CN117362780A - 一种耐腐蚀电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆护套料技术领域，提出了一种耐腐蚀电缆，包括导体和护套层；所述护套层原料包括以下组分：丁腈橡胶90~100份、聚氯乙烯10~20份、聚丙烯树脂15~30份、改性氢氧化铝6~16份、增强剂8~12份、抗氧剂2~3份、硫化剂5~10份、硫化促进剂3~4份、聚乙烯醇10~15份、润滑剂3~6份和无机填料15~20份；所述改性氢氧化铝为氢氧化铝经4‑羧苯基正丁基碳酸酯改性得到。通过上述技术方案，解决了现有技术中因恶劣的外界环境而导致电缆易腐蚀的问题。

Description

一种耐腐蚀电缆

技术领域

本发明涉及电缆护套料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀电缆。

背景技术

电缆具有传输和分配电能的功能。目前，随着我国综合国力的提升，经济的迅速发展，电缆在通讯、电力等领域的应用非常广泛，没有电力电缆，电力行业就几乎瘫痪。但是传统电缆在实际应用中还存在很多技术上的问题没有克服，例如由于外界环境酸碱度的存在、日照雨水的影响，使材料中的组分产生了不利的副反应，从而使电缆的性能和寿命迅速降低，无法满足使用需求；或者由于长时间使用，经受气温变化热胀冷缩，使电缆从外向内的腐蚀，也会缩短电缆的使用寿命。电缆受到腐蚀后会破损漏电，电击到工作人员，造成不必要的损失。

发明内容

本发明提出一种耐腐蚀电缆，解决了相关技术中因恶劣的外界环境而导致电缆易腐蚀的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提出一种耐腐蚀电缆，包括导体和护套层，按重量份数计，所述护套层原料包括以下组分：丁腈橡胶90~100份、聚氯乙烯10~20份、聚丙烯树脂15~30份、改性氢氧化铝6~16份、增强剂8~12份、抗氧剂2~3份、硫化剂5~10份、硫化促进剂3~4份、聚乙烯醇10~15份、润滑剂3~6份和无机填料15~20份；

所述改性氢氧化铝为氢氧化铝经4-羧苯基正丁基碳酸酯改性得到。

作为进一步的技术方法，所述4-羧苯基正丁基碳酸酯为氢氧化铝质量的1%~4%。

作为进一步的技术方法，所述4-羧苯基正丁基碳酸酯为氢氧化铝质量的3%。

作为进一步的技术方法，所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：将氢氧化铝和4-羧苯基正丁基碳酸酯混合均匀进行改性后，得到改性氢氧化铝。

作为进一步的技术方法，所述改性的温度为25~50℃，改性的时间为10~20min。

作为进一步的技术方法，所述氢氧化铝使用前在60~100℃保温5~7h。

作为进一步的技术方法，所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：氢氧化铝与4-羧苯基正丁基碳酸酯混合均匀进行改性后，静置待粉体沉淀后出料，得到改性氢氧化铝。

作为进一步的技术方法，所述增强剂为陶土、白炭黑其中的一种或两种。

作为进一步的技术方法，所述增强剂由陶土和白炭黑组成，陶土和白炭黑的质量比为1:1~2。

作为进一步的技术方法，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT中一种。

作为进一步的技术方法，所述硫化促进剂为硫化促进剂TMTD、硫化促进剂DM中的一种或多种。

作为进一步的技术方法，所述硫化剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、硫化剂DCBP中的一种或两种。

作为进一步的技术方法，所述润滑剂为聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或多种。

作为进一步的技术方法，所述无机填料包括水滑石、硫酸钡、滑石粉中的一种或多种。

本发明还包括一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取所述护套层原料中各组分；

S2、将护套层原料混合均匀后，进行混炼，得到混炼胶；；

S3、将混炼胶进行硫化、挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。

作为进一步的技术方法，所述S3将混炼胶进行预热、硫化、挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。

