CN112562901A - 一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯、绝缘层、内护套和外护套，所述外护套包括以下原料：聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、硬脂酸锌、改性白炭黑、改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素、改性高岭土、纳米碳酸钙、稀土氧化物，通过在外护套材料中加入聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶，三者混合使得电缆具有优异的耐低温、耐腐蚀性能，通过加入改性白炭黑和改性高岭土，能够提高电缆的物理性能和机械性能，通过加入改性甲壳素和改性粉煤灰，二者协同增效，提高物理性能和机械性能的同时，能够进一步提高电缆的耐低温、耐腐蚀性能，具有广阔的市场前景。

Description

一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体是一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆及其制备方法。
背景技术
通常是由几根或几组导线（每组至少两根）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。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
船舶由于其工作环境的问题，海水的浸泡，风干日晒，高碱、高湿，有时候还需要将其上的设备探入深海工作，一段时间以后，船上的电缆经常性就损坏了，需要频繁更换，造成了一定的损失，给工作带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆及其制备方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯、绝缘层、内护套和外护套，所述线芯优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯外部分别套装有绝缘层，绝缘层外部设有屏蔽层，三根线芯外部套装有内护套，内护套与三根线芯之间设有填充层，所述内护套外表面设有防火层，所述防火层外表面设有铠装层，所述铠装层由编织金属网构成，所述铠装层外表面设有防水层，所述防水层外表面设有外护套，所述内护套与三根线芯之间设有填充层，进一步的，所述线芯外部设有用于保护其的保护结构，所述保护结构包括弓形弹性件、V型弹性件和弹性环，每根线芯外部均套装有弓形弹性件，三根线芯外部的弓形弹性件的弧形面相接触设置，三个弓形弹性件之间设有弹性环，弹性环与三个弓形弹性件的弧形面均接触，所述弓形弹性件的内部位于线芯两侧均设有V型弹性件，所述V型弹性件与弓形弹性件一体式设置，所述弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环均由厚度为1-2mm的金属薄片制成，能够很好的保护制成线芯，还能够起到弹性减震的作用，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环协同作用，能够降低内护套对线芯挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯变得更加的安全，从而保证了线芯的使用寿命。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：所述外护套包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯40-50份、丁腈橡胶35-45份、三元乙丙橡胶30-40份、硬脂酸锌6-10份、改性白炭黑10-16份、改性粉煤灰8-12份、增韧剂1-5份、改性甲壳素11-15份、改性高岭土9-13份、纳米碳酸钙6-10份、稀土氧化物7-13份。
在一种可选方案中：所述外护套包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯42-48份、丁腈橡胶37-42份、三元乙丙橡胶33-37份、硬脂酸锌7-9份、改性白炭黑11-15份、改性粉煤灰9-11份、增韧剂2-4份、改性甲壳素12-14份、改性高岭土10-12份、纳米碳酸钙7-9份、稀土氧化物8-11份。
在一种可选方案中：所述外护套包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯45份、丁腈橡胶40份、三元乙丙橡胶35份、硬脂酸锌8份、改性白炭黑13份、改性粉煤灰10份、增韧剂3份、改性甲壳素13份、改性高岭土11份、纳米碳酸钙8份、稀土氧化物10份。
