CN114360775B - 一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，属于电缆制备技术领域，包括外护套，外护套内设置有镀锡铜丝编织屏蔽层，镀锡铜丝编织屏蔽层内设置有成缆聚酯带绕包层，成缆聚酯带绕包层内设置有七组线芯，每组线芯由镀锡铜导体和硅橡胶绝缘层组成，镀锡铜导体设置在硅橡胶绝缘层内部，外护套由阻燃硅橡胶材料制成；阻燃硅橡胶材料由以下步骤制成：将硅橡胶、天然橡胶、三氧化锑、聚磷酸铵、防老剂、偶联剂、改性PTFE粉末置于混合机中搅拌均匀，混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料，本发明通过在硅橡胶加入阻燃剂和改性PTFE粉末使电缆具有优异的阻燃、耐溶剂和耐磨性能。

Description

一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆
技术领域
本发明属于电缆制备技术领域，具体涉及一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆。
背景技术
电缆芯是用细铜线绕起来的，做移动设备的动力电缆。电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆。软电缆在实际使用过程中，一般外护套由绝缘硅橡胶制成，硅橡胶是主链由硅原子和氧原子交替构成的橡胶，具有优异的耐高低温性、耐天候性，同时还具有良好的生理惰性等性能，但其耐油性能、阻燃性能和物理性能较弱，导致电缆使用效果不好，经常需要检修，影响使用寿命，因此，提供一种耐磨、耐溶剂、阻燃的移动软电缆是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，包括外护套，外护套内设置有镀锡铜丝编织屏蔽层，镀锡铜丝编织屏蔽层内设置有成缆聚酯带绕包层，成缆聚酯带绕包层内设置有七组线芯，每组线芯由镀锡铜导体和硅橡胶绝缘层组成，镀锡铜导体设置在硅橡胶绝缘层内部，外护套由阻燃硅橡胶材料制成；
进一步地，阻燃硅橡胶材料由以下步骤制成：
第一步、准备以下重量份原料：硅橡胶80-90份、天然橡胶10-20份、三氧化锑10-15份、聚磷酸铵5-8份、防老剂DTPD 1-2份、偶联剂1-3份、改性PTFE粉末20-30份；
第二步、按配方比例称取各组原料，将称取的各组原料置于高速混合机中搅拌均匀，混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料。
进一步地，改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将PTFE粉末(10-20μm)装入聚乙烯袋中，用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入己二烯酒石酸二胺、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a；
其中，PTFE粉末、己二烯酒石酸二胺、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸的用量比为10g：2-3g：60mL：40mL：0.7-0.8g：1.3-1.8mL，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％，利用γ射线对PTFE粉末进行辐照，使其产生陷落自由基和过氧化物，加热激活陷落自由基和过氧化物引发己二烯酒石酸二胺的接枝反应，得到中间产物a；
步骤A2、向三口烧瓶中加入质量分数10％的氢氧化钠溶液，然后加入中间产物a，保持温度15-18℃，同时滴加CS2和蒸馏水，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，升温至40℃，搅拌反应1h，然后升温至80℃，反应2h，冷却至室温，加入浓度0.13mol/L的氯化锌溶液并用质量分数10％的硫酸溶液调节pH值为5-6，然后静置5-6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3-5次，置于80℃烘箱中干燥12h，得到改性PTFE粉末；
其中，氢氧化钠溶液、中间产物a、CS2、蒸馏水和氯化锌溶液的用量比为50mL：5.5-5.9g：0.01mol：12.5-13.6mL：25-28mL，利用中间产物a的仲胺基与CS2发生化学反应得到中间体，中间体再与金属离子进行配合得到接枝二硫代氨基甲酸盐结构的PTFE粉末，即改性PTFE粉末。
本发明的有益效果：
本发明为克服现有软电缆外护套耐溶剂性能差、耐磨性能低和阻燃性差的问题，制备了一种阻燃硅橡胶材料，该阻燃硅橡胶材料中含有三氧化锑和聚磷酸铵阻燃成分，并通添加偶联剂提高其与硅橡胶基质的相容性，更为重要的是，本发明在硅橡胶材料中加入改性PTFE粉末，首先利用γ射线对PTFE粉末进行辐照，只作用其表面，不改变其分子链结构，使其产生陷落自由基和过氧化物，加热激活陷落自由基和过氧化物引发己二烯酒石酸二胺的接枝反应，得到中间产物a；再以中间产物a为原料，使其接枝二硫代氨基甲酸盐结构得到改性PTFE粉末，改性PTFE粉末具有聚四氟乙烯的耐化学腐蚀、耐高温、耐老化和耐磨性能，并且通过改性后，其表面接枝的二硫代氨基甲酸盐能够起到硫化促进剂的作用，不仅提高PTFE粉末与硅橡胶基材的相容性，还改善硅橡胶的硫化性能，因此，本发明制备的软电缆具有较高的阻燃性、耐磨性和耐腐蚀性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆的结构示意图；
