有耐腐层(1)，同时所述电缆本体由多股电线(2)绞成，所述电线(2)表面设置有防脱色层(3)，在所述电线(2)与耐腐层(1)之间还设有填充层；
所述耐腐层(1)由以下重量份的组分制成：EVA树脂60-76份，苯并三唑铵10-20份，双酚F型环氧树脂5-7份，稀土硝酸盐0.8-5份，抗氧剂0.5-1份，硅藻土5-8份，轻质碳酸钙9-18份，稳定剂2-3份；
所述防脱色层(3)由以下重量份的组分制成：PVC树脂42-56份，偏苯三酸三辛酯20-26份，重质碳酸钙8-10份，硬脂酸14-17份，增塑剂为12-24份。
2.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述稀土硝酸盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸铕、硝酸钐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:1.5的混合物。
4.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述增塑剂为已二酸二酯增塑剂。
5.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述电线(2)由4股或者6股或者8股或者24股或者28股铜丝绞成，铜丝直径为0.15mm或者0.16mm或者0.20mm。
6.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述耐腐层(1)与防脱色层(3)的组分中还有用于上色的色粉。
7.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述填充层为填充绳。
8.根据权利要求1所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆，其特征在于：所述防脱色层(3)内还设有金属网。
9.一种如权利要求1-8任一项所述具有耐土壤腐蚀功能的电缆的制备方法，其特征在于，主要包括耐腐层(1)和防脱色层(3)的电缆料制备，具体步骤如下：按配方进行配料，配好的物料加入开炼机中熔融共混，混合温度设为135-150℃，混合时间为10-20分钟，共混均匀后，下片剪裁，然后转移到硫化机上压片成型，成型温度为160-175℃，时间为8-10分钟，压力为12MPa,即可制得所需要的耐腐层(1)和防脱色层(3)的电缆料。
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