CN114773746A - 一种中压电力电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电力电缆领域，具体公开了一种中压电力电缆及其制备方法。中压电力电缆包括多根相互绞合的绝缘线芯，绝缘线芯外依次设置有绕包层、隔离套层、钢带铠装层和外保护套，绝缘线芯和绕包层之间填充有填充料；所述每根绝缘线芯包括多根相互绞合的铜导线和依次包覆在多根相互绞合铜导线外的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，铜导线与导体屏蔽层之间填充有增塑玻纤布；所述外保护套包括以下重量份的组分：20‑40份聚氯乙烯树脂、10‑15份三元乙丙橡胶、10‑20份耐寒增塑剂、15‑25份改性尼龙6树脂、10‑15份阻燃剂。本申请的中压电力电缆可在超低温下铺设，具有耐低温扭转的优点。

Description

一种中压电力电缆及其制备方法
技术领域
本申请涉及电力电缆技术领域，更具体地说，它涉及一种中压电力电缆及其制备方法。
背景技术
在全球化石能源日渐枯竭和气候变化形式严峻的北京下，风能作为一种可再生、环境影响小的清洁能源，其战略价值日益突出，各国都非常重视风能的开发利用。
风能作为一种清洁可再生能源，目前是重多新能源中最具规模、技术最成熟、最具有商业发展前景的发电模式，风力发电行业的发展催生了对风力发电机组用特种橡胶电缆的需求。
大部分电缆产品在安装铺设时的规定温度一般都不低于0℃，低于0℃时需要对电缆本身进行加热处理，防止电缆在安装铺设时由于绝缘和保护套材料变硬而出现脆化开裂，造成安装事故。在中国西部和北部地区，冬季周期长，电缆铺设要求不低于0℃，造成电缆安装工作在冬季后开展困难，影响工程进度。
针对上述中的相关技术，发明人发现目前电力电缆在超低温环境下铺设时，硬度过大，难以扭曲，极易出现开裂问题。
发明内容
为了提高电力电缆在低温下的力学性能，防止其在超低温下铺设时开裂，本申请提供一种中压电力电缆及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种中压电力电缆，采用如下的技术方案：
一种中压电力电缆，包括多根相互绞合的绝缘线芯，绝缘线芯外依次设置有绕包层、隔离套层、钢带铠装层和外保护套，绝缘线芯和绕包层之间填充有填充料；所述每根绝缘线芯包括多根相互绞合的铜导线和依次包覆在多根相互绞合铜导线外的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，铜导线与导体屏蔽层之间填充有增塑玻纤布；
所述外保护套包括以下重量份的组分：20-40份聚氯乙烯树脂、10-15份三元乙丙橡胶、10-20份耐寒增塑剂、15-25份改性尼龙6树脂、10-15份阻燃剂。
通过采用上述技术方案，由于采用聚乙烯醇树脂作为外保护套的主要原料，并添加耐寒增塑剂，能显著降低聚氯乙烯分子间作用力，增加其柔软度，大幅度降低玻璃化温度，提高外保护套的低温冲击性能，还能改善其耐候性，另外耐寒增塑剂能达到永久增塑，不析出，不迁移的效果，尼龙6树脂大分子链中含有酰胺键，能形成氢键，具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异性能，将耐寒增塑剂和改性尼龙6树脂作为聚氯乙烯树脂的改性材料，能提高外保护套的低温柔韧性，降低电缆的脆化温度，使电缆在超低温环境下，具有良好的耐扭转强度，不易开裂。
优选的，所述改性尼龙6树脂的制备方法如下：
以重量份计，将20-30份尼龙6树脂和5-10份氧化锌晶须在90-110℃下烘干2-4h，与0.6-0.9份偶联剂、1-3份聚乙烯蜡混合均匀，加入3-7份聚醚砜和8-14份多壁碳纳米管，混匀后加入5-10份玻璃纤维，混合后熔融、挤出、造粒。
通过采用上述技术方案，使用氧化锌晶须、偶联剂、聚乙烯蜡、聚醚砜和多壁碳纳米管、玻璃纤维混合对尼龙6树脂进行改性，其中偶联剂作为高分子表面处理剂，能增强玻璃纤维、氧化锌晶须、多壁碳纳米管等于尼龙6树脂的界面结合力，使玻璃纤维等于尼龙6树脂形成牢固的整体，并能防止多壁碳纳米管团聚。
氧化锌晶须经过偶联剂的作用后，与尼龙6树脂的结合力强，使尼龙6树脂在受到冲击时，减少宏观裂纹在晶须和树脂基体界面间的引发，且氧化锌晶须独特的空间结构能够使其一根或两根针状体贯穿裂纹扩展平面，当外保护套受到冲击，裂纹扩展至氧化锌晶须时，这些针状体将有效的桥联裂纹，且氧化锌晶须某一根或两根针状被拔出过程中，其余的针状体能产生较大的抓着力，有效的扎植于尼龙6树脂基体中，使晶须在拔出过程中同时发挥锚定效应而产生大量的能量消耗，降低裂纹扩展；韧性较好的聚醚砜能够疏散材料的内应力，抵抗外力加荷载对电缆外保护套的破坏；多壁碳纳米管具有很高的强度，能在外保护套中起到衔接两相结构的作用，还起到传递荷载的作用，低温条件下，碳纳米管从外保护套中拨出时管径变粗，碳纳米管在低温下由于碳纳米管与尼龙6树脂基体间的界面作用强，使碳纳米管在体系中荷载传递时，其表面粘接一层尼龙6树脂基体，从而改善尼龙6树脂的拉伸强度。