图中：1、镀锡铜导体；2、硅橡胶绝缘层；3、成缆聚酯带绕包层；4、镀锡铜丝编织屏蔽层；5、外护套。
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
本实施例提供一种阻燃硅橡胶材料，由以下步骤制成：
第一步、准备以下重量份原料：硅橡胶80份、天然橡胶10份、三氧化锑10份、聚磷酸铵5份、防老剂DTPD 1份、偶联剂1份、改性PTFE粉末20份；
第二步、按配方比例称取各组原料，将称取的各组原料置于高速混合机中搅拌均匀，混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料。
其中，改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将10g PTFE粉末(10-20μm)装入聚乙烯袋中，用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入2g己二烯酒石酸二胺、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.7g阻聚剂和1.3mL浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％；
步骤A2、向三口烧瓶中加入50mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，然后加入5.8g中间产物a，保持温度17℃，同时滴加0.01mol CS2和12.8mL蒸馏水，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，升温至40℃，搅拌反应1h，然后升温至80℃，反应2h，冷却至室温，加入27mL浓度0.13mol/L的氯化锌溶液并用质量分数10％的硫酸溶液调节pH值为5，然后静置5.5h，过滤，滤饼用去离子水洗涤4次，置于80℃烘箱中干燥12h，得到改性PTFE粉末。
实施例2
本实施例提供一种阻燃硅橡胶材料，由以下步骤制成：
第一步、准备以下重量份原料：硅橡胶85份、天然橡胶15份、三氧化锑12份、聚磷酸铵7份、防老剂DTPD 1.5份、偶联剂2份、改性PTFE粉末25份；
第二步、按配方比例称取各组原料，将称取的各组原料置于高速混合机中搅拌均匀，混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料。
其在，改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将10g PTFE粉末(10-20μm)装入聚乙烯袋中，用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入2.5g己二烯酒石酸二胺、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.7g阻聚剂和1.5mL浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3.5h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％；
步骤A2、向三口烧瓶中加入50mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，然后加入5.8g中间产物a，保持温度17℃，同时滴加0.01mol CS2和12.8mL蒸馏水，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，升温至40℃，搅拌反应1h，然后升温至80℃，反应2h，冷却至室温，加入27mL浓度0.13mol/L的氯化锌溶液并用质量分数10％的硫酸溶液调节pH值为5，然后静置5.5h，过滤，滤饼用去离子水洗涤4次，置于80℃烘箱中干燥12h，得到改性PTFE粉末。
实施例3
本实施例提供一种阻燃硅橡胶材料，由以下步骤制成：
第一步、准备以下重量份原料：硅橡胶90份、天然橡胶20份、三氧化锑15份、聚磷酸铵8份、防老剂DTPD 2份、偶联剂3份、改性PTFE粉末30份；
第二步、按配方比例称取各组原料，将称取的各组原料置于高速混合机中搅拌均匀，再于190℃的温度区间下经密炼机混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料。
其中，改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将10g PTFE粉末(10-20μm)装入聚乙烯袋中，用60CO源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入3g己二烯酒石酸二胺、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.8g阻聚剂和1.8mL浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％；
步骤A2、向三口烧瓶中加入50mL质量分数10％的氢氧化钠溶液，然后加入5.9g中间产物a，保持温度18℃，同时滴加0.01mol CS2和13.6mL蒸馏水，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，升温至40℃，搅拌反应1h，然后升温至80℃，反应2h，冷却至室温，加入28mL浓度0.13mol/L的氯化锌溶液并用质量分数10％的硫酸溶液调节pH值为6，然后静置6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤5次，置于80℃烘箱中干燥12h，得到改性PTFE粉末。
