CN117316502A - 一种热塑性电缆及其制备方法 - Google Patents

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CN117316502A CN202311395065.6A CN202311395065A CN117316502A CN 117316502 A CN117316502 A CN 117316502A CN 202311395065 A CN202311395065 A CN 202311395065A CN 117316502 A CN117316502 A CN 117316502A
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Abstract

本发明提供一种热塑性电缆及其制备方法，所述热塑性电缆包括电缆芯和外保护层，所述电缆芯设置在外保护层的内部；所述电缆芯包括绝缘线芯、屏蔽导体和填充料，所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，所述填充料填充在所述屏蔽导体和所述外保护层之间；其中，所述绝缘线芯包括导体，以及所述导体外依次包裹的内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层；所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料包括聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂。本发明中的热塑性电缆机械和电气性能优越，同时本发明中提供的制备方法解决了聚丙烯绝缘电力电缆的产业化加工制造问题，提升了电缆生产效率和产品质量。

Description

一种热塑性电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性电缆技术领域，具体涉及一种热塑性电缆及其制备方法。
背景技术
交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene，XLPE)电缆是目前广泛应用的电力电缆。然而XLPE是热固性塑料，随着社会发展进步和环保理念提出，XLPE存在的问题也无法被忽视，包括交联过程能耗高、脱气过程周期长、电缆退役后难以回收利用，只能焚烧掩埋，造成环境污染等。绿色可持续经济发展需求促使电力电缆绝缘向低碳环保、回收再循环利用的热塑性材料转变。热塑性聚丙烯的绝缘性能优异、耐温等级高、可回收再利用，具有明显的经济环保优势；同时其挤出过程无需交联，生产能耗相较XLPE电缆可减少50％以上，碳排放相较XLPE电缆低40％，符合未来低碳环保的要求。因此开发热塑性聚丙烯绝缘电力电缆符合未来的发展趋势。
目前聚丙烯电缆的专利多集中于聚丙烯电缆料的改性制备和聚丙烯电缆的结构设计、生产试制等内容。CN114203342A采用等规聚丙烯与乙烯-丙烯共聚物共混，并用MgO纳米粒子进行改性后制备聚丙烯电缆料，此种制备方法存在纳米粒子团聚，分散不均匀的问题。CN115938674A采用马来酸酐接枝聚丙烯电缆料进行改性，但马来酸酐存在难以自聚、接枝率低，支链短，易升华污染环境等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种热塑性电缆及其制备方法，所述热塑性电缆采用聚丙烯基础树脂和聚合物弹性体共混改性制备得到。
为解决背景技术中提出的技术问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种热塑性电缆，包括：
电缆芯和外保护层，所述电缆芯设置在外保护层的内部；
所述电缆芯包括绝缘线芯、屏蔽导体和填充料，所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，所述填充料填充在所述屏蔽导体和所述外保护层之间；
其中，所述绝缘线芯包括导体，以及所述导体外依次包裹的内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层；所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料包括聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂，所述绝缘层所用的原料包括聚丙烯树脂和聚合物弹性体；所述聚合物弹性体包括乙烯-辛烯共聚弹性体、丙烯-乙烯共聚塑性体、聚乙烯、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
进一步地，所述聚丙烯树脂包括等规均聚聚丙烯、无规均聚聚丙烯、间规均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种；和/或
所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、多壁碳纳米管中的至少一种；和/或