优选的，所述尼龙6树脂包括质量比为1:0.3-0.6的高粘度尼龙6树脂和低粘度尼龙6树脂。
通过采用上述技术方案，选择两种不同粘度的树脂，能改善尼龙6树脂熔体的流动性和熔体粘度，能提高尼龙6树脂熔体对玻璃纤维的有效包覆，以及尼龙6树脂与玻璃纤维的粘接牢度。
优选的，所述玻璃纤维的直径为10-15μm，密度为2.5-2.6g/cm3，水分含量≤0.2％。
通过采用上述技术方案，由于玻璃纤维是由分散在二氧化硅网络结构中的具有很强吸水性的碱金属氧化物混合组成的，暴露在大气中的玻璃纤维表面会吸附一层水分子，当与尼龙6树脂封混合后，存在于玻璃纤维-尼龙6树脂界面上的水分子会影响玻璃纤维与树脂基体的结合，又会破坏玻璃纤维并使树脂基体降解，从而降低改性尼龙6树脂的性能，因此控制玻璃纤维的含水量，能防止玻璃纤维降低尼龙6树脂的力学性能。
优选的，所述增塑玻纤布包括玻纤布基体和依次位于玻纤布基体上的聚乙烯醇层和增塑层，增塑层包括以下重量份的组分：2-5份聚氯乙烯树脂、1-2份乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、3-7份丁腈橡胶粉末和1-1.5份对苯二甲酸二辛酯。
通过采用上述技术方案，以聚氯乙烯树脂作为增塑层的基体，乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物作为改性剂分散在聚氯乙烯树脂基体中，并形成网络结构，丁腈橡胶粉末与聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物共混后，会将乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物和聚氯乙烯树脂，从而避免聚氯乙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物受到较大的冲击力，能够保护铜导线，丁腈橡胶粉末在超低温环境下，能够牢牢包覆在聚氯乙烯树脂和乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物外，能够提高电缆的低温耐冲击强度且降低电缆的脆化温度，使电缆在超低温环境下，具有良好的耐扭转强度，且不易开裂的性能；对苯二甲酸二辛酯是一种挥发性物质，加入到聚氯乙烯树脂中，能提高聚氯乙烯树脂的柔软程度，降低树脂分子间的相互作用力，使树脂软化温度和熔融温度降低，且对苯二甲酸二辛酯中含有直链烷基，抗寒能力强；将增塑层用聚乙烯醇溶液粘附在玻纤布基体上，能改善玻纤布的抗拉性能，在增塑层上粘附玻纤布，也能改善增速层的抗裂性。
优选的，所述增韧玻纤布由以下方法制成：将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、丁腈橡胶粉末和对苯二甲酸二辛酯混合，挤出薄片，形成增塑层；
向增塑层上涂布质量百分比浓度为10-12％的聚乙烯醇水溶液，涂布厚度为200-300μm，将玻纤布基体覆盖在聚乙烯醇水溶液上，在60-65℃下干燥1-1.5h，然后冷压3-5min。
通过采用上述技术方案，聚乙烯醇作为胶粘剂，增加玻纤布基体与薄片的粘结力，且聚乙烯醇具有较好的聚合度和相对分子量，其缠结作用明显，另外聚乙烯醇侧链上的羟基之间会产生氢键，拥有较高的分子间力，从而聚乙烯醇的加入，能改善薄片的拉伸强度；聚乙烯醇的浓度较高，因此其羟基数量多，高分子链更容易缠结，增强了羟基之间产生的氢键作用，从而提高了增塑层的拉伸强度。
优选的，所述耐寒增塑剂包括质量比为1:0.3-0.6的二甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯。
通过采用上述技术方案，二甘醇二苯甲酸酯与聚氯乙烯树脂的相容性好，且耐寒性和抗静电性显著，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯中含有较长的烷基链，能够为绝缘层和保护层提供较强的抗寒能力，二者配合，能显著提高电缆外保护套的低温柔韧性，防止其在超低温下铺设时开裂。
优选的，所述阻燃剂包括2-4份三氧化二锑、4-5份氢氧化镁和3-5份氢氧化铝。
