CN113871076A - 一种超耐低温柔软型线缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超耐低温柔软型线缆，包括复合导体，所述复合导体与其外包覆的绝缘层形成绝缘线芯；所述绝缘线芯外包覆有护套层；所述三根绝缘线芯构成的中心区设置有第一填充芯，且所述第一填充芯与所述三根绝缘线芯相接触；相邻两个所述绝缘线芯和所述护套层之间设置有第二填充芯，且所述第二填充芯与所述相邻两个所述绝缘线芯和所述护套层相接触；所述护套层是由特殊的原料制成。本发明提供了一种超耐低温柔软型线缆，此线缆相较于现有的产品而言，一方面改善了结构特性，另一方面优化了材料的性能，对线芯等的排列设计，在保证了结构稳固的同时，又提升了线缆的柔软性和抗冲击能力。

Description

一种超耐低温柔软型线缆
技术领域
本发明涉及一种线缆，尤其涉及一种超耐低温柔软型线缆。
背景技术
在一些严寒地带，线缆通常需要架设在零下几十度的环境中，这就要求线缆具有很强的耐低温性能；因为户外温度过低会使线缆出现变硬、变脆、甚至开裂的现象，线缆的脆化开裂会在开裂处形成不均匀电场，并有可能产生击穿，导致电缆报废，甚至对环境或人造成危害。因此需要提升线缆的耐低温、强度等特性，但还需要保持线缆的柔软性，以便更好的施工。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种超耐低温柔软型线缆。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种超耐低温柔软型线缆，包括复合导体，所述复合导体与其外包覆的绝缘层形成绝缘线芯；所述复合导体由多股导线绞合而成；所述绝缘线芯有三根，成三角形排列，且相互接触，所述绝缘线芯外包覆有护套层；所述三根绝缘线芯构成的中心区设置有第一填充芯，且所述第一填充芯与所述三根绝缘线芯相接触；相邻两个所述绝缘线芯和所述护套层之间设置有第二填充芯，且所述第二填充芯与所述相邻两个所述绝缘线芯和所述护套层相接触；所述护套层与所述绝缘线芯、所述第一填充芯及所述第二填充芯的缝隙内填充有滑石粉；所述第一填充芯的材质为聚醚型聚氨酯；所述第二填充芯由第二填充芯内芯和外芯组成；所述第二填充芯内芯的材质为天然橡胶，第二填充芯外芯的材质为无机纤维；
所述的护套层是由如下对应重量份的物质制成：80～90份天然橡胶、15～20份丁腈橡胶、5～15份丙烯酸酯橡胶、4～10份氯化聚乙烯、3～6份环氧树脂、10～15份功能填料、1～2份抗氧剂、0.5～1份紫外线吸收剂、3～5份硫化剂、1～3份分散剂。
进一步的，所述的复合导体的绞合节径比不大于12。
进一步的，所述的护套层是由如下对应重量份的物质制成：85份天然橡胶、18份丁腈橡胶、10份丙烯酸酯橡胶、7份氯化聚乙烯、5份环氧树脂、13份功能填料、1.5份抗氧剂、0.8份紫外线吸收剂、4份硫化剂、2份分散剂。
进一步的，所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1)将去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混，然后加热反应处理40～50min，期间不断进行超声处理；
2)向溶液中加入改性纳米碳粉，磁力搅拌处理1.5～2h后得混合液备用；
3)对混合液进行高速离心处理，然后用无水乙醇反复对离心物进行洗涤，直至上清液呈中性，最后烘干处理2～3h即可。
本发明利用去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯反应，并在纳米二氧化硅晶体生成时进行超声处理，限制晶粒颗粒大小，且又添加了改性纳米碳粉，嵌入结合在纳米二氧化硅晶体上，最终形成了一种稳固的纳米二氧化硅复合填料，其与橡胶等基体间的相容结合强力好，显著提高了整体的耐低温、强度、抗冲击性能等，进而改善了材料的品质。
进一步的，步骤1)所述的去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混时对应的体积比2～4:0.6～0.9:7～8：6～9。
进一步的，步骤1)所述的加热反应时控制环境温度为40～45℃；所述的超声处理时的频率为500～600kHz。
进一步的，步骤2)所述的改性纳米碳粉的加入量是溶液总质量的8～10％；所述的改性纳米碳粉是经过硅烷偶联剂浸泡后的纳米碳粉。
进一步的，步骤3)所述的烘干处理时控制烘干的温度为100～110℃。
进一步的，所述的无机纤维为玻璃纤维。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种超耐低温柔软型线缆，此线缆相较于现有的产品而言，一方面改善了结构特性，另一方面优化了材料的性能，对线芯等的排列设计，在保证了结构稳固的同时，又提升了线缆的柔软性和抗冲击能力，对护套层材料的特殊制备，提高了线缆整体的耐低温、强度、耐腐蚀和柔韧性，最终使得本发明线缆能够在零下90℃以内稳定工作，且容易施工和运输，有着很强的市场竞争力和推广应用价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种超耐低温柔软型线缆的整体剖面示意图；
图2为本发明提出的一种超耐低温柔软型线缆的第二填充芯的剖面图。