在一种可选方案中：所述改性白炭黑的制备方法如下：将白炭黑加入研磨机中，研磨过筛后与烃类有机溶剂一起加入反应釜中，使用混合气体对反应釜进行加压至1-2MPa，所述混合气体为氟气、氮气和氧气按体积比1:7:1混合而成，缓慢搅拌升温至60-80℃，升温速度为20℃/h，后向其中加入硫硅烷偶联剂，在温度为100-120℃，频率为20-30kHz的超声波下，反应4-6h，烃类有机溶剂、白炭黑、硅烷偶联剂的质量比为7-9:3:1-2。
在一种可选方案中：所述改性粉煤灰的制备方法如下：将粉煤灰加入球磨机，粉碎，过筛，得粉煤灰细粉，将上述粉煤灰细粉加入磷酸溶液浸泡，再用水清洗，晾干粉煤灰细粉，将上述晾干后的粉煤灰细粉添加到电阻炉中，在360-380℃下煅烧20-30min，然后自然冷却至70-80℃，接着加入混料机中，高速搅拌下加入为粉煤灰重量2-4%的混合改性剂搅拌10-20min，出料，晾干，即得改性粉煤灰，所述混合改性剂由木质素磺酸盐和壳聚糖按照质量比为2-3:1组成。
在一种可选方案中：所述改性甲壳素的制备方法如下：将甲壳素高聚物和水混合后放入反应容器中，升高温度到60-80℃，加速搅拌混合物，使甲壳素高聚物均匀分散到水中，形成均匀的悬浊溶液；保持恒温，缓慢滴加稀硫酸与过氧化氢混合溶液，滴加完后在80-85℃温度下搅拌反应2-3h，同时采用紫外光照射，得改性甲壳素。
在一种可选方案中：所述改性高岭土的制备方法如下：将按质量比为5-6:1称取高岭土和氯化钠混合，然后在600-700℃温度下煅烧2-3h，之后在醋酸溶液中浸泡35-45min，浸泡后过滤，将过滤物在在500-600℃温度下煅烧1-2h，冷却至110-120℃，加水反复冲洗，然后在80-100℃干燥20-30分钟，即得改性高岭土。
在一种可选方案中：所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷中的一种或多种组合。
在一种可选方案中：所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种组合。
上述船用耐低温耐腐蚀特种电缆的制备方法，步骤如下：
1）将铜单丝拉制、退火，退火后，将多根单丝绞合成一根线芯10；
2）在线芯外部包覆绝缘层，接着采用重叠绕包形成屏蔽层；
3）在线芯外部装上弓形弹性件和V型弹性件，在弓形弹性件之间设置弹性环；
4）根据结构需要，将线芯内外侧填充材料，形成填充层，然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；
5）在填充层外表面上通过挤包制得内护套；在内护套外表面通过挤包制得防火层；
6）防火层外表面编织铠装层，按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织；
7）在铠装层外表面通过挤包制得防水层；
8）将聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶投入密炼机中，加入硬脂酸锌、纳米碳酸钙、稀土氧化物混炼3-5min后，接着加入改性白炭黑、改性高岭土混炼5-10min，随后将改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素加入，混炼10-20min，当密炼机温度达到90-100℃时，开始出料，待混合料完全冷却后，利用高精度挤塑机对混合料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层外面，形成外护套，得到所需船用耐低温耐腐蚀特种电缆。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
通过设置弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环协同作用，能够降低内护套对线芯挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯变得更加的安全，从而保证了线芯的使用寿命，通过在外护套材料中加入聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶，三者混合使得电缆具有优异的耐低温、耐腐蚀性能，通过加入改性白炭黑和改性高岭土，能够提高电缆的物理性能和机械性能，通过加入改性甲壳素和改性粉煤灰，二者协同增效，提高物理性能和机械性能的同时，能够进一步提高电缆的耐低温、耐腐蚀性能，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例中电缆的结构示意图。
附图标记注释：1-外护套、2-防水层、3-铠装层、4-防火层、5-内护套、6-填充层、7-弓形弹性件、8-V型弹性件、9-绝缘层、10-线芯、11-弹性环。
具体实施方式
以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
实施例1