通过采用上述技术方案，三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝中不含溴、磷、氯等卤族元素，当绝缘层和保护层燃烧时，不会释放出大量浓烟，不会产生有害气体，较为环保。
优选的，所述导体屏蔽层为交联型EVA导体屏蔽材料，绝缘层为中压乙丙绝缘材料，绝缘屏蔽层为可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料；
所述钢带铠装层至少设置有两层。
通过采用上述技术方案，导体屏蔽材料等能防止局部放电，提高电缆的电气强度，改善电缆的使用寿命。
第二方面，本申请提供一种中压电力电缆的制备方法，采用如下的技术方案：一种中压电力电缆的制备方法，包括以下步骤：
将铜杆上均匀涂一层拉丝液，将铜杆拉成铜导线，退火后经冷却水，将多根铜导线绞合；将玻纤布填充于多根铜导线相互绞合的孔隙内，形成增塑玻纤布；
将交联型EVA导体屏蔽材料、中压乙丙绝缘材料和可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料以三层共挤方式紧密挤包在多根铜导线表面，对应形成依次包覆在铜导线外的导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层，即制得绝缘线芯；
将多根绝缘线芯相互绞合，在绞合的绝缘线芯外缠绕芳纶编织布，形成绕包层，然后将玻璃纤维带填充到绝缘线芯和绕包层之间，形成填充料；
在绕包层外均匀挤包聚氯乙烯树脂护套料，形成隔离套层，在隔离套层外绕包至少两层镀锌钢带，形成钢带铠装层；
将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、耐寒增塑剂、改性尼龙6树脂和阻燃剂混合均匀，挤出、热压成型后绕包在钢带铠装层外，形成外保护套，即制得中压电力电缆。
通过采用上述技术方案，将铜杆上涂抹一层拉丝液，能减少铜杆与拉丝机之间的摩擦，且能起到降温的作用，还能冲洗掉铜杆变形过程中掉落的铜屑；刚拉丝完成的铜导线温度较高，用冷却水对铜导线进行降温，再将多根铜导线进行绞合，增大表面积，将玻纤布与拉丝后的铜导线相互接触，能防止铜导线空气中易被氧化，并固定铜导线，然后将联型EVA导体屏蔽材料、中压乙丙绝缘材料和可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料以三层共挤方式，不仅使绞合后的铜导线具有耐低温、阻燃性能，还能进一步避免铜导线被氧化，之后将多根绝缘线芯绞合，缠绕芳纶编织布，并填充玻璃纤维带，改善电缆的柔软度，挤包隔离护套后缠绕钢带，最后挤包外保护套，增强电缆的耐低温性能，使电缆在超低温下铺设，不易开裂。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用氧化锌晶须、多壁碳纳米管、聚醚砜和玻璃纤维等对尼龙6树脂进行改性，由于氧化锌晶须、多壁碳纳米管等经过偶联剂作用，与尼龙6树脂之间的界面粘合力大，在外保护套受到外力荷载时，能能减少宏观裂纹的引发，并增强外保护套的柔软性，提高其低温下的抗冲击性能，防止其在超低温下铺设时产生裂纹。
2、本申请中优选采用使用二甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯作为增塑剂，长分子链的增塑剂抗寒能力强，还能改善聚氯乙烯树脂的柔软度，且耐寒增塑剂不会产生反增塑作用。
3、本申请中优选在绕包层和绝缘线芯之间填充由玻纤布基体、聚乙烯醇和增塑层制备的增塑玻纤布，且增塑层由聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、丁腈橡胶粉末和对苯二甲酸二辛酯制成，丁腈橡胶粉末和对本二甲酸二辛酯能改善聚氯乙烯树脂的低温韧性，聚乙烯醇能增加玻纤布基体和增塑层的粘接力并改善增塑层的拉伸强度，进而改善电缆的低温韧性。
附图说明
图1是本申请实施例1中压电力电缆的结构示意图。
图中：1、绝缘线芯；11、铜导线；12、导体屏蔽层；13、绝缘层；14、绝缘屏蔽层；15、增塑玻纤布；2、绕包层；3、隔离护套层；4、钢带铠装层；5、外保护套；6、填充料。
具体实施方式
改性尼龙6树脂的制备例1-6
制备例1-6中低粘度尼龙6树脂选自深圳市新谊达科技有限公司，牌号为1013B；高粘度尼龙6树脂选自上海玺忱实业有限公司，型号为1030B；氧化锌晶须选自成都天佑晶创科技有限公司，货号为JC-01；聚醚砜选自东莞市盈创特种塑料有限公司，牌号为3600；多壁碳纳米管选自前海吉圣雅科技有限公司，货号为MWCNT；聚乙烯蜡选自佛山市上进诚展新材料科技有限公司，货号为SGW-104。