所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料还包括偶联剂和抗氧化剂。
进一步地，所述绝缘线芯至少为两条，每条所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，包裹所述屏蔽导体的所述绝缘线芯之间互相绞合且设置于所述电缆芯的中央。
进一步地，所述内半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm；和/或
所述绝缘层的厚度为1.5～15mm；和/或
所述外半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm。
进一步地，所述屏蔽导体的材质为铜；和/或
所述填充料的材料为聚丙烯树脂；和/或
所述绝缘线芯中的导体的材质为铜、铝或者铝合金。
进一步地，所述外保护层包括由内到外依次设置的隔离层、铠装层和外护套层；其中所述隔离层的材料为聚氯乙烯；所述铠装层的材质为金属；所述外护套层的材料为聚氯乙烯。
第二方面，本发明提供了如上所述的热塑性电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂共混制成屏蔽料，所述屏蔽料用于形成内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层；将聚丙烯树脂和聚合物弹性体共混制成绝缘料，所述绝缘料用于形成绝缘层；
S2：采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部，冷却结晶后形成所述内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层，制备得到绝缘线芯；
S3：采用屏蔽导体包裹所述绝缘线芯，包裹之后的所述绝缘线芯置于所述外保护层的内部，并填充所述填充料在所述屏蔽导体和所述外保护层之间，制备得到所述热塑性电缆。
进一步地，S2中利用悬链生产线制备绝缘线芯，所述悬链生产线包括内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机，所述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机共用一个机头；所述挤出机挤出所述屏蔽料，所述绝缘挤出机挤出所述绝缘料，所述外屏挤出机挤出所述屏蔽料；所述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机均为油冷模温机；
其中，所述内屏挤出机中内屏螺杆的直径为30-90mm，内屏螺杆的转速为4-12r/min；所述绝缘挤出机中绝缘螺杆的直径为120-180mm，绝缘螺杆的转速为8-15r/min；所述外屏挤出机中外屏螺杆的直径为60-120mm，外屏螺杆的转速为2-8r/min。
进一步地，S3中：取三根绕包之后的所述绝缘线芯绞合在一起形成三芯电缆，所述绝缘线芯之间填充所述填充料，再将所述三芯电缆置于所述外保护层的内部，所述三芯电缆和所述外保护层之间填充所述填充料。
进一步地，所述悬链生产线中还包括冷却段，所述冷却段包括气冷段和水冷段，所述气冷段中的冷却气体为空气，温度为15-30℃，管道长度为10-80m；所述水冷段中的冷却水的温度为0-20℃，水冷管道的长度为20-100m；
采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部后，先进入所述气冷段再进入所述水冷段，在所述气冷段气冷的时间为5～40min，在所述水冷段水冷的时间为10～80min。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明提供了一种热塑性电缆，包括电缆芯和外保护层，所述电缆芯设置在外保护层的内部；所述电缆芯包括绝缘线芯、屏蔽导体和填充料，所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，所述填充料填充在所述屏蔽导体和所述外保护层之间；其中，所述绝缘线芯包括导体，以及所述导体外依次包裹的内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层；所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料包括聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂，所述绝缘层所用的原料包括聚丙烯树脂和聚合物弹性体；所述聚合物弹性体包括乙烯-辛烯共聚弹性体、丙烯-乙烯共聚塑性体、聚乙烯、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
本发明提供了一种热塑性电缆及其制备方法，所述热塑性电缆采用聚丙烯基础树脂和聚合物弹性体共混改性制备得到，在改善热塑型电缆机械物理特性与电气性能的同时，规避了纳米粒子改性带来的分散不均问题。进一步地，本发明对原有的制备交联聚乙烯电缆的悬链式生产线进行了改进，不用大幅度改造或新布置生产线，节省成本。
附图说明
图1为绝缘电芯的结构示意图；