一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯10、绝缘层9、内护套5和外护套1，所述线芯10优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯10外部分别套装有绝缘层9，绝缘层9外部设有屏蔽层，三根线芯10外部套装有内护套5，内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，所述内护套5外表面设有防火层4，所述防火层4外表面设有铠装层3，所述铠装层3由编织金属网构成，所述铠装层3外表面设有防水层2，所述防水层2外表面设有外护套1，所述内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，进一步的，所述线芯10外部设有用于保护其的保护结构，所述保护结构包括弓形弹性件7、V型弹性件8和弹性环11，每根线芯10外部均套装有弓形弹性件7，三根线芯10外部的弓形弹性件7的弧形面相接触设置，三个弓形弹性件7之间设有弹性环11，弹性环11与三个弓形弹性件7的弧形面均接触，所述弓形弹性件7的内部位于线芯10两侧均设有V型弹性件8，所述V型弹性件8与弓形弹性件7一体式设置，所述弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11均由厚度为1mm的金属薄片制成，能够很好的保护制成线芯10，还能够起到弹性减震的作用，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11协同作用，能够降低内护套5对线芯10挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯10变得更加的安全，从而保证了线芯10的使用寿命。
其中，所述外护套1包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯40份、丁腈橡胶35份、三元乙丙橡胶30份、硬脂酸锌6份、改性白炭黑10份、改性粉煤灰8份、增韧剂1份、改性甲壳素11份、改性高岭土93份、纳米碳酸钙6份、稀土氧化物7份。
所述改性白炭黑的制备方法如下：将白炭黑加入研磨机中，研磨过筛后与烃类有机溶剂一起加入反应釜中，使用混合气体对反应釜进行加压至1MPa，所述混合气体为氟气、氮气和氧气按体积比1:7:1混合而成，缓慢搅拌升温至60℃，升温速度为20℃/h，后向其中加入硫硅烷偶联剂，在温度为100℃，频率为20kHz的超声波下，反应4h，烃类有机溶剂、白炭黑、硅烷偶联剂的质量比为7:3:1。
所述改性粉煤灰的制备方法如下：将粉煤灰加入球磨机，粉碎，过筛，得粉煤灰细粉，将上述粉煤灰细粉加入磷酸溶液浸泡，再用水清洗，晾干粉煤灰细粉，将上述晾干后的粉煤灰细粉添加到电阻炉中，在360℃下煅烧20min，然后自然冷却至70℃，接着加入混料机中，高速搅拌下加入为粉煤灰重量2%的混合改性剂搅拌10min，出料，晾干，即得改性粉煤灰，所述混合改性剂由木质素磺酸盐和壳聚糖按照质量比为2:1组成。
所述改性甲壳素的制备方法如下：将甲壳素高聚物和水混合后放入反应容器中，升高温度到60℃，加速搅拌混合物，使甲壳素高聚物均匀分散到水中，形成均匀的悬浊溶液；保持恒温，缓慢滴加稀硫酸与过氧化氢混合溶液，滴加完后在80℃温度下搅拌反应2h，同时采用紫外光照射，得改性甲壳素。
所述改性高岭土的制备方法如下：将按质量比为5:1称取高岭土和氯化钠混合，然后在600℃温度下煅烧2h，之后在醋酸溶液中浸泡35min，浸泡后过滤，将过滤物在在500℃温度下煅烧1h，冷却至1100℃，加水反复冲洗，然后在80℃干燥20分钟，即得改性高岭土。
所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷等比组合。
所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物按照质量比为1:2:1组合。
上述船用耐低温耐腐蚀特种电缆的制备方法，步骤如下：
1）将铜单丝拉制、退火，退火后，将多根单丝绞合成一根线芯10；
2）在线芯10外部包覆绝缘层9，接着采用重叠绕包形成屏蔽层；
3）在线芯10外部装上弓形弹性件7和V型弹性件8，在弓形弹性件7之间设置弹性环11；
4）根据结构需要，将线芯10内外侧填充材料，形成填充层6，然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；
5）在填充层6外表面上通过挤包制得内护套5；在内护套5外表面通过挤包制得防火层4；
6）防火层4外表面编织铠装层3，按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织；
7）在铠装层3外表面通过挤包制得防水层2；
8）将聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶投入密炼机中，加入硬脂酸锌、纳米碳酸钙、稀土氧化物混炼3min后，接着加入改性白炭黑、改性高岭土混炼5min，随后将改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素加入，混炼10min，当密炼机温度达到900℃时，开始出料，待混合料完全冷却后，利用高精度挤塑机对混合料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层2外面，形成外护套1，得到所需船用耐低温耐腐蚀特种电缆。