作为进一步的技术方法，所述混炼的温度为75~130℃，混炼的时间为30~50min。

作为进一步的技术方法，所述预热的温度为160~200℃，预热的时间为20~40min。

作为进一步的技术方法，所述硫化的时间为3~5min，硫化的压力为10MPa。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中耐腐蚀电缆采用丁腈橡胶、聚氯乙烯和聚丙烯树脂为基料，结合三者各自的优势，使得耐腐蚀电缆具有优异的抗氧性、耐油性、耐腐蚀性、耐老化、电绝缘性等。并且使用改性氢氧化铝作为阻燃剂，通过4-羧苯基正丁基碳酸酯对氢氧化铝进行改性，4-羧苯基正丁基碳酸酯分子包覆在氢氧化铝粒子的表面，其分子极性的一端与氢氧化铝粒子结合，非极性的一端分布在表面，使改性后氢氧化铝粒子表面变成非极性，从而能更好地分散在聚合物中，不仅护套层中耐腐蚀性得到大大提高，还提高了护套层的抗张强度和断裂伸长率，可以有效解决因恶劣的外界环境而易腐蚀的问题。

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。

下述实施例及对比例中，

丁腈橡胶，型号为170型，厂家为湖北永诚生物科技有限公司；

聚氯乙烯，型号为HG-800型，厂家为湖北永阔科技有限公司；

聚丙烯树脂，厂家为武汉普洛夫生物科技有限公司；

氢氧化铝，型号为800~8000目，厂家为合肥新科阻燃新材料有限公司；

陶土，型号为325目，厂家为巩义市仁义耐火材料有限；

白炭黑，型号为HB-139型，8000目，厂家为上海善博实业有限公司；

滑石粉，型号为600目，厂家为桂林市临桂县航天药用滑石有限责任公司3年；

水滑石，型号为JH-79型，厂家为天津津衡蓝海科技有限公司；

硫酸钡，型号为800目，厂家为山东亿得源化工有限公司；

聚乙烯醇，型号为PVA型，厂家为河南汇德化工产品有限公司；

聚硅氧烷，型号为SJ-4000A型，厂家为枞阳县三金颜料有限责任公司。

实施例1

一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取丁腈橡胶100份、聚氯乙烯30份、聚丙烯树脂30份、改性氢氧化铝16份、增强剂（陶土和白炭黑的质量比为1:1）12份、抗氧剂1010 3份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺10份、硫化促进剂TMTD 4份、聚乙烯醇15份、聚硅氧烷6份和水滑石20份，得到混合料；

S2、将上述混合料加入到双辊炼塑机中，混合均匀后，于130℃混炼30min，得到混炼胶；

S3、将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为200℃，预热20min，然后在10MPa下加压硫化5min，冷却，制得护套层；

S4、将得到的护套层包覆在导体的外表面，得到耐腐蚀电缆。

所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：

A1、将20g氢氧化铝粉末置于高速混合机中，然后加入0.8g 4-羧苯基正丁基碳酸酯，于50℃下反应10min；其中氢氧化铝粉末在使用前需要在100℃下干燥处理5h。

A2、待反应完成后，静置待粉体沉淀后出料，得到改性氢氧化铝。

实施例2

一种耐腐蚀电缆，制备方法包括以下步骤：

S1、称取丁腈橡胶90份、聚氯乙烯15份、聚丙烯树脂15份、改性氢氧化铝6份、增强剂（陶土和白炭黑的质量比为1:1）8份、抗氧剂1010 2份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺5份、硫化促进剂TMTD 3份、聚乙烯醇10份、聚硅氧烷3份和硫酸钡15份，得到混合料；

S2、将上述混合料加入到双辊炼塑机中，混合均匀后，于75℃混炼50min，得到混炼胶；

S3、将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为160℃，预热40min，然后在10MPa下加压硫化3min，冷却，制得护套层；

S4、将得到的护套层包覆在导体的外表面，得到耐腐蚀电缆。

所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：

A1、将20g氢氧化铝粉末置于高速混合机中，然后加入0.3g 4-羧苯基正丁基碳酸酯，于25℃下反应20min；其中氢氧化铝粉末在使用前需要在60℃下干燥处理7h。

A2、待反应完成后，静置待粉体沉淀后出料，得到改性氢氧化铝。

实施例3

一种耐腐蚀电缆，制备方法包括以下步骤：

S1、称取丁腈橡胶95份、聚氯乙烯20份、聚丙烯树脂20份、改性氢氧化铝13份、增强剂（陶土和白炭黑的质量比为1:1）11份、抗氧剂1010 3份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺8份、硫化促进剂TMTD 4份、聚乙烯醇13份、聚硅氧烷5份和滑石粉18份，得到混合料；