图2为热塑性电缆的结构示意图。
附图说明：
导体1、内半导电屏蔽层2、绝缘层3、外半导电屏蔽层4、屏蔽导体5、填充料6、隔离层7、铠装层8、外护套层9。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
以下结合附图1～2对本发明中的热塑性电缆进一步解释说明。
第一方面，本发明中提供了一种热塑性电缆，参见附图1～2，所述热塑性电缆包括：
电缆芯和外保护层，所述电缆芯设置在外保护层的内部；
所述电缆芯包括绝缘线芯、屏蔽导体和填充料，所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，所述填充料填充在所述屏蔽导体和所述外保护层之间；
其中，所述绝缘线芯包括导体，以及所述导体外依次包裹的内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层；所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料包括聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂，所述绝缘层所用的原料包括聚丙烯树脂和聚合物弹性体；所述聚合物弹性体包括乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)、丙烯-乙烯共聚塑性体(POP)、聚乙烯(PE)、乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述聚丙烯树脂包括等规均聚聚丙烯、无规均聚聚丙烯、间规均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、多壁碳纳米管中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料还包括偶联剂和抗氧化剂。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
根据本发明的一些实施例，所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层使用的原料(屏蔽料)包括：30～70份聚丙烯树脂、10～40份聚合物弹性体、10～40份导电炭黑、1～5份偶联剂、1～4份抗氧化剂。比如说，所述屏蔽料的配方可以为：50份聚丙烯树脂+22份乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)+25份导电炭黑+1份抗氧化剂+2份硅烷偶联剂。
根据本发明的一些实施例，所述绝缘层所用原料还包括抗氧化剂。优选地，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
根据本发明的一些实施例，所述绝缘层使用的原料(绝缘料)包括：60～80份聚丙烯树脂、10～50份聚合物弹性体和1～4份抗氧化剂。比如说，所述本发明聚丙烯电缆料配方为：70份聚丙烯树脂+28份乙烯-辛烯共聚弹性体(POE)+2份抗氧化剂。
本发明中提供了一种热塑性电缆，所述热塑性电缆为一种以聚丙烯树脂为原料的电缆，但聚丙烯树脂在工作温度范围内存在刚性强、韧性差的问题，因此本发明中还在原料中掺入了聚合物弹性体，采用弹性体共混能够实现对聚丙烯材料增韧改性的作用，从而提高电缆的机械性能。发明人在探索过程中发现：共混改性后PP的力学性能与电学性能并不能达到很好的同向改变效果，掺入聚合物弹性体虽然在力学性能上能够很好的改善聚丙烯电缆的性能，然而掺入聚合物弹性体对于纯PP树脂来说，会不同程度地削弱其介电性能，同时弹性体添加的比例对其力学性能及电学性能的影响也较为显著，因此弹性体的选择及添加比例尤为重要，使其能改善力学性能的同时，极大程度地保证聚合物的电学性能。具体地，所述聚合物弹性体包括乙烯-辛烯共聚弹性体、丙烯-乙烯共聚塑性体、聚乙烯、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
更进一步地，所述屏蔽料中还包括导电剂、偶联剂和抗氧化剂，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、多壁碳纳米管中的至少一种，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、金属复合偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的至少一种，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂、硫代受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、胺类抗氧剂中的至少一种。所述绝缘料中还包括抗氧化剂，所述抗氧化剂可与所述屏蔽料中的抗氧化剂相同。