实施例2
一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯10、绝缘层9、内护套5和外护套1，所述线芯10优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯10外部分别套装有绝缘层9，绝缘层9外部设有屏蔽层，三根线芯10外部套装有内护套5，内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，所述内护套5外表面设有防火层4，所述防火层4外表面设有铠装层3，所述铠装层3由编织金属网构成，所述铠装层3外表面设有防水层2，所述防水层2外表面设有外护套1，所述内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，进一步的，所述线芯10外部设有用于保护其的保护结构，所述保护结构包括弓形弹性件7、V型弹性件8和弹性环11，每根线芯10外部均套装有弓形弹性件7，三根线芯10外部的弓形弹性件7的弧形面相接触设置，三个弓形弹性件7之间设有弹性环11，弹性环11与三个弓形弹性件7的弧形面均接触，所述弓形弹性件7的内部位于线芯10两侧均设有V型弹性件8，所述V型弹性件8与弓形弹性件7一体式设置，所述弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11均由厚度为1.5mm的金属薄片制成，能够很好的保护制成线芯10，还能够起到弹性减震的作用，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11协同作用，能够降低内护套5对线芯10挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯10变得更加的安全，从而保证了线芯10的使用寿命。
其中，所述外护套1包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯45份、丁腈橡胶40份、三元乙丙橡胶35份、硬脂酸锌8份、改性白炭黑13份、改性粉煤灰10份、增韧剂3份、改性甲壳素13份、改性高岭土11份、纳米碳酸钙8份、稀土氧化物10份。
所述改性白炭黑的制备方法如下：将白炭黑加入研磨机中，研磨过筛后与烃类有机溶剂一起加入反应釜中，使用混合气体对反应釜进行加压至1.5MPa，所述混合气体为氟气、氮气和氧气按体积比1:7:1混合而成，缓慢搅拌升温至70℃，升温速度为20℃/h，后向其中加入硫硅烷偶联剂，在温度为110℃，频率为25kHz的超声波下，反应5h，烃类有机溶剂、白炭黑、硅烷偶联剂的质量比为8:3:1.5。
所述改性粉煤灰的制备方法如下：将粉煤灰加入球磨机，粉碎，过筛，得粉煤灰细粉，将上述粉煤灰细粉加入磷酸溶液浸泡，再用水清洗，晾干粉煤灰细粉，将上述晾干后的粉煤灰细粉添加到电阻炉中，在370℃下煅烧25min，然后自然冷却至75℃，接着加入混料机中，高速搅拌下加入为粉煤灰重量3%的混合改性剂搅拌15min，出料，晾干，即得改性粉煤灰，所述混合改性剂由木质素磺酸盐和壳聚糖按照质量比为2.5:1组成。
所述改性甲壳素的制备方法如下：将甲壳素高聚物和水混合后放入反应容器中，升高温度到70℃，加速搅拌混合物，使甲壳素高聚物均匀分散到水中，形成均匀的悬浊溶液；保持恒温，缓慢滴加稀硫酸与过氧化氢混合溶液，滴加完后在83℃温度下搅拌反应2.5h，同时采用紫外光照射，得改性甲壳素。
所述改性高岭土的制备方法如下：将按质量比为5.5:1称取高岭土和氯化钠混合，然后在650℃温度下煅烧2.5h，之后在醋酸溶液中浸泡40min，浸泡后过滤，将过滤物在在550℃温度下煅烧1.5h，冷却至115℃，加水反复冲洗，然后在90℃干燥25分钟，即得改性高岭土。
所述稀土氧化物为氧化镧。
所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体按照质量比为1:2组合。
上述船用耐低温耐腐蚀特种电缆的制备方法，步骤如下：
1）将铜单丝拉制、退火，退火后，将多根单丝绞合成一根线芯10；
2）在线芯10外部包覆绝缘层9，接着采用重叠绕包形成屏蔽层；
3）在线芯10外部装上弓形弹性件7和V型弹性件8，在弓形弹性件7之间设置弹性环11；
4）根据结构需要，将线芯10内外侧填充材料，形成填充层6，然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；
5）在填充层6外表面上通过挤包制得内护套5；在内护套5外表面通过挤包制得防火层4；
6）防火层4外表面编织铠装层3，按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织；
7）在铠装层3外表面通过挤包制得防水层2；
