CN113201188A - 一种用于地下电缆的耐低温保护套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于地下电缆的耐低温保护套，属于电缆防护技术领域，由以下重量份数原料制成：硅橡胶20‑30份、三元乙丙橡胶35‑45份、白炭黑2.5‑3.5份、硫化剂5‑8份、促进剂2‑5份、增塑剂3‑8份、阻燃剂2‑4.5份。与传统的电缆保护套及其制备工艺相比，本发明保护套常温下断裂伸长率达到678%以上，拉伸强度达到28.6Mpa以上，机械性能优异；低温回缩温度TR10为‑24.5℃以下，能在低温条件下保持较好的弹性，适合在低温环境下使用；氧指数达到48以上，阻燃性能好，能够满足地下电缆的使用要求，且能够在低温环境下使用，延长了地下电缆的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电缆防护技术领域，具体涉及一种用于地下电缆的耐低温保护套。
背景技术
当今社会，许多电缆也已由原来的架空越来越多的走到地下。电缆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，外面包有绝缘层、保护套等。电缆保护套是保护电缆常用的一种材料，地下电缆由于长期深埋于地下，容易受潮，且容易遭受冷冻，因此，对保护套的性能也有着更高的要求。目前，市面上常用的电缆保护套耐低温性能差，不能对地下电缆进行有效保护。
公开号为CN110294933A的专利文献公开了一种强效耐低温电缆护套材料及其制备方法，涉及电缆护套生产技术领域。所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶45-55份、顺丁橡胶20-25份、氯醇橡胶10-15份、纳米粘土6-8份、纳米玉石粉2-4份、陶瓷微粉4-6份、交联剂0.8-1.2份、丙二醇丁醚5-7份、2,6-二叔丁基对甲酚3-5份、N,N-二取代脂肪酸酰胺6-8份、异丙基三芳基亚磷酸酯2-4份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯4-6份、分散剂2-4份、硫化剂2-4份。该电缆护套材料能够有效提高基料的耐低温性能，防止天气较为寒冷时电缆护套受到损坏甚至让内部导线裸露出来，护套材料性能优越，安全性高，使用寿命长。但是，该护套材料与本申请低温改性方法不同，且机械能能和阻燃性能有待提高，不能对电缆进行有效保护。
公开号为CN105419110A的专利文献公开了一种高阻燃耐低温电缆保护套，所述电缆保护套包含丙烯均聚物、硅橡胶、氢氧化钙、阻燃剂、增塑剂、稳定剂和交联剂。但是，该电缆护套材料耐低温性能和阻燃性能并不是很理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于地下电缆的耐低温保护套。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：硅橡胶20-30份、三元乙丙橡胶35-45份、白炭黑2.5-3.5份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、增塑剂3-8份、阻燃剂2-4.5份。
进一步的，一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：硅橡胶22-28份、三元乙丙橡胶38-42份、白炭黑2.8-3.2份、硫化剂6-7.5份、促进剂2.5-4份、增塑剂5-7份、阻燃剂2.5-4份。
进一步的，所述硫化剂为SQS633或SR633。
进一步的，所述促进剂为促进剂ZDC或促进剂PZ。
进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯中的一种或多种。
进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的混合物，邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的重量之比为1:2-3:0.5-0.7。
进一步的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌中的一种或两种。
进一步的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.3-0.8。
进一步的，所述硅橡胶为氟硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶。
本发明的有益效果是：
本发明采用三元乙丙橡胶和硅橡胶复合，并添加白炭黑、硫化剂、促进剂、增塑剂、阻燃剂。三元乙丙橡胶耐老化、电绝缘性能突出，同时具有优异的耐候性、耐热性和耐腐蚀性。硅橡胶具有优异的耐低温和耐高温性能，与三元乙丙橡胶配合，增大保护套的使用温度范围。白炭黑提高保护套的耐高温和绝缘性能。硫化剂为SQS633和SR633提高硫化时的交联密度，提高硫化程度和硫化速度，能够提高橡胶的硬度、强度和耐高温性能。促进剂ZDC和促进剂PZ与硫化剂协同作用，加快硫化速度，提高交联度和耐热性能。增塑剂邻苯二甲酸二辛酯与橡胶有很好的相容性，低温柔软性好，耐寒性、耐候性优异；癸二酸二辛酯既具有优良的耐寒性,又有较好的耐热性,耐光性和电绝缘性，能在低温条件下保持柔韧性；丁氧基三甘醇己二酸酯具有优异的低温性能，良好的耐热性，三者混合，大大延长了保护套在低温下的使用寿命。阻燃剂十溴二苯醚分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。硼酸锌能够提高保护套的耐火性，在燃烧时，覆盖锌化物和硼酸，形成隔热层，抑制可燃性气体发生，同时阻止氧化和热，也具有很好的抑烟效果。
本发明保护套均表现出良好的综合性能：常温下断裂伸长率达到678%以上，拉伸强度达到28.6Mpa以上，机械性能优异；低温回缩温度TR10为-24.5℃以下，能在低温条件下保持较好的弹性，适合在低温环境下使用；氧指数达到48以上，阻燃性能好。
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，下面对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员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
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶20份、三元乙丙橡胶35份、白炭黑2.5份、硫化剂SQS633 5份、促进剂ZDC 2份、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯3份、阻燃剂十溴二苯醚2份。
实施例2
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：甲基苯基乙烯基硅橡胶22份、三元乙丙橡胶38份、白炭黑2.8份、硫化剂SR633 6份、促进剂PZ2.5份、增塑剂癸二酸二辛酯5份、阻燃剂硼酸锌2.5份。
实施例3
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶25份、三元乙丙橡胶39份、白炭黑3份、硫化剂SQS633 6.5份、促进剂PZ 3份、增塑剂5.5份、阻燃剂3份。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的混合物，邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的重量之比为1:2:0.5。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.3。