根据本发明的一些实施例，所述绝缘线芯至少为两条，每条所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，包裹所述屏蔽导体的所述绝缘线芯之间互相绞合且设置于所述电缆芯的中央。优选地，所述绝缘线芯为三条，如附图2所示，三条绝缘线芯互相绞合并向其中填充填充料后形成三芯电缆。本发明中三芯电缆是保证电缆施加三相交流U0/U下，电缆可在温度105℃下长期可靠运行不少于30年。
根据本发明的一些实施例，所述内半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm；优选地，所述内半导电屏蔽层的厚度为0.1～2mm。所述绝缘层的厚度为1.5～15mm；优选地，所述绝缘层的厚度为5～15mm。所述外半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm，优选地，所述外半导电屏蔽层的厚度为0.1～2mm。
根据本发明的一些实施例，所述屏蔽导体的材质为铜。所述屏蔽导体的厚度为0.01～1mm，可选地，所述屏蔽导体的厚度为0.1mm。
根据本发明的一些实施例，所述填充料的材料为聚丙烯树脂。
根据本发明的一些实施例，所述绝缘线芯中的导体的材质为铜、铝或者铝合金。
根据本发明的一些实施例，所述外保护层包括由内到外依次设置的隔离层、铠装层和外护套层；其中所述隔离层的材料为聚氯乙烯；所述铠装层的材质为金属；所述外护套层的材料为聚氯乙烯。
根据本发明的一些实施例，所述隔离层的厚度为0.5～5mm，所述铠装层的厚度为0.1～2mm，所述外护套层的厚度为1～10mm。
参见附图2，在本发明提供的热塑性电缆中，绝缘电芯的外侧包裹屏蔽导体，然后将包裹后的绝缘电芯设置在所述外保护层的中央并在空隙处填充具有防水功能的填充料。所述外保护层可以具有多层结构，包括内到外依次设置的隔离层、铠装层和外护套层；其中所述隔离层的材料为黑色聚氯乙烯；所述铠装层的材质为金属；所述外护套层的材料为黑色聚氯乙烯。在本发明中，所述铠装层用于避免电缆可能受到外部的压力对电缆内部结构的损伤，所述隔离层用于避免铠装层对屏蔽导体的破坏，所述外护套层可以起到对电缆内部防水、阻燃的作用。
第二方面，本发明提供了如上所述的热塑性电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂共混制成屏蔽料，所述屏蔽料用于形成内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层；将聚丙烯树脂和聚合物弹性体共混制成绝缘料，所述绝缘料用于形成绝缘层；
S2：采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部，冷却结晶后形成所述内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层，制备得到绝缘线芯；
S3：采用屏蔽导体包裹所述绝缘线芯，包裹之后的所述绝缘线芯置于所述外保护层的内部，并填充所述填充料在所述屏蔽导体和所述外保护层之间，制备得到所述热塑性电缆。
根据本发明的一些实施例，S2中利用悬链生产线制备绝缘线芯，所述悬链生产线包括内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机，且述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机共用一个机头；所述挤出机挤出所述屏蔽料，所述绝缘挤出机挤出所述绝缘料，所述外屏挤出机挤出所述屏蔽料；所述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机均为油冷模温机；其中，所述内屏挤出机中内屏螺杆的直径为30-90mm，内屏螺杆的转速为4-12r/min；所述绝缘挤出机中绝缘螺杆的直径为120-180mm，绝缘螺杆的转速为8-15r/min；所述外屏挤出机中外屏螺杆的直径为60-120mm，外屏螺杆的转速为2-8r/min。
根据本发明的一些实施例，S3中：取三根绕包之后的所述绝缘线芯绞合在一起形成三芯电缆，所述绝缘线芯之间填充所述填充料，再将所述三芯电缆所述置于所述外保护层的内部，所述三芯电缆和所述外保护层之间填充所述填充料。
根据本发明的一些实施例，所述悬链生产线中还包括冷却段，所述冷却段包括气冷段和水冷段，所述气冷段中的冷却气体为空气，温度为15-30℃，管道长度为10-80m；所述水冷段中的冷却水的温度为0-20℃，水冷管道的长度为20-100m；采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部后，先进入所述气冷段再进入所述水冷段，在所述气冷段气冷的时间为5～40min，在所述水冷段水冷的时间为10～80min。
根据本发明的一些实施例，S2中三层共挤的挤出工艺使用加压密闭工艺。如此设置一方面防止暴露环境引入外界杂质，另一方面适当的压力可以防止电缆出现鼓包、褶皱等缺陷。具体地，所述内屏挤出机的熔压15～20MPa、绝缘挤出机的熔压8～12MPa，外屏挤出机的熔压6～10MPa。