8）将聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶投入密炼机中，加入硬脂酸锌、纳米碳酸钙、稀土氧化物混炼4min后，接着加入改性白炭黑、改性高岭土混炼8min，随后将改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素加入，混炼15min，当密炼机温度达到95℃时，开始出料，待混合料完全冷却后，利用高精度挤塑机对混合料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层2外面，形成外护套1，得到所需船用耐低温耐腐蚀特种电缆。
对比例1
在实施例2的基础上，不含改性粉煤灰；
对比例2
在实施例2的基础上，不含改性甲壳素；
对比例3
在实施例2的基础上，不含改性粉煤灰和改性甲壳素；
对比例4
在实施例2的基础上，将改性粉煤灰和改性甲壳素替换为普通粉煤灰和普通甲壳素；
对照组
一种市售电缆。
实施例3
一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯10、绝缘层9、内护套5和外护套1，所述线芯10优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯10外部分别套装有绝缘层9，绝缘层9外部设有屏蔽层，三根线芯10外部套装有内护套5，内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，所述内护套5外表面设有防火层4，所述防火层4外表面设有铠装层3，所述铠装层3由编织金属网构成，所述铠装层3外表面设有防水层2，所述防水层2外表面设有外护套1，所述内护套5与三根线芯10之间设有填充层6，进一步的，所述线芯10外部设有用于保护其的保护结构，所述保护结构包括弓形弹性件7、V型弹性件8和弹性环11，每根线芯10外部均套装有弓形弹性件7，三根线芯10外部的弓形弹性件7的弧形面相接触设置，三个弓形弹性件7之间设有弹性环11，弹性环11与三个弓形弹性件7的弧形面均接触，所述弓形弹性件7的内部位于线芯10两侧均设有V型弹性件8，所述V型弹性件8与弓形弹性件7一体式设置，所述弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11均由厚度为1-2mm的金属薄片制成，能够很好的保护制成线芯10，还能够起到弹性减震的作用，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件7、V型弹性件8以及弹性环11协同作用，能够降低内护套5对线芯10挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯10变得更加的安全，从而保证了线芯10的使用寿命。
其中，所述外护套1包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯50份、丁腈橡胶45份、三元乙丙橡胶40份、硬脂酸锌10份、改性白炭黑16份、改性粉煤灰12份、增韧剂5份、改性甲壳素15份、改性高岭土13份、纳米碳酸钙10份、稀土氧化物13份。
所述改性白炭黑的制备方法如下：将白炭黑加入研磨机中，研磨过筛后与烃类有机溶剂一起加入反应釜中，使用混合气体对反应釜进行加压至2MPa，所述混合气体为氟气、氮气和氧气按体积比1:7:1混合而成，缓慢搅拌升温至80℃，升温速度为20℃/h，后向其中加入硫硅烷偶联剂，在温度为120℃，频率为30kHz的超声波下，反应6h，烃类有机溶剂、白炭黑、硅烷偶联剂的质量比为9:3:2。
所述改性粉煤灰的制备方法如下：将粉煤灰加入球磨机，粉碎，过筛，得粉煤灰细粉，将上述粉煤灰细粉加入磷酸溶液浸泡，再用水清洗，晾干粉煤灰细粉，将上述晾干后的粉煤灰细粉添加到电阻炉中，在380℃下煅烧30min，然后自然冷却至80℃，接着加入混料机中，高速搅拌下加入为粉煤灰重量4%的混合改性剂搅拌20min，出料，晾干，即得改性粉煤灰，所述混合改性剂由木质素磺酸盐和壳聚糖按照质量比为3:1组成。
所述改性甲壳素的制备方法如下：将甲壳素高聚物和水混合后放入反应容器中，升高温度到80℃，加速搅拌混合物，使甲壳素高聚物均匀分散到水中，形成均匀的悬浊溶液；保持恒温，缓慢滴加稀硫酸与过氧化氢混合溶液，滴加完后在85℃温度下搅拌反应3h，同时采用紫外光照射，得改性甲壳素。
所述改性高岭土的制备方法如下：将按质量比为6:1称取高岭土和氯化钠混合，然后在700℃温度下煅烧3h，之后在醋酸溶液中浸泡45min，浸泡后过滤，将过滤物在在600℃温度下煅烧2h，冷却至120℃，加水反复冲洗，然后在100℃干燥30分钟，即得改性高岭土。
所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷中的一种或多种组合。
所述增韧剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种组合。