制备例1：将20kg尼龙6树脂和5kg氧化锌晶须在90℃下烘干4h，与0.6kg偶联剂、1kg聚乙烯蜡混合均匀，加入3kg聚醚砜和8kg多壁碳纳米管，混匀后加入5kg玻璃纤维，混合后在235℃下熔融、挤出、造粒，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，尼龙6树脂包括质量比为1:0.3的高粘度尼龙6树脂和低粘度尼龙6树脂，玻璃纤维的直径为10μm，密度为2.5g/cm3，水分含量≤0.2％。
制备例2：将30kg尼龙6树脂和10kg氧化锌晶须在110℃下烘干2h，与0.9kg偶联剂、3kg聚乙烯蜡混合均匀，加入7kg聚醚砜和14kg多壁碳纳米管，混匀后加入10kg玻璃纤维，混合后在235℃下熔融、挤出、造粒，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，尼龙6树脂包括质量比为1:0.6的高粘度尼龙6树脂和低粘度尼龙6树脂，玻璃纤维的直径为10μm，密度为2.5g/cm3，水分含量≤0.2％。
制备例3：与制备例1的区别在于，未添加氧化锌晶须。
制备例4：与制备例1的区别在于，未添加聚醚砜。
制备例5：与制备例1的区别在于，未添加多壁碳纳米管。
制备例6：与制备例1的区别在于，使用等量高粘度尼龙6树脂替代低粘度尼龙6树脂。
增塑玻纤布(15)的制备例7-10
制备例7-10中聚氯乙烯树脂选自武汉卡诺斯科技有限公司，货号为SG-5；乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物选自苏州聚本塑料进出口有限公司，牌号为7350M；丁腈橡胶粉末选自靖江市广胜橡塑材料厂，货号为GM50；对苯二甲酸二辛酯选自广州浩盛化工有限公司，货号为DOTP；聚乙烯醇选自广州市扬美化工有限公司，型号为1788-088-20。
制备例7：将2kg聚氯乙烯树脂、1kg乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、3kg丁腈橡胶粉末和1kg对苯二甲酸二辛酯混合，挤出厚度为0.5mm的薄片，形成增塑层；
向增塑层上涂布质量百分比浓度为10％的聚乙烯醇水溶液，涂布厚度为200μm，将厚度为1mm的玻纤布基体覆盖在聚乙烯醇水溶液上，在60℃下干燥1.5h，然后以6MPa的压力冷压5min。
制备例8：将5kg聚氯乙烯树脂、2kg乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、7kg丁腈橡胶粉末和1.5kg对苯二甲酸二辛酯混合，挤出厚度为0.5mm的薄片，形成增塑层；
向增塑层上涂布质量百分比浓度为12％的聚乙烯醇水溶液，涂布厚度为300μm，将厚度为1mm的玻纤布基体覆盖在聚乙烯醇水溶液上，在65℃下干燥1h，然后以8MPa的压力冷压3min。
制备例9：与制备例7的区别在于，未在增塑层上涂布聚乙烯醇水溶液。
制备例10：在厚度为1mm的玻纤布基体涂布质量百分比浓度为10％的聚乙烯醇水溶液，涂布厚度为300μm，在65℃下干燥1h。
实施例
以下实施例中各原料均有市售获得，在此实施例中以如下型号原料为例，聚氯乙烯树脂选自武汉卡诺斯科技有限公司，货号为SG-5；丁腈橡胶粉末选自靖江市广胜橡塑材料厂，货号为GM50；拉丝液选自江苏英吉润滑科技有限公司，货号为E-TLS01；聚氯乙烯树脂护套料选自泰安华盛通工贸有限公司，牌号为H-70；交联型EVA导体屏蔽材料选自苏州乔顺塑化有限公司，货号为18J3；中压乙丙绝缘材选自东莞市樟木头华心塑胶原料有限公司，型号为3722PEL；可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料选自上海宏垒塑化有限公司，牌号为EVAE8400。
实施例1：一种中压电力电缆，如图1所示，包括多根相互绞合的绝缘线芯1，在此实施例中以三根为例，绝缘线芯1外设置有绕包层2，绕包层2将三根相互绞合的绝缘线芯1包裹在内，绕包层2外依次包覆有隔离套层3、钢带铠装层4和外保护套5，隔离护套层3设置有多层，在此实施例中以一层为例，钢带铠装层4至少设置两层，在此实施例中以两层为例；每根绝缘线芯1包括铜导线11和依次包覆在铜导线11上的导体屏蔽层12、绝缘层13和绝缘屏蔽层14，铜导线11设置有多根，且在导体屏蔽层12内相互绞合，在此实施例中以三根为例，绕包层2和绝缘屏蔽层14之间填充到填充料6。