本发明中提供了一种热塑型电缆的制备方法，所述制备方法在传统的XLPE电缆悬链生产线的基础上进行改造，在加热、冷却、结构设计等方面提出改造创新，从而制备得到本发明中的热塑型聚丙烯电缆。具体地，原有的悬链式生产线的挤塑机机头一般采用水冷模温机，温控范围＜120℃，不适用聚丙烯电缆制造(由于聚丙烯熔点高于聚乙烯)，本发明改造后的挤塑机(即上文所述的内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机)均采用油冷模温机，最高温度上限可达300℃，以满足聚丙烯挤塑制造的需求。在结构上，基于悬链生产线，通过三层共挤挤出机挤出绝缘料和屏蔽料，本发明中放大挤出机的模具尺寸为生产XLPE电缆时的105％～115％。挤出机的大小规格通常用螺杆直径表示，直径越大则表示出胶量越大。本发明中机组的三台挤出机根据出胶量的需求，比如，设置所述内屏挤出机中内屏螺杆的直径为60mm；所述绝缘挤出机中绝缘螺杆的直径为150mm；所述外屏挤出机中外屏螺杆的直径为90mm。
进一步地，本发明提供的制备方法还对冷却方式进行了新的设计，将聚丙烯绝缘线芯先后进行的气冷和水冷的冷却处理。与所述冷却方法相匹配的结构上的改进包括：本发明中的悬链生产线中，所述挤出机后方连接有两段式冷却段，所述冷却段为气冷段和水冷段，所述气冷段中的冷却气体为空气，温度为15-30℃，管道长度为10-80m；所述水冷段中的冷却水的温度为0-20℃，水冷管道的长度为20-100m；采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部后，先进入所述气冷段再进入所述水冷段，在所述气冷段气冷的时间为5～40min，在所述水冷段水冷的时间为10～80min。
本发明中采用气冷加水冷双重电缆冷却工艺，将导体为铜或铝的绝缘线芯先进入空气中冷却，再进入冷水中冷却的方式。原有悬链式生产线为了保证聚乙烯材料的交联度，硫化管道最高加热温度达300℃，加热和降温过程中耗费大量能源和氮气。本发明改造后设备管道的有益效果包括：一方面不需加热，不通氮气，利用自然空气和控温冷水实现两段式阶梯冷却，通过调整挤塑速度，让聚丙烯绝缘层自然冷却结晶，分级冷却的方式能够尽量减少因极冷而产生的应力集中问题，使电缆保持较好的机械性能。另一方面这种冷却方法可以利用现有的XLPE电缆生产线，不用大幅度改造或新布置生产线，节省成本。
下面通过一些具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
1.1配制聚丙烯屏蔽料：将50份PP+22份POE放入转矩流变仪中混炼5min，参数设置为190℃，转速40r/min，随后在转矩流变仪中加入25份导电炭黑+1份抗氧化剂混炼2分钟，最好加入2份硅烷偶联剂混炼5分钟完成后制备得到聚丙烯屏蔽料。
配制聚丙烯绝缘料：将50份PP+28份POE+2份抗氧化剂1010倒入转矩流变仪进行共混，参数设置为混炼时间5分钟，温度190℃，转速60r/min。共混后将混合料用双螺杆挤出机挤出，挤出速度为30r/min，温度为190℃，挤出后制备得到聚丙烯绝缘料。
2.1制备绝缘线芯：将聚丙烯屏蔽料和绝缘料通过三层共挤的方式包裹在铝导体1的外部，冷却结晶，形成内半导电屏蔽层2、绝缘层3和外半导电屏蔽层4，制备得到绝缘线芯。具体地，三层共挤工艺中内屏螺杆直径为60mm，绝缘螺杆直径为150mm，外屏螺杆直径为90mm。三层共挤的内屏挤出机的温度150℃，绝缘挤出机的温度180℃，外屏挤出机的温度210℃。三层共挤的内屏挤出机的螺杆转速8.5r/min，绝缘挤出机的螺杆转速12.8r/min，外屏挤出机的螺杆转速5.5r/min，三层共挤的生产速度1.5m/min。冷却方式为先气冷后水冷。其中气冷(空气)的温度为20℃，气冷时间为24min；水冷的冷却水的温度为15℃。水冷管道的长度为63m，水冷的时间约为42min。形成内半导电屏蔽层2的厚度为0.85mm、绝缘层3的厚度为10.6mm、外半导电屏蔽层4的厚度为0.7mm。
2.2制备三芯电缆：将2.1中制备得到的绝缘线芯放置24h后绕包铜带，形成金属屏蔽层5。将三根绕包金属屏蔽的绝缘线芯5绞合在一起，空隙处填充聚丙烯带形成填充料6，然后依次包覆隔离层7(黑色聚氯乙烯)、铠装层8(金属铠装)和外护套9(黑色聚氯乙烯)，得到环保型热塑性三芯聚丙烯电缆。其中，所述金属屏蔽层5的厚度为0.10mm、隔离套7的厚度为2.9mm、铠装层8的厚度为0.80mm、外护套9的厚度为5.3mm。。
3.1测试：对本实施例制备得到的热塑性三芯聚丙烯电缆进行性能检测，检测结果如下：
局部放电试验(在1.73倍U0的条件下)的结果为：未检测到放电信号。
耐压试验(在4倍U0的条件下)的结果为：未击穿。
绝缘电缆在空气箱老化试验之前，断裂伸长率为630％，抗张强度为16.8N/mm2。
以上实施例中导体可选择铜、铝、铝合金等，绝缘线芯的加热温度可以根据生产实际情况调整，绝缘层与屏蔽层厚度可以根据电压等级相应调节。
与铜导体电缆相比较，铝导体电缆的断裂伸长率更佳，与铝导体的热容较低有关。冷的铝导体遇到热的聚丙烯电缆料后，导致的温度差较低，结晶性能较铜导体更好，因此也是一种调控电缆物理性质的方法。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热塑性电缆，其特征在于，包括：
