CN117747189A - 一种煤矿用光电复合橡套软电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆技术领域，提出了一种煤矿用光电复合橡套软电缆，由内至外依次包括光传输单元、线芯、内护套层、纤维加强层、外护套层；光传输单元与线芯间设有填充物；线芯包括动力线芯和监视线芯，动力线芯由内至外依次包括动力线芯导体、动力线芯绝缘层、动力线芯绝缘屏蔽层、兼做地线屏蔽层，监视线芯由内至外依次监视线芯导体、监视线芯绝缘层，监视线芯导体内设有控制线芯和光纤单元，控制线芯由内至外依次包括控制线芯导体、控制线芯绝缘层。通过上述技术方案，解决了现有技术中的煤机电缆在使用过程中易被折断、拉断的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体的，涉及一种煤矿用光电复合橡套软电缆。
背景技术
煤炭是世界上最丰富的化石资源，我国煤炭资源储量丰富，采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，可以减轻体力劳动、提高安全性，达到高产量、高效率、低消耗的目的。
采煤机在工作中需要电缆供电，由于采煤机电缆在使用过程中会受到频繁弯曲、拉伸等多种机械应力作用，易被折断、拉断，尤其是薄煤层采煤机由于弯曲半径变小，更易被折断、拉断，进而使其应用受到很大的限制。
发明内容
本发明提出一种煤矿用光电复合橡套软电缆，解决了相关技术中的采煤机电缆在使用过程中易被折断、拉断的问题。
本发明的技术方案如下：
一种煤矿用光电复合橡套软电缆，由内至外依次包括光传输单元、线芯、内护套层、纤维加强层、外护套层；
所述光传输单元与线芯间设有填充物；
所述线芯包括动力线芯和监视线芯，所述动力线芯由内至外依次包括动力线芯导体、动力线芯绝缘层、动力线芯绝缘屏蔽层、兼做地线屏蔽层，所述监视线芯由内至外依次监视线芯导体、监视线芯绝缘层，所述监视线芯导体内设有控制线芯和光纤单元，所述控制线芯由内至外依次包括控制线芯导体、控制线芯绝缘层。
作为进一步的技术方案，所述填充物为马鞍形填充条。
作为进一步的技术方案，所述内护套层和外护套层的原料，包括以下质量份的组分：氯化聚乙烯30~50份、加工助剂46.6~76.5份；
所述氯化聚乙烯包括氯化聚乙烯CM3550、氯化聚乙烯CM3590、氯化聚乙烯CM30A、氯化聚乙烯Elaslen 401A中的至少两种。
作为进一步的技术方案，所述氯化聚乙烯包括质量比为20:17.5~30:7.5的氯化聚乙烯CM3550和氯化聚乙烯CM3590。
本发明使用质量比为20:17.5~30:7.5的氯化聚乙烯CM3550和氯化聚乙烯CM3590，作为内护套层和外护套层的基体原料，为电缆提供了良好的综合性能，具有高的抗张强度、拉伸强度、抗撕强度，还具有好的耐热性、耐油性。
作为进一步的技术方案，所述加工助剂为以下质量份的组分：活化剂0.5~1.5份、填料10~17份、阻燃剂15~25份、增塑剂20~30份、偶联剂0.1~0.3份、硫化剂0.5~1.2份、促进剂0.5~1.5份。
作为进一步的技术方案，所述活化剂包括硬脂酸、硬脂酸盐中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述填料包括白炭黑、炭黑中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述阻燃剂包括Sb2O3、氧化镁、Al(OH)3、Mg(OH)2中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述增塑剂包括氯化石蜡、粗石蜡中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述硫化剂包括硫化剂DCP、硫化剂BIPB中的一种或两种；
所述促进剂包括促进剂TAIC、促进剂TAC中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，还包括4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺) 5~15份。
本发明通过添加4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)，利用4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)分子结构中的氨基与氯化聚乙烯中的氯原子相互作用，从而进一步提高了电缆的拉伸强度、抗张强度和抗撕强度。
作为进一步的技术方案，所述氯化聚乙烯和4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)的质量比为3.75:1。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明提供了一种煤矿用光电复合橡套软电缆，通过在光传输单元与线芯间设置有填充物，增加电缆的韧性，使电缆不易折断、拉断，解决了现有技术中存在的采煤机电缆在使用过程中易被折断、拉断的问题，并可以实现一边导电、一边导光线的双重效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明结构示意图；图中：1为动力线芯导体，2为动力线芯绝缘层，3为动力线芯绝缘屏蔽层，4为兼做地线屏蔽层，5为控制线芯导体，6为控制线芯绝缘层，7为监视线芯导体，8为监视线芯绝缘层，9为光传输单元，10为纤维加强层，11为外护套层，12为内护套层，13为光纤单元。
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。
以下实施例及对比例中：白炭黑为400目气相白炭黑；炭黑为炭黑N330；复合阻燃剂为质量比2:3的Al(OH)3和Mg(OH)2；粗石蜡为56#粗石蜡，含油量20%；氯化石蜡为52#氯化石蜡。
一种煤矿用光电复合橡套软电缆，由内至外依次包括光传输单元、线芯、内护套层、纤维加强层、外护套层；光传输单元与线芯间设有马鞍形填充条；线芯包括动力线芯和监视线芯，动力线芯由内至外依次包括动力线芯导体、动力线芯绝缘层、动力线芯绝缘屏蔽层、兼做地线屏蔽层，监视线芯由内至外依次监视线芯导体、监视线芯绝缘层，监视线芯导体内设有控制线芯和光纤单元，控制线芯由内至外依次包括控制线芯导体、控制线芯绝缘层；
内护套层和外护套层由橡胶护套材料经175℃、0.9MPa硫化得到，橡胶护套材料的制备方法如下：
实施例1
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例2
将氯化聚乙烯CM3550 20份、氯化聚乙烯CM3590