外保护套5的原料配比如表1所示，表1中改性尼龙6树脂为丁腈橡胶粉末，耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯，阻燃剂由2kg三氧化二锑、4kg氢氧化镁和3kg氢氧化铝混合制成；钢带铠装层4为镀锌钢带，隔离护套层3为聚氯乙烯树脂护套料，绕包层2为芳纶编织布，导体屏蔽层12为交联型EVA导体屏蔽材料，绝缘层13为中压乙丙绝缘材料，绝缘屏蔽层14为可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料，增塑玻纤布15为玻纤布。
上述中压电力电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铜杆上均匀涂一层拉丝液，将铜杆拉成铜导线11，在550℃下退火后经冷却水，将多根铜导线11绞合；
S2、将玻纤布填充于多根铜导线11相互绞合的孔隙内，形成增塑玻纤布15；
S3、将交联型EVA导体屏蔽材料、中压乙丙绝缘材料和可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料以三层共挤方式紧密挤包在多根铜导线11表面，对应形成依次包覆在铜导线11外的导体屏蔽层12、绝缘层13和绝缘屏蔽层14，即制得绝缘线芯1；自进料到出料方向，三层共挤机身温度控制如下：交联型EVA导体屏蔽材料挤出一区30℃、二区40℃、三区55℃；中压乙丙绝缘材料挤出一区90℃、二区95℃、三区105℃；可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料挤出一区30℃、二区40℃、三区55℃、四区60℃；
S4、将多根绝缘线芯1相互绞合，在绞合的绝缘线芯1外缠绕芳纶编织布，形成绕包层2，绕包搭盖宽度为20mm，绕包时，速度不超过350r/min，履带牵引速度不超过10m/min；然后将玻璃纤维带填充到绝缘线芯1和绕包层2之间，形成填充料6；
S5、在绕包层2外均匀挤包聚氯乙烯树脂护套料，形成隔离套层3，在隔离套层3外绕包至少两层镀锌钢带，形成钢带铠装层4；
S6、将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、耐寒增塑剂、改性尼龙6树脂和阻燃剂按照表1中的用量，混合均匀，在195℃下挤出，在180℃、16MPa下热压16s，成型后绕包在钢带铠装层4外，形成外保护套5，即制得中压电力电缆。
表1实施例1-3内中压电力电缆外保护套5的原料用量
Figure BDA0003564148590000081
实施例2-3：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，外保护套5原料如表1所示。
实施例4：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，耐寒增塑剂为质量比为1:0.3的二甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯。
实施例5：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，耐寒增塑剂为质量比为1:0.6的二甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯。
实施例6：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，耐寒增塑剂中未添加二甘醇二苯甲酸酯。
实施例7：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，改性尼龙6树脂由制备例1制成，且铜导线11和导体屏蔽层12之间填充有增塑玻纤布15，增塑玻纤布15包括玻纤布基体和依次位于玻纤布基体上的聚乙烯醇层和增塑层，增塑玻纤布15由制备例7制成。
实施例8-14：一种中压电力电缆，与实施例7的区别在于，改性尼龙6树脂与增塑玻纤布15的制备例选择如表2所示。
表2实施例8-14中改性尼龙6树脂和增塑玻纤布15的制备例选择
Figure BDA0003564148590000091
实施例15：一种中压电力电缆，与实施例7的区别在于，改性尼龙6树脂为丁腈橡胶粉末。
对比例
对比例1：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，外保护套5中未添加耐寒增塑剂。
对比例2：一种中压电力电缆，与实施例1的区别在于，外保护套5中未添加改性尼龙6树脂。