图中：1复合导体、2绝缘层、3绝缘线芯、4第二填充芯、401第二填充芯内芯、402第二填充芯外芯、5第一填充芯、6滑石粉、7护套层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例1
一种超耐低温柔软型线缆，包括复合导体1，复合导体1与其外包覆的绝缘层2形成绝缘线芯3；复合导体1由多股导线绞合而成；绝缘线芯3有三根，成三角形排列，且相互接触，绝缘线芯3外包覆有护套层7；三根绝缘线芯3构成的中心区设置有第一填充芯5，且第一填充芯5与三根绝缘线芯3相接触；相邻两个绝缘线芯3和护套层7之间设置有第二填充芯4，且第二填充芯4与相邻两个绝缘线芯3和护套层7相接触；护套层7与绝缘线芯3、第一填充芯5及第二填充芯4的缝隙内填充有滑石粉6；第一填充芯5的材质为聚醚型聚氨酯；第二填充芯4由第二填充芯内芯401和外芯402组成；第二填充芯内芯401的材质为天然橡胶，第二填充芯外芯402的材质为无机纤维；
护套层是由如下对应重量份的物质制成：80份天然橡胶、15份丁腈橡胶、5份丙烯酸酯橡胶、4份氯化聚乙烯、3份环氧树脂、10份功能填料、1份抗氧剂、0.5份紫外线吸收剂、3份硫化剂、1份分散剂。
复合导体(1)的绞合节径比不大于12。
功能填料的制备方法包括如下步骤：
1)将去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混，然后加热反应处理40min，期间不断进行超声处理；
2)向溶液中加入改性纳米碳粉，磁力搅拌处理1.5h后得混合液备用；
3)对混合液进行高速离心处理，然后用无水乙醇反复对离心物进行洗涤，直至上清液呈中性，最后烘干处理2h即可。
步骤1)中的去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混时对应的体积比2:0.6:7：6。
步骤1)中的加热反应时控制环境温度为40℃；超声处理时的频率为500kHz。
步骤2)中的改性纳米碳粉的加入量是溶液总质量的8％；改性纳米碳粉是经过硅烷偶联剂浸泡后的纳米碳粉。
步骤3)中的烘干处理时控制烘干的温度为100℃。
无机纤维为玻璃纤维。
实施例2
一种超耐低温柔软型线缆，包括复合导体1，复合导体1与其外包覆的绝缘层2形成绝缘线芯3；复合导体1由多股导线绞合而成；绝缘线芯3有三根，成三角形排列，且相互接触，绝缘线芯3外包覆有护套层7；三根绝缘线芯3构成的中心区设置有第一填充芯5，且第一填充芯5与三根绝缘线芯3相接触；相邻两个绝缘线芯3和护套层7之间设置有第二填充芯4，且第二填充芯4与相邻两个绝缘线芯3和护套层7相接触；护套层7与绝缘线芯3、第一填充芯5及第二填充芯4的缝隙内填充有滑石粉6；第一填充芯5的材质为聚醚型聚氨酯；第二填充芯4由第二填充芯内芯401和外芯402组成；第二填充芯内芯401的材质为天然橡胶，第二填充芯外芯402的材质为无机纤维；
护套层是由如下对应重量份的物质制成：85份天然橡胶、18份丁腈橡胶、10份丙烯酸酯橡胶、7份氯化聚乙烯、5份环氧树脂、13份功能填料、1.5份抗氧剂、0.8份紫外线吸收剂、4份硫化剂、2份分散剂。
复合导体(1)的绞合节径比不大于12。
功能填料的制备方法包括如下步骤：
1)将去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混，然后加热反应处理45min，期间不断进行超声处理；
2)向溶液中加入改性纳米碳粉，磁力搅拌处理1.8h后得混合液备用；
3)对混合液进行高速离心处理，然后用无水乙醇反复对离心物进行洗涤，直至上清液呈中性，最后烘干处理2.6h即可。
步骤1)中的去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混时对应的体积比3:0.8:7.5：8。
步骤1)中的加热反应时控制环境温度为43℃；超声处理时的频率为550kHz。
步骤2)中的改性纳米碳粉的加入量是溶液总质量的9％；改性纳米碳粉是经过硅烷偶联剂浸泡后的纳米碳粉。
步骤3)中的烘干处理时控制烘干的温度为105℃。
无机纤维为玻璃纤维。
实施例3
一种超耐低温柔软型线缆，包括复合导体1，复合导体1与其外包覆的绝缘层2形成绝缘线芯3；复合导体1由多股导线绞合而成；绝缘线芯3有三根，成三角形排列，且相互接触，绝缘线芯3外包覆有护套层7；三根绝缘线芯3构成的中心区设置有第一填充芯5，且第一填充芯5与三根绝缘线芯3相接触；相邻两个绝缘线芯3和护套层7之间设置有第二填充芯4，且第二填充芯4与相邻两个绝缘线芯3和护套层7相接触；护套层7与绝缘线芯3、第一填充芯5及第二填充芯4的缝隙内填充有滑石粉6；第一填充芯5的材质为聚醚型聚氨酯；第二填充芯4由第二填充芯内芯401和外芯402组成；第二填充芯内芯401的材质为天然橡胶，第二填充芯外芯402的材质为无机纤维；
护套层是由如下对应重量份的物质制成：90份天然橡胶、20份丁腈橡胶、15份丙烯酸酯橡胶、10份氯化聚乙烯、6份环氧树脂、15份功能填料、2份抗氧剂、1份紫外线吸收剂、5份硫化剂、3份分散剂。
复合导体(1)的绞合节径比不大于12。
功能填料的制备方法包括如下步骤：
1)将去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混，然后加热反应处理50min，期间不断进行超声处理；
