CN112724678A - 一种高频数据电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电缆技术领域的一种高频数据电缆及其制备方法，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶70‑80份、聚乙烯20‑30份，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10‑12份，纳米氧化镁10‑12份，氮化硼40‑60份，抗氧剂0.5‑1份，硫化剂1.5‑3份，偶联剂3‑5份，二甲基甲酰胺100‑150份；本发明通过加入氮化硼、二甲基甲酰胺和纳米氧化镁，其中，氮化硼具有多层结构，导致其惰性较大，应用不便，通过加入二甲基甲酰胺，并在超声作用下，对氮化硼予以剥离，得到的氮化硼纳米片具有优异的耐酸碱性、抗氧化性、耐高温性和高的热传导性，同时，纳米氧化镁具有高硬度和良好的抗腐蚀性，和氮化硼纳米片共同添加，提高了绝缘层材料的强度和导热性。

Description

一种高频数据电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体为一种高频数据电缆及其制备方法。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成。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。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。
电缆按照光伏电站的系统可分为直流电缆及交流电缆，根据用途及使用环境的不同分类如下：1、直流电缆：(1)组件与组件之间的串联电缆。(2)组串之间及其组串至直流配电箱(汇流箱)之间的并联电缆。(3)直流配电箱至逆变器之间电缆。以上电缆均为直流电缆，户外敷设较多，需防潮、防暴晒、耐寒、耐热、抗紫外线，某些特殊的环境下还需防酸碱等化学物质。2、交流电缆：(1)逆变器至升压变压器的连接电缆。(2)升压变压器至配电装置的连接电缆。(3)电装置至电网或用户的连接电缆。
现有技术中电缆用绝缘层材料大多采用橡胶材料，由于添加的填料粒径较小，会相互团聚，不能很好的分散在橡胶中，导致橡胶材料在强度和热传导方面的性能较为一般。
因此提出一种高频数据电缆以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频数据电缆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出问题。
为实现上述目的，本发明提供如下方案予以实现：一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，所述绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶70-80份、聚乙烯20-30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-12份，纳米氧化镁10-12份，氮化硼40-60份，抗氧剂0.5-1份，硫化剂1.5-3份，偶联剂3-5份，二甲基甲酰胺100-150份。
优选的，硅橡胶75份、聚乙烯25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份，纳米氧化镁10份，氮化硼50份，抗氧剂1份，硫化剂2份，偶联剂4份，二甲基甲酰胺120份。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA中的一种或多种混合。
优选的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰中的一种或多种混合。
优选的，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
本发明还提供了一种高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理30-50min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼2-3min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3-5min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
优选的，超声时间为15-18h，烘干温度为75-85℃。
本发明的有益效果是：
本发明通过在硅橡胶中加入聚乙烯，其中，聚乙烯具有机械强度高、耐水性好和电绝缘性能优异的特点，二者相混，弥补了硅橡胶机械强度较差的特性；
本发明通过加入氮化硼、二甲基甲酰胺和纳米氧化镁，其中，氮化硼具有多层结构，导致其惰性较大，应用不便，通过加入二甲基甲酰胺，并在超声作用下，对氮化硼予以剥离，得到的氮化硼纳米片具有优异的耐酸碱性、抗氧化性、耐高温性和高的热传导性，同时，纳米氧化镁具有高硬度和良好的抗腐蚀性，和氮化硼纳米片共同添加，提高了绝缘层材料的强度和导热性；
本发明通过将纳米氧化镁和氮化硼纳米片放入偶联剂和乙醇中，在纳米氧化镁和氮化硼纳米片表面接枝有大量疏水基团，有利于纳米氧化镁和氮化硼纳米片充分混散在硅橡胶中，避免团聚，进一步提高了绝缘材料的质量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶70份、聚乙烯20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，纳米氧化镁10份，氮化硼40份，抗氧剂0.5份，硫化剂1.5份，偶联剂3份，二甲基甲酰胺100份。
抗氧剂为抗氧剂BHT；硫化剂为过氧化二异丙苯；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
上述高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理15h后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固在75℃下烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理30min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼2min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
实施例2
一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶72份、聚乙烯24份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份，纳米氧化镁10份，氮化硼45份，抗氧剂0.5份，硫化剂1.5份，偶联剂3份，二甲基甲酰胺120份。
抗氧剂为抗氧剂1076；硫化剂为过氧化二叔丁基；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
上述高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理16h后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固在75℃下烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理35min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼2min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
实施例3
一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶75份、聚乙烯25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份，纳米氧化镁10份，氮化硼50份，抗氧剂1份，硫化剂2份，偶联剂4份，二甲基甲酰胺120份。
抗氧剂为抗氧剂CA；硫化剂为过氧化二叔丁基；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
上述高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理16h后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固在75℃下烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理35min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼2min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
实施例4
一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶80份、聚乙烯25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份，纳米氧化镁10份，氮化硼40份，抗氧剂1份，硫化剂2份，偶联剂4份，二甲基甲酰胺140份。
抗氧剂为抗氧剂CA；硫化剂为过氧化二叔丁基；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
上述高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理18h后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固在85℃下烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理40min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼3min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
实施例5
一种高频数据电缆，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶80份、聚乙烯30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份，纳米氧化镁12份，氮化硼60份，抗氧剂1份，硫化剂3份，偶联剂5份，二甲基甲酰胺150份。
抗氧剂为抗氧剂CA；硫化剂为过氧化二叔丁基；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
上述高频数据电缆的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理18h后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固在85℃下烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理50min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼3min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼5min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种高频数据电缆，其特征在于，包括导电芯和包覆在其外表的绝缘层，所述绝缘层包括以下重量份原料：硅橡胶70-80份、聚乙烯20-30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-12份，纳米氧化镁10-12份，氮化硼40-60份，抗氧剂0.5-1份，硫化剂1.5-3份，偶联剂3-5份，二甲基甲酰胺100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆，其特征在于，硅橡胶75份、聚乙烯25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份，纳米氧化镁10份，氮化硼50份，抗氧剂1份，硫化剂2份，偶联剂4份，二甲基甲酰胺120份。
3.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化二苯甲酰中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1:1混合。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种高频数据电缆，其特征在于，该电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将氮化硼放入二甲基甲酰胺中搅拌均匀，超声处理后离心得到上清液，过滤上清液并将滤固烘干，得到氮化硼纳米片；
(2)将偶联剂和其3倍体积的乙醇混合，接着加入纳米氧化镁和氮化硼纳米片，处理30-50min，干燥后得到处理填料；
(3)将处理填料和硅橡胶放入密炼机中混炼2-3min，得到混炼胶；
(4)将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、抗氧剂和硫化剂放入密炼机中与混炼胶混合，继续密炼3-5min，得到绝缘材料；
(5)将绝缘材料挤出并包覆在导电芯外表面，得到目标产物。
7.根据权利要求6所述的一种高频数据电缆，其特征在于，步骤(1)中，超声时间为15-18h，烘干温度为75-85℃。
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