实施例4
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：甲基苯基乙烯基硅橡胶26份、三元乙丙橡胶40份、白炭黑3.1份、硫化剂SQS633 7份、促进剂ZDC 3.5份、增塑剂6份、阻燃剂3.5份。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的混合物，邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的重量之比为1:2.5:0.6。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.5。
实施例5
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：甲基苯基乙烯基硅橡胶28份、三元乙丙橡胶42份、白炭黑3.2份、硫化剂SR633 7.5份、促进剂PZ 4份、增塑剂7份、阻燃剂4份。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的混合物，邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的重量之比为1: 3: 0.7。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.7。
实施例6
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶30份、三元乙丙橡胶45份、白炭黑3.5份、硫化剂SR633 8份、促进剂ZDC 5份、增塑剂丁氧基三甘醇己二酸酯8份、阻燃剂4.5份。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.8。
本发明实施例1-6中耐低温保护套的制备方法是：
S1：将硅橡胶、三元乙丙橡胶、白炭黑、增塑剂、阻燃剂混合后置于混炼机中，常温下以800r/min的转速混炼10min,得到混合料；
S2:将混合料转入挤出机中，挤出，造粒，得到粒料；
S3:将粒料和硫化剂、促进剂混合后，置于硫化机中加压15Mpa，200℃硫化10min，即可。
实施例7
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例4不同的是，本实施例中，添加1.8重量份数的蒙脱土和0.9重量份数的硅烷偶联剂。
实施例8
本实施例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例4不同的是，本实施例中，添加2重量份数的蒙脱土和1重量份数的硅烷偶联剂。
本发明实施例7-8中耐低温保护套的制备方法是：
S1：将硅橡胶、三元乙丙橡胶、白炭黑、增塑剂、阻燃剂、蒙脱土、硅烷偶联剂混合后置于混炼机中，常温下以800r/min的转速混炼10min,得到混合料；
S2:将混合料转入挤出机中，挤出，造粒，得到粒料；
S3:将粒料和硫化剂、促进剂混合后，置于硫化机中加压15Mpa，200℃硫化10min，即可。
对比例1
本对比例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含促进剂。
对比例2
本对比例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含增塑剂。
对比例3
本对比例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含阻燃剂。
对比例4
本对比例提供一种用于地下电缆的耐低温保护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含白炭黑。
测试方法
力学性能测试参照GB/T528-1998。
低温性能测试参照GB/T 7758-2002。
阻燃性能测试参照GB/T 10707-1989标准A法。
表1 实施例1-8及对比例1-4地下电缆的耐低温保护套测试结果
| 断裂伸长率% | 拉伸强度MPa | TR10(℃) | 氧指数 | |
| 实施例1 | 678 | 28.6 | -24.5 | 48 |
| 实施例2 | 682 | 28.7 | -24.5 | 48 |
| 实施例3 | 685 | 28.7 | -27.6 | 53 |
| 实施例4 | 689 | 28.9 | -27.8 | 54 |
| 实施例5 | 680 | 28.8 | -27.3 | 52 |
| 实施例6 | 678 | 28.7 | -24.6 | 52 |
| 实施例7 | 712 | 29.4 | -28 | 54 |
| 实施例8 | 714 | 29.5 | -28 | 54 |
| 对比例1 | 663 | 28.4 | -24.3 | 47 |
| 对比例2 | 671 | 28.5 | -18.2 | 48 |
| 对比例3 | 675 | 28.5 | -24.5 | 36 |
| 对比例4 | 666 | 27.3 | -24.1 | 48 |
通过对本发明实施例1-8及对比例1-4电缆保护套的性能进行测试，可以看出，实施例1-8保护套均表现出良好的综合性能：常温下断裂伸长率达到678%以上，拉伸强度达到28.6Mpa以上，机械性能优异；低温回缩温度TR10为-24.5℃以下，能在低温条件下保持较好的弹性，适合在低温环境下使用；氧指数达到48以上，阻燃性能好。实施例7和8添加硅烷偶联剂和蒙脱土，机械性能最优，低温性能和阻燃性能变化不大。对比例1不含促进剂，对比例2中不含增塑剂，对比例3不含阻燃剂，对比例4不含白炭黑，防护套的性能均有所下降，说明本申请的工艺和配方适配性好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：由以下重量份数原料制成：硅橡胶20-30份、三元乙丙橡胶35-45份、白炭黑2.5-3.5份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、增塑剂3-8份、阻燃剂2-4.5份。
2.如权利要求1所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：由以下重量份数原料制成：硅橡胶22-28份、三元乙丙橡胶38-42份、白炭黑2.8-3.2份、硫化剂6-7.5份、促进剂2.5-4份、增塑剂5-7份、阻燃剂2.5-4份。
3.如权利要求1或2所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述硫化剂为SQS633或SR633。
4.如权利要求1或2所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述促进剂为促进剂ZDC或促进剂PZ。
5.如权利要求1或2所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的混合物，邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、丁氧基三甘醇己二酸酯的重量之比为1:2-3:0.5-0.7。
7.如权利要求1或2所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌中的一种或两种。
8.如权利要求7所述的一种用于地下电缆的耐低温保护套，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌的混合物，十溴二苯醚：硼酸锌的重量之比为1:0.3-0.8。
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