2)向溶液中加入改性纳米碳粉，磁力搅拌处理2h后得混合液备用；
3)对混合液进行高速离心处理，然后用无水乙醇反复对离心物进行洗涤，直至上清液呈中性，最后烘干处理3h即可。
步骤1)中的去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混时对应的体积比4:0.9:8：9。
步骤1)中的加热反应时控制环境温度为45℃；超声处理时的频率为600kHz。
步骤2)中的改性纳米碳粉的加入量是溶液总质量的10％；改性纳米碳粉是经过硅烷偶联剂浸泡后的纳米碳粉。
步骤3)中的烘干处理时控制烘干的温度为110℃。
无机纤维为玻璃纤维。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，区别仅在于，在功能填料的制备中，省去了步骤2)的处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，区别仅在于，用等质量份的纳米二氧化硅取代功能填料成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，区别仅在于，省去了功能填料成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1～3对应制得的线缆进行性能测试，具体数据如下表1所示：
表1
Figure BDA0003306063480000091
由上表1可以看出，本发明线缆的综合性能有着显著的提升，能够很好的适用于低温环境下的使用，极具市场竞争力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，包括复合导体(1)，所述复合导体(1)与其外包覆的绝缘层(2)形成绝缘线芯(3)；所述复合导体(1)由多股导线绞合而成；所述绝缘线芯(3)有三根，成三角形排列，且相互接触，所述绝缘线芯(3)外包覆有护套层(7)；所述三根绝缘线芯(3)构成的中心区设置有第一填充芯(5)，且所述第一填充芯(5)与所述三根绝缘线芯(3)相接触；相邻两个所述绝缘线芯(3)和所述护套层(7)之间设置有第二填充芯(4)，且所述第二填充芯(4)与所述相邻两个所述绝缘线芯(3)和所述护套层(7)相接触；所述护套层(7)与所述绝缘线芯(3)、所述第一填充芯(5)及所述第二填充芯(4)的缝隙内填充有滑石粉(6)；所述第一填充芯(5)的材质为聚醚型聚氨酯；所述第二填充芯(4)由第二填充芯内芯(401)和外芯(402)组成；所述第二填充芯内芯(401)的材质为天然橡胶，第二填充芯外芯(402)的材质为无机纤维；
所述的护套层(7)是由如下对应重量份的物质制成：80～90份天然橡胶、15～20份丁腈橡胶、5～15份丙烯酸酯橡胶、4～10份氯化聚乙烯、3～6份环氧树脂、10～15份功能填料、1～2份抗氧剂、0.5～1份紫外线吸收剂、3～5份硫化剂、1～3份分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，所述的复合导体(1)的绞合节径比不大于12。
3.根据权利要求1所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，所述的护套层(7)是由如下对应重量份的物质制成：85份天然橡胶、18份丁腈橡胶、10份丙烯酸酯橡胶、7份氯化聚乙烯、5份环氧树脂、13份功能填料、1.5份抗氧剂、0.8份紫外线吸收剂、4份硫化剂、2份分散剂。
4.根据权利要求1或3所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，所述的功能填料的制备方法包括如下步骤：
1)将去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混，然后加热反应处理40～50min，期间不断进行超声处理；
2)向溶液中加入改性纳米碳粉，磁力搅拌处理1.5～2h后得混合液备用；
3)对混合液进行高速离心处理，然后用无水乙醇反复对离心物进行洗涤，直至上清液呈中性，最后烘干处理2～3h即可。
5.根据权利要求4所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，步骤1)所述的去离子水、氨水、无水乙醇、正硅酸乙酯共混时对应的体积比2～4:0.6～0.9:7～8：6～9。
6.根据权利要求4所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，步骤1)所述的加热反应时控制环境温度为40～45℃；所述的超声处理时的频率为500～600kHz。
7.根据权利要求4所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，步骤2)所述的改性纳米碳粉的加入量是溶液总质量的8～10％；所述的改性纳米碳粉是经过硅烷偶联剂浸泡后的纳米碳粉。
8.根据权利要求4所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，步骤3)所述的烘干处理时控制烘干的温度为100～110℃。
9.根据权利要求1所述的一种超耐低温柔软型线缆，其特征在于，所述的无机纤维为玻璃纤维。
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