对比例3一种高阻燃超耐低温环保软电缆，包括绞合软导体，绝缘体和外护层，绝缘层包覆于绞合软导体外面形成绝缘单线，外护层包覆至少两根绝缘单线，绝缘层与外护层材料相同，以三元乙丙为分散相，聚丙烯为连续相。绝缘层和外护层组成为：三元乙丙70份，聚丙烯30份，石蜡油30份，交联剂2份，交联助剂1份，活化剂1份，耐寒型增塑剂10份，阻燃剂50份，促进剂1份，填充剂5份，阻燃剂为非卤阻燃剂，非卤阻燃剂为三氧化二锑10份、氢氧化镁25份、氢氧化铝25份，活化剂为纳米氧化锌，促进剂为二硫化四乙基秋兰姆，交联剂为过氧化二异丙苯。
性能检测试验
按照实施例和对比例中方法制备电缆，参照以下方法检测电缆的力学性能，检测结果记录于表3中。
1、拉伸性能：按照GB/T1040.2-2006进行检测，试样长度为170mm，测试速率为50mm/min，测试温度为-40℃，保温时间为4h；
2、弯曲性能：按照GB/T9341-2008测试，试样长度为80mm，测试速率为2mm/min，试样支点跨度为64mm，测试温度为-40℃，保温时间为4h；
3、悬臂梁缺口冲击强度：按照GB/T1843-2008进行测试，测试网的为常温和低温(将切口后的冲击样品放置于低温试验箱中，在设定的温度下放置一定时间，取出后测试)，A型缺口，缺口底部半径为(0.25±0.05)mm，摆锤能量为2.75J，试样长度为80mm。
表3实施例和对比例制备的电缆力学性能检测
Figure BDA0003564148590000101
实施例1-3中采用不同用量的外保护套5原料，制成的电缆在-40℃下保温4h后，拉伸强度和断裂伸长率均较大，具有较好的低温韧性，耐低温冲击性能得到改善。
实施例4和实施例5中使用甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯作为耐寒增塑剂，与实施例1相比，实施例4和实施例5制备的电缆在-40℃下保温4h后，拉伸强度和断裂伸长率反而增大，且缺口冲击强度在-50℃时比实施例1大，说明实施例4和实施例5中电缆的耐低温冲击性得到进一步的改善。
实施例6中使用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯作为耐寒增塑剂，并未添加二甘醇二苯甲酸酯，表3内显示，电缆在超低温条件下的力学强度与实施例4相比有所下降，但仍高于实施例1，说明2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯作为耐寒增塑剂，对电缆的低温增韧效果高于癸二酸二辛酯。
实施例7和实施例8中分别使用制备例1和制备例2制成的改性尼龙6树脂，并分别使用制备例7和制备例8制成的增塑玻纤布15，表3内数据显示，实施例7和实施例8制备的电缆在超低温下拉伸强度和断裂伸长率显著增强，且缺口冲击强度在室温下和-50℃下均有所增强，耐低温冲击性能得到进一步改善。
实施例9、实施例10和实施例11与实施例7的区别在于，分别使用制备例3、制备例4和制备例5制成的改性尼龙6树脂，相较于制备例1，制备例3-5中分别未添加氧化锌晶须、聚醚砜和多壁碳纳米管，与实施例7相比，实施例9-11制备的电缆在-40℃下保温4h后，拉伸强度和断裂伸长率比实施例7小，且缺口冲击强度，无论是在室温下还是在-50℃下均比实施例7有所降低，说明实施例9-11制备的电缆的耐低温性能比实施例7有所降低。
实施例12与实施例7的区别在于，使用制备例6制成的改性低温材料，其中使用高粘度尼龙6树脂替代低粘度尼龙6树脂，表3内显示，实施例12制成的电缆在低温下的拉伸强度和断裂伸长率均不及实施例7。
实施例13和实施例14与实施例7区别在于，分别使用制备例9和制备例10制成的增塑玻纤布15，制备例9与制备例7的区别在于，未涂布聚乙烯醇水溶液，制备例10中仅在玻纤布基体上涂布聚乙烯醇水溶液，表3内数据显示，实施例13和实施例14制备的电缆，在-40℃下保温4h后，断裂伸长率和拉伸强度均不及实施例7，且缺口冲击强度在-50℃时显著降低。
实施例15与实施例7的区别在于，仅在铜导线外周填充增塑玻纤布15，使用丁腈橡胶粉末作为改性尼龙6树脂，实施例15制备的电缆，耐低温性能并不及实施例7。
对比例1和对比例2与实施例1相比，分别未添加耐寒增塑剂和低温改性料，对比例1和对比例2制备的电缆在-40℃下保温4h后，拉伸强度和断裂伸长率显著降低，可见耐低温性能下降。