对比例1
将实施例1中的改性PTFE粉末去除，其余原料及制备过程不变。
对比例2
本实施例提供一种阻燃硅橡胶材料，由以下步骤制成：
第一步、准备以下重量份原料：硅橡胶90份、天然橡胶20份、三氧化锑15份、聚磷酸铵8份、防老剂DTPD 2份、偶联剂3份、改性PTFE粉末30份；
第二步、按配方比例称取各组原料，将称取的各组原料置于高速混合机中搅拌均匀，混炼，经双螺杆挤出，造粒，得到绝缘阻燃硅橡胶材料。
其中，改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将10g PTFE粉末(10-20μm)装入聚乙烯袋中，用60CO源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入3g己二烯酒石酸二胺、60mL无水乙醇、40mL蒸馏水、0.8g阻聚剂和1.8mL浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a，阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％。
对比例3
将实施例3中三氧化锑、聚磷酸铵去除，其余原料及制备过程不变。
如图1所示，一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，包括外护套5，外护套5内设置有镀锡铜丝编织屏蔽层4，镀锡铜丝编织屏蔽层4内设置有成缆聚酯带绕包层3，成缆聚酯带绕包层3内设置有七组线芯，每组线芯由镀锡铜导体1和硅橡胶绝缘层2组成，镀锡铜导体1设置在硅橡胶绝缘层2内部，外护套5由阻燃硅橡胶材料制成；
分别用实施例1-3和对比例1-3制得样品制成电缆成品，然后参照标准GB/T18380.33-2008标准规定的垂直安装的成束电线电缆火焰垂直蔓延试验A类方法对各组的电缆样品进行阻燃性检测，耐磨性能具体测试方法为：将各组电缆护套切割压成3mm薄片，称取质量，精确到0.1mg，将薄片固定在耐磨测试仪上，在常温条件下进行1h的刮擦，取下称量，磨损的质量即可作用评价材料耐磨性能的参数，将各组外护套材料参照标准GB/T1040进行拉伸性能试验，测试拉伸强度，然后进行酸洗盐雾试验48h测试拉伸强度变化率，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003487813030000071
Figure BDA0003487813030000081
由表1可知，实施例1-3所得材料制成的电缆材料不仅阻燃性好，而且还具有较高的耐磨性和耐腐性，能够在较为苛刻的环境下保证使用的安全性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，最外层为外护套，其特征在于，外护套由阻燃硅橡胶材料制成；
所述阻燃硅橡胶材料由以下步骤制成：
将硅橡胶、天然橡胶、三氧化锑、聚磷酸铵、防老剂DTPD、偶联剂、改性PTFE粉末置于混合机中搅拌均匀，混炼，挤出，造粒，得到阻燃硅橡胶材料；
其中，所述改性PTFE粉末由以下步骤制成：
步骤A1、将PTFE粉末装入聚乙烯袋中，用60Co源γ射线在空气中辐照50kGy，置于圆底烧瓶中，加入己二烯酒石酸二胺、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸，超声振荡3min，通入氮气20min后密封，水浴加热至60℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，过滤，滤饼在索氏提取器中用水抽提60h，抽提产物置于60℃下干燥至恒重，得到中间产物a；
步骤A2、向三口烧瓶中加入质量分数10％的氢氧化钠溶液，然后加入中间产物a，保持温度15-18℃，同时滴加CS2和蒸馏水，控制滴加速度1滴/秒，滴加结束后，升温至40℃，搅拌反应1h，然后升温至80℃，反应2h，冷却至室温，加入浓度0.13mol/L的氯化锌溶液并用质量分数10％的硫酸溶液调节pH值为5-6，然后静置5-6h，过滤，滤饼用去离子水洗涤3-5次，置于80℃烘箱中干燥12h，得到改性PTFE粉末。
2.根据权利要求1所述的一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，其特征在于，所述阻燃硅橡胶材料包括以下重量份原料：
硅橡胶80-90份、天然橡胶10-20份、三氧化锑10-15份、聚磷酸铵5-8份、防老剂DTPD 1-2份、偶联剂1-3份、改性PTFE粉末20-30份。
3.根据权利要求1所述的一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，其特征在于，所述步骤A1中PTFE粉末、己二烯酒石酸二胺、无水乙醇、蒸馏水、阻聚剂和浓硫酸的用量比为10g：2-3g：60mL：40mL：0.7-0.8g：1.3-1.8mL。
4.根据权利要求1所述的一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，其特征在于，所述阻聚剂为六水合硫酸盐亚铁铵，浓硫酸的质量分数为95％。
5.根据权利要求1所述的一种硅橡胶绝缘镀锡铜丝屏蔽移动软电缆，其特征在于，所述步骤A2中氢氧化钠溶液、中间产物a、CS2、蒸馏水和氯化锌溶液的用量比为50mL：5.5-5.9g：0.01mol：12.5-13.6mL：25-28mL。
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