上述船用耐低温耐腐蚀特种电缆的制备方法，步骤如下：
1）将铜单丝拉制、退火，退火后，将多根单丝绞合成一根线芯10；
2）在线芯10外部包覆绝缘层9，接着采用重叠绕包形成屏蔽层；
3）在线芯10外部装上弓形弹性件7和V型弹性件8，在弓形弹性件7之间设置弹性环11；
4）根据结构需要，将线芯10内外侧填充材料，形成填充层6，然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；
5）在填充层6外表面上通过挤包制得内护套5；在内护套5外表面通过挤包制得防火层4；
6）防火层4外表面编织铠装层3，按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织；
7）在铠装层3外表面通过挤包制得防水层2；
8）将聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶投入密炼机中，加入硬脂酸锌、纳米碳酸钙、稀土氧化物混炼5min后，接着加入改性白炭黑、改性高岭土混炼10min，随后将改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素加入，混炼20min，当密炼机温度达到100℃时，开始出料，待混合料完全冷却后，利用高精度挤塑机对混合料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层2外面，形成外护套1，得到所需船用耐低温耐腐蚀特种电缆。
对实施例1-3、对比例1-4以及对照组的电缆进行性能测试，测试结果如下表：
组别 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 浸酸失重率/% 浸碱失重率/% 低温脆化温度℃
实施例1 30.3 455.9 0.7 0.7 -133
实施例2 33.1 457.2 0.6 0.5 -137
实施例3 31.4 456.1 0.7 0.6 -135
对比例1 24.1 371.8 7.4 6.8 -87
对比例2 23.9 369.9 7.1 6.6 -89
对比例3 20.3 323.1 11.6 10.8 -62
对比例4 22.9 357.6 8.3 8.1 -75
对照组 24.3 372.4 7.5 7.0 -98
从以上结果明显可以看出，本发明制备电缆具备良好的力学性能以及耐低温、耐腐蚀的性能，同时，通过改性粉煤灰和改性甲壳素的协同增效，能极大的提高力学性能以及耐低温、耐腐蚀的性能。
通过设置弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环，当电缆受到机械碰撞时，弓形弹性件、V型弹性件以及弹性环协同作用，能够降低内护套对线芯挤压造成的损伤，进一步起到很好的缓冲减震的效果，使得线芯变得更加的安全，从而保证了线芯的使用寿命，通过在外护套材料中加入聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶，三者混合使得电缆具有优异的耐低温、耐腐蚀性能，通过加入改性白炭黑和改性高岭土，能够提高电缆的物理性能和机械性能，通过加入改性甲壳素和改性粉煤灰，二者协同增效，提高物理性能和机械性能的同时，能够进一步提高电缆的耐低温、耐腐蚀性能，具有广阔的市场前景。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种船用耐低温耐腐蚀特种电缆，包括线芯（10）、绝缘层（9）、内护套（5）和外护套（1），所述线芯（10）优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯（10）外部分别套装有绝缘层（9），绝缘层（9）外部设有屏蔽层，三根线芯（10）外部套装有内护套（5），内护套（5）与三根线芯（10）之间设有填充层（6），所述内护套（5）外表面设有防火层（4），所述防火层（4）外表面设有铠装层（3），所述铠装层（3）由编织金属网构成，所述铠装层（3）外表面设有防水层（2），所述防水层（2）外表面设有外护套（1），所述内护套（5）与三根线芯（10）之间设有填充层（6），其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯40-50份、丁腈橡胶35-45份、三元乙丙橡胶30-40份、硬脂酸锌6-10份、改性白炭黑10-16份、改性粉煤灰8-12份、增韧剂1-5份、改性甲壳素11-15份、改性高岭土9-13份、纳米碳酸钙6-10份、稀土氧化物7-13份。
2.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯42-48份、丁腈橡胶37-42份、三元乙丙橡胶33-37份、硬脂酸锌7-9份、改性白炭黑11-15份、改性粉煤灰9-11份、增韧剂2-4份、改性甲壳素12-14份、改性高岭土10-12份、纳米碳酸钙7-9份、稀土氧化物8-11份。