对比例3为现有技术制备的一种电缆，其低温下的力学性能与实施例1相似不大，说明本申请制备的电缆具有较好的耐低温性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种中压电力电缆，其特征在于，包括多根相互绞合的绝缘线芯（1），绝缘线芯（1）外依次设置有绕包层（2）、隔离套层（3）、钢带铠装层（4）和外保护套（5），绝缘线芯（1）和绕包层（2）之间填充有填充料（6）；所述每根绝缘线芯（1）包括多根相互绞合的铜导线（11）和依次包覆在多根相互绞合铜导线（11）外的导体屏蔽层（12）、绝缘层（13）和绝缘屏蔽层（14），铜导线（11）与导体屏蔽层（12）之间填充有增塑玻纤布（15）；
所述外保护套（5）包括以下重量份的组分：20-40份聚氯乙烯树脂、10-15份三元乙丙橡胶、10-20份耐寒增塑剂、15-25份改性尼龙6树脂、10-15份阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的中压电力电缆，其特征在于：所述改性尼龙6树脂的制备方法如下：
以重量份计，将20-30份尼龙6树脂和5-10份氧化锌晶须在90-110℃下烘干2-4h，与0.6-0.9份偶联剂、1-3份聚乙烯蜡混合均匀，加入3-7份聚醚砜和8-14份多壁碳纳米管，混匀后加入5-10份玻璃纤维，混合后熔融、挤出、造粒。
3.根据权利要求2所述的中压电力电缆，其特征在于，所述尼龙6树脂包括质量比为1:0.3-0.6的高粘度尼龙6树脂和低粘度尼龙6树脂。
4.根据权利要求2所述的中压电力电缆，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为10-15μm，密度为2.5-2.6g/cm3，水分含量≤0.2%。
5.根据权利要求1所述的中压电力电缆，其特征在于，所述增塑玻纤布（15）包括玻纤布基体和依次位于玻纤布基体上的聚乙烯醇层和增塑层，增塑层包括以下重量份的组分：2-5份聚氯乙烯树脂、1-2份乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、3-7份丁腈橡胶粉末和1-1.5份对苯二甲酸二辛酯。
6.根据权利要求5所述的中压电力电缆，其特征在于，所述增韧玻纤布（15）由以下方法制成：将聚氯乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、丁腈橡胶粉末和对苯二甲酸二辛酯混合，挤出薄片，形成增塑层；
向增塑层上涂布质量百分比浓度为10-12%的聚乙烯醇水溶液，涂布厚度为200-300μm，将玻纤布基体覆盖在聚乙烯醇水溶液上，在60-65℃下干燥1-1.5h，然后冷压3-5min。
7.根据权利要求1所述的中压电力电缆，其特征在于，所述耐寒增塑剂包括质量比为1:0.3-0.6的二甘醇二苯甲酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯。
8.根据权利要求1所述的中压电力电缆，其特征在于，所述阻燃剂包括2-4份三氧化二锑、4-5份氢氧化镁和3-5份氢氧化铝。
9.根据权利要求1所述的中压电力电缆，其特征在于，所述导体屏蔽层（12）为交联型EVA导体屏蔽材料，绝缘层（13）为中压乙丙绝缘材料，绝缘屏蔽层（14）为可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料；
所述钢带铠装层（4）至少设置有两层。
10.权利要求1-9任一项所述的中压电力电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铜杆上均匀涂一层拉丝液，将铜杆拉成铜导线（11），退火后经冷却水，将多根铜导线（11）绞合；
将玻纤布填充于多根铜导线（11）相互绞合的孔隙内，形成增塑玻纤布（15）；
将交联型EVA导体屏蔽材料、中压乙丙绝缘材料和可剥离交联型EVA半导电绝缘屏蔽材料以三层共挤方式紧密挤包在多根铜导线（11）表面，对应形成依次包覆在铜导线（11）外的导体屏蔽层（12）、绝缘层（13）和绝缘屏蔽层（14），即制得绝缘线芯（1）；
将多根绝缘线芯（1）相互绞合，在绞合的绝缘线芯（1）外缠绕芳纶编织布，形成绕包层（2），然后将玻璃纤维带填充到绝缘线芯（1）和绕包层（2）之间，形成填充料（6）；
在绕包层（2）外均匀挤包聚氯乙烯树脂护套料，形成隔离套层（3），在隔离套层（3）外绕包至少两层镀锌钢带，形成钢带铠装层（4）；