电缆芯和外保护层，所述电缆芯设置在外保护层的内部；
所述电缆芯包括绝缘线芯、屏蔽导体和填充料，所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，所述填充料填充在所述屏蔽导体和所述外保护层之间；
其中，所述绝缘线芯包括导体，以及所述导体外依次包裹的内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层；所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料包括聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂，所述绝缘层所用的原料包括聚丙烯树脂和聚合物弹性体；所述聚合物弹性体包括乙烯-辛烯共聚弹性体、丙烯-乙烯共聚塑性体、聚乙烯、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的热塑性电缆，其特征在于，所述聚丙烯树脂包括等规均聚聚丙烯、无规均聚聚丙烯、间规均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种；和/或
所述导电剂为导电炭黑、石墨烯和多壁碳纳米管中的至少一种；和/或
所述内半导电屏蔽层和所述外半导电屏蔽层所用原料还包括偶联剂和抗氧化剂。
3.根据权利要求1所述的热塑性电缆，其特征在于，所述绝缘线芯至少为两条，每条所述绝缘线芯外侧包裹所述屏蔽导体，包裹所述屏蔽导体的所述绝缘线芯之间互相绞合且设置于所述电缆芯的中央。
4.根据权利要求1所述的热塑性电缆，其特征在于，所述内半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm；和/或
所述绝缘层的厚度为1.5～15mm；和/或
所述外半导电屏蔽层的厚度为0.1～5mm。
5.根据权利要求1所述的热塑性电缆，其特征在于，所述屏蔽导体的材质为铜；和/或
所述填充料的材料为聚丙烯树脂；和/或
所述绝缘线芯中的导体的材质为铜、铝或者铝合金。
6.根据权利要求1所述的热塑性电缆，其特征在于，所述外保护层包括由内到外依次设置的隔离层、铠装层和外护套层；
其中所述隔离层的材料为聚氯乙烯；所述铠装层的材质为金属；所述外护套层的材料为聚氯乙烯。
7.权利要求1～6中任一项所述的热塑性电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯树脂、聚合物弹性体和导电剂共混制成屏蔽料，所述屏蔽料用于形成内半导电屏蔽层和外半导电屏蔽层；将聚丙烯树脂和聚合物弹性体共混制成绝缘料，所述绝缘料用于形成绝缘层；
S2：采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部，冷却结晶后形成所述内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层，制备得到绝缘线芯；
S3：采用屏蔽导体包裹所述绝缘线芯，包裹之后的所述绝缘线芯置于所述外保护层的内部，并填充所述填充料在所述屏蔽导体和所述外保护层之间，制备得到所述热塑性电缆。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S2中利用悬链生产线制备绝缘线芯，所述悬链生产线包括内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机，所述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机共用一个机头；所述挤出机挤出所述屏蔽料，所述绝缘挤出机挤出所述绝缘料，所述外屏挤出机挤出所述屏蔽料；所述内屏挤出机、绝缘挤出机和外屏挤出机均为油冷模温机；
其中，所述内屏挤出机中内屏螺杆的直径为30-90mm，内屏螺杆的转速为4-12r/min；所述绝缘挤出机中绝缘螺杆的直径为120-180mm，绝缘螺杆的转速为8-15r/min；所述外屏挤出机中外屏螺杆的直径为60-120mm，外屏螺杆的转速为2-8r/min。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S3中：
取三根绕包之后的所述绝缘线芯绞合在一起形成三芯电缆，所述绝缘线芯之间填充所述填充料，再将所述三芯电缆置于所述外保护层的内部，所述三芯电缆和所述外保护层之间填充所述填充料。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述悬链生产线中还包括冷却段，所述冷却段包括气冷段和水冷段，所述气冷段中的冷却气体为空气，温度为15-30℃，管道长度为10-80m；所述水冷段中的冷却水的温度为0-20℃，水冷管道的长度为20-100m；
采用三层共挤的方式将屏蔽料和绝缘料包裹在所述导体的外部后，先进入所述气冷段再进入所述水冷段，在所述气冷段气冷的时间为5～40min，在所述水冷段水冷的时间为10～80min。
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