3.根据权利要求2所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：聚氯乙烯45份、丁腈橡胶40份、三元乙丙橡胶35份、硬脂酸锌8份、改性白炭黑13份、改性粉煤灰10份、增韧剂3份、改性甲壳素13份、改性高岭土11份、纳米碳酸钙8份、稀土氧化物10份。
4.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述改性白炭黑的制备方法如下：将白炭黑加入研磨机中，研磨过筛后与烃类有机溶剂一起加入反应釜中，使用混合气体对反应釜进行加压至1-2MPa，所述混合气体为氟气、氮气和氧气按体积比1:7:1混合而成，缓慢搅拌升温至60-80℃，升温速度为20℃/h，后向其中加入硫硅烷偶联剂，在温度为100-120℃，频率为20-30kHz的超声波下，反应4-6h，烃类有机溶剂、白炭黑、硅烷偶联剂的质量比为7-9:3:1-2。
5.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述改性粉煤灰的制备方法如下：将粉煤灰加入球磨机，粉碎，过筛，得粉煤灰细粉，将上述粉煤灰细粉加入磷酸溶液浸泡，再用水清洗，晾干粉煤灰细粉，将上述晾干后的粉煤灰细粉添加到电阻炉中，在360-380℃下煅烧20-30min，然后自然冷却至70-80℃，接着加入混料机中，高速搅拌下加入为粉煤灰重量2-4%的混合改性剂搅拌10-20min，出料，晾干，即得改性粉煤灰，所述混合改性剂由木质素磺酸盐和壳聚糖按照质量比为2-3:1组成。
6.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述改性甲壳素的制备方法如下：将甲壳素高聚物和水混合后放入反应容器中，升高温度到60-80℃，加速搅拌混合物，使甲壳素高聚物均匀分散到水中，形成均匀的悬浊溶液；保持恒温，缓慢滴加稀硫酸与过氧化氢混合溶液，滴加完后在80-85℃温度下搅拌反应2-3h，同时采用紫外光照射，得改性甲壳素。
7.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述改性高岭土的制备方法如下：将按质量比为5-6:1称取高岭土和氯化钠混合，然后在600-700℃温度下煅烧2-3h，之后在醋酸溶液中浸泡35-45min，浸泡后过滤，将过滤物在在500-600℃温度下煅烧1-2h，冷却至110-120℃，加水反复冲洗，然后在80-100℃干燥20-30分钟，即得改性高岭土。
8.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化铷中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆，其特征在于，所述线芯（10）外部设有用于保护其的保护结构，所述保护结构包括弓形弹性件（7）、V型弹性件（8）和弹性环（11），每根线芯（10）外部均套装有弓形弹性件（7），三根线芯（10）外部的弓形弹性件（7）的弧形面相接触设置，三个弓形弹性件（7）之间设有弹性环（11），弹性环（11）与三个弓形弹性件（7）的弧形面均接触，所述弓形弹性件（7）的内部位于线芯（10）两侧均设有V型弹性件（8），所述V型弹性件（8）与弓形弹性件（7）一体式设置。
10.如权利要求9所述的船用耐低温耐腐蚀特种电缆的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）将铜单丝拉制、退火，退火后，将多根单丝绞合成一根线芯（10）；
2）在线芯（10）外部包覆绝缘层（9），接着采用重叠绕包形成屏蔽层；
3）在线芯（10）外部装上弓形弹性件（7）和V型弹性件（8），在弓形弹性件（7）之间设置弹性环（11）；
4）根据结构需要，将线芯（10）内外侧填充材料，形成填充层（6），然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；
5）在填充层（6）外表面上通过挤包制得内护套（5）；在内护套（5）外表面通过挤包制得防火层（4）；
6）防火层（4）外表面编织铠装层（3），按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织；
7）在铠装层（3）外表面通过挤包制得防水层2；
8）将聚氯乙烯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶投入密炼机中，加入硬脂酸锌、纳米碳酸钙、稀土氧化物混炼3-5min后，接着加入改性白炭黑、改性高岭土混炼5-10min，随后将改性粉煤灰、增韧剂、改性甲壳素加入，混炼10-20min，当密炼机温度达到90-100℃时，开始出料，待混合料完全冷却后，利用高精度挤塑机对混合料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层（2）外面，形成外护套（1），得到所需船用耐低温耐腐蚀特种电缆。
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