将聚氯乙烯树脂、三元乙丙橡胶、耐寒增塑剂、改性尼龙6树脂和阻燃剂混合均匀，挤出、热压成型后绕包在钢带铠装层（4）外，形成外保护套（5），即制得中压电力电缆。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130225737A1 (en) * 2001-09-25 2013-08-29 Claudius P. Gosse Plasticised Polyvinyl Chloride and Processes for Making the Same
CN103956214A (zh) * 2014-04-26 2014-07-30 芜湖航天特种电缆厂 一种带有y形橡胶骨架的电力电缆
WO2015120259A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 General Cable Technologies Corporation Methods of forming cables with improved coverings
CN106661242A (zh) * 2014-08-06 2017-05-10 东丽株式会社 纤维增强热塑性树脂成型材料及纤维增强热塑性树脂成型品
CN106856115A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 湖北龙腾红旗电缆(集团)有限公司 风力发电用耐寒电力电缆
CN109285620A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 四川鸿鑫国泰电缆有限责任公司 无卤低烟柔性矿物质绝缘防火电缆
CN109285618A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 青岛长城巨龙电缆有限公司 高阻燃耐火低烟无卤电缆及其制备方法
CN109360682A (zh) * 2018-09-25 2019-02-19 青岛长城巨龙电缆有限公司 超耐低温环保软电缆及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130225737A1 (en) * 2001-09-25 2013-08-29 Claudius P. Gosse Plasticised Polyvinyl Chloride and Processes for Making the Same
WO2015120259A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 General Cable Technologies Corporation Methods of forming cables with improved coverings
CN103956214A (zh) * 2014-04-26 2014-07-30 芜湖航天特种电缆厂 一种带有y形橡胶骨架的电力电缆
CN106661242A (zh) * 2014-08-06 2017-05-10 东丽株式会社 纤维增强热塑性树脂成型材料及纤维增强热塑性树脂成型品
CN106856115A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 湖北龙腾红旗电缆(集团)有限公司 风力发电用耐寒电力电缆
CN109285620A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 四川鸿鑫国泰电缆有限责任公司 无卤低烟柔性矿物质绝缘防火电缆
CN109285618A (zh) * 2018-09-25 2019-01-29 青岛长城巨龙电缆有限公司 高阻燃耐火低烟无卤电缆及其制备方法
CN109360682A (zh) * 2018-09-25 2019-02-19 青岛长城巨龙电缆有限公司 超耐低温环保软电缆及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CARL-GUSTAF EKROTH;王佩云;: "硬聚氯乙烯用作局内电缆的薄壁绝缘", 电线电缆 *
HAMBLING,MG: "Environmental and sheave material effects on the wear of roping wire and sheave", TRIBOLOGY INTERNATIONAL *
于阳;杨宏旭;张伟;虞踏峰;李佳旭;韩淑杰;田凤军;: "分相纵包复合式阻水电力电缆的结构设计与制造", 光纤与电缆及其应用技术 *
王耀;: "交联聚乙烯电缆的结构设计", 电线电缆 *

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