S2、将上述混合料加入到双辊炼塑机中，混合均匀后，于100℃混炼40min，得到混炼胶；

S3、将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为185℃，预热33min，然后在10MPa下加压硫化4min，冷却，制得护套层；

S4、将得到的护套层包覆在导体的外表面，得到耐腐蚀电缆。

所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：

A1、将20g氢氧化铝粉末置于高速混合机中，然后加入0.6g 4-羧苯基正丁基碳酸酯，于40℃下反应15min；其中氢氧化铝粉末在使用前需要在85℃下干燥处理6h。

A2、待反应完成后，静置待粉体沉淀后出料，得到改性氢氧化铝。

实施例4

本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加4-羧苯基正丁基碳酸酯改为0.2g。

实施例5

本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加4-羧苯基正丁基碳酸酯改为0.8g。

对比例1

本对比例与实施例2的区别仅在于步骤A1中用氢氧化铝等量替换改性氢氧化铝。

对比例2

本对比例与实施例2的区别仅在于改性氢氧化铝的制备方法步骤A1中将4-羧苯基正丁基碳酸酯替换成等量的乙酰基三甲氧基硅烷。

性能测试：

对实施例1~5和对比例1~2得到的护套层按照GB/T 2951.11-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》中规定的测试方法进行相关性能的测试，并进行耐腐蚀性试验，具体测试方法如下：将试样于25℃下在酸碱水溶液中浸泡30d后取出，测定其抗张强度和断裂伸长率，其中抗张强度变化率（%）＝（试验后抗张强度/试验前抗张强度-1）×100%，断裂伸长率变化率（%）＝（试验后断裂伸长率/试验前断裂伸长率-1）×100%，具体测试结果见表1：

表1实施例1~5和对比例1~2中护套层耐腐蚀性测定结果

从表1中的数据可以看到，与实施例2相比，对比例1将改性氢氧化铝替换成等量的氢氧化铝、对比例2将4-羧苯基正丁基碳酸酯替换成等量的乙酰基三甲氧基硅烷去改性氢氧化铝，结果显示对比例1~2中护套层的抗张强度和断裂伸长率小于实施例2，经酸碱浸泡后抗张强度变化率的绝对值均大于实施例2，说明本发明使用4-羧苯基正丁基碳酸酯对氢氧化铝进行改性后，能更进一步的提高护套层的耐腐蚀性能，并且效果优于使用乙酰基三甲氧基硅烷对氢氧化铝进行改性。

与实施例2相比，实施例4~5是分别将氢氧化铝的改性剂4-羧苯基正丁基碳酸酯的量改为0.2g和0.8g，结果实施例4~5抗张强度和断裂伸长率均小于实施例2，经酸碱浸泡后抗张强度变化率的绝对值均大于实施例2，说明改性氢氧化铝中4-羧苯基正丁基碳酸酯为氢氧化铝质量的3%时效果较好。

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 (10)

1.一种耐腐蚀电缆，包括导体和护套层，其特征在于，所述护套层原料包括以下重量份的组分：丁腈橡胶90~100份、聚氯乙烯10~20份、聚丙烯树脂15~30份、改性氢氧化铝6~16份、增强剂8~12份、抗氧剂2~3份、硫化剂5~10份、硫化促进剂3~4份、聚乙烯醇10~15份、润滑剂3~6份和无机填料15~20份；

所述改性氢氧化铝为氢氧化铝经4-羧苯基正丁基碳酸酯改性得到。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述4-羧苯基正丁基碳酸酯为氢氧化铝质量的1%~4%。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：将氢氧化铝和4-羧苯基正丁基碳酸酯混合均匀进行改性后，得到改性氢氧化铝。

4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述改性的温度为25~50℃，改性的时间为10~20min。

5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述增强剂为陶土、白炭黑中的一种或两种。

6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述增强剂由陶土和白炭黑组成，所述陶土和白炭黑的质量比为1:1~2。

7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述硫化促进剂包括硫化促进剂TMTD、硫化促进剂DM中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述硫化剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、硫化剂DCBP中的一种或两种。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的一种耐腐蚀电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称取所述护套层原料中各组分；

S2、将护套层原料混合均匀后，进行混炼，得到混炼胶；

S3、将混炼胶进行硫化、挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。