CN114822960B - 一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆 - Google Patents

一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电缆技术领域，提出了一种电缆护套料，按照重量份包括以下组分：聚氯乙烯70‑75份、改性纳米碳酸钙10‑15份、氢氧化铝10‑15份、尼龙15‑20份、空心玻璃微珠5‑10份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯3‑6份，还提出了一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，所述外护套由所述的电缆护套料构成。通过上述技术方案，解决了现有技术中的电力电缆阻燃性和绝缘性有待提高的问题。

Description

一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体的，涉及一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆。
背景技术
随着经济的快速发展，电力电缆的需求量迅速增长，对电缆的质量要求也不断提高。目前市面上最常见的电缆料是以聚氯乙烯为基材，具有优良的机械性能、电性能、耐氧化性等，聚氯乙烯电缆料基本能够满足绝缘和护套的需求，在电缆料行业总量一直居于前列，应用十分广泛。
聚氯乙烯电缆料一般应用于中低压通信类电缆等一般用途的电线电缆产品中，基本能够满足使用需求，但是随着电力电缆应用场合的扩展，应用于高层建筑、电子元件、汽车和航天工业的领域中，对电缆料的要求也在不断提高，此时传统的聚氯乙烯电缆料已经不能满足使用需求，尤其在阻燃和绝缘性能上，聚氯乙烯电缆料一直以来都是一个难以解决的技术难题。
发明内容
本发明提出一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆，解决了相关技术中的电力电缆阻燃性和绝缘性有待提高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种电缆护套料，按照重量份包括以下组分：聚氯乙烯70-75份、改性纳米碳酸钙10-15份、氢氧化铝10-15份、尼龙15-20份、空心玻璃微珠5-10份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯3-6份。
作为进一步的技术方案，所述改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：在纳米碳酸钙中加入双氧水浸泡，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到。
通过硅烷偶联剂和甲基磷酸对纳米碳酸钙进行改性，不仅能够提高无机填料在有机基体中的相容性，还能够在一定程度上提高电缆护套料的阻燃性能。
作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的1％-2％，所述甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的3％-5％。
作为进一步的技术方案，所述氢氧化铝与空心玻璃微珠的比例为2:1。
作为进一步的技术方案，所述浸泡时间为6-8h。
作为进一步的技术方案，所述混合时间为0.5-10h。
本发明还提出所述的电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：按照配料比混料、挤出造粒、成型、切割得到电缆护套料。
本发明还提出一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，其特征在于，所述外护套由所述的电缆护套料构成。
作为进一步的技术方案，所述导体为铜。
本发明的有益效果为：
本发明中在绝缘护套层中加入氢氧化铝，提高护套的阻燃性和绝缘性，但是如果氢氧化铝加入量过大，会导致护套的强度降低，而且增大护套的比重，不利于运输和使用。而本发明通过加入空心玻璃微珠，不仅与二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯协同作用，提高电缆外护套料的阻燃性能和绝缘性能，还避免了氢氧化铝的加入导致护套密度增大以及力学性能降低的问题。
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他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯75份、改性纳米碳酸钙12份、氢氧化铝12份、尼龙18份、空心玻璃微珠6份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯4份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的2％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的4％。
实施例2
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯70份、改性纳米碳酸钙10份、氢氧化铝10份、尼龙15份、空心玻璃微珠5份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯3份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的1％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的3％。
实施例3
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯80份、改性纳米碳酸钙14份、氢氧化铝20份、尼龙20份、空心玻璃微珠10份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯6份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的2％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的5％。
实施例4
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯75份、改性纳米碳酸钙12份、氢氧化铝12份、尼龙18份、空心玻璃微珠6份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯4份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的2％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的4％。
实施例5
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯75份、改性纳米碳酸钙12份、氢氧化铝9份、尼龙18份、空心玻璃微珠9份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯4份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的2％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的4％。
对比例1
与实施例1相比，用等量的硅烷偶联剂代替甲基膦酸，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，用等量的空心玻璃微珠代替二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯，其他与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，用等量的二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯代替空心玻璃微珠，其他与实施例1相同。
对比例4
一种中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，导体为铜，绝缘层为云母带，保护层为低烟无卤阻燃带，金属护套为波纹铜护套，外护套为：
按照以下组分配料：聚氯乙烯72份、改性纳米碳酸钙12份、氢氧化铝22份、尼龙18份，混料，挤出造粒，成型，切割得到。
其中，改性纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙浸没于双氧水中，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到，硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的2％，甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的4％。
实验例1
本发明实施例和对比例得到的电缆按照GB/T18380测定阻燃等级，阻燃等级均为A级。
实验例2
本发明实施例和对比例得到的外护套按照GB/T2046测定氧指数，实验结果如表1所示。
表1实施例和对比例的氧指数对比
案例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
氧指数 42 42 43 41 40 41 40 38 37
本发明实施例得到的护套氧指数可达39-42，其中，实施例4和实施例5的氧指数略小于其他实施例，对比例1中，由于纳米碳酸钙没有加入甲基膦酸改性，导致阻燃性能有所降低，通过甲基膦酸和硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，不仅改善了纳米碳酸钙的分散性，还在一定程度上提高了阻燃性能，而且在体系中提高了无机材料与基体的相容性。
本发明中通过加入空心玻璃微珠和二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯提高了护套料的阻燃性，对比例4中没有加入两者，氧指数仅为37，对比例3中只加入二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯，相对于对比例4提高至38，对比例2中加入了氢氧化铝使氧指数提高至40，而本发明的实施例1中，能够将氧指数提高至42，取得了协同增效的作用。
实验例3
采用体积电阻率测定仪测定外护套的电阻率，实验结果如表2所示。
表2实施例和对比例的电阻率对比
本发明中加入空心玻璃微珠，能够提高电缆外护套的电阻率，除对比例3和对比例4中，其他的外护套料都具有较好的绝缘性能。
实验例4
通过前三组实验测试发现实施例得到的电缆各项性能都比较优异，因此本发明仅将实施例得到的外护套在万能力学试验机上进行了抗拉强度实验，实验结果如表3所示。
表3实施例的护套的抗拉强度对比
本发明中，当氢氧化铝含量增大时，会导致护套的抗拉强度有所降低，而通过加入空心玻璃微珠，一方面降低了护套的密度，另一方面在一定程度上提高了护套的力学性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电缆护套料，其特征在于，按照重量份包括以下组分：聚氯乙烯70-75份、改性纳米碳酸钙10-15份、氢氧化铝10-15份、尼龙15-20份、空心玻璃微珠5-10份、二(对硝基苯基)叠氮膦酸酯3-6份；
所述改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：在纳米碳酸钙中加入双氧水浸泡，然后加入硅烷偶联剂、甲基膦酸混合均匀后烘干得到；
所述硅烷偶联剂的质量为纳米碳酸钙的1％-2％，所述甲基膦酸的质量为纳米碳酸钙的3％-5％。
2.根据权利要求1所述的电缆护套料，其特征在于，所述氢氧化铝与空心玻璃微珠的比例为2:1。
3.根据权利要求1所述的电缆护套料，其特征在于，所述浸泡时间为6-8h。
4.根据权利要求1所述的电缆护套料，其特征在于，所述混合时间为0.5-10h。
5.根据权利要求1所述的电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配料比混料、挤出造粒、成型、切割得到电缆护套料。
6.一种绝缘性好的中压铜芯电力电缆，从内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，其特征在于，所述外护套由权利要求1所述的电缆护套料构成。
7.根据权利要求6所述的中压铜芯电力电缆，其特征在于，所述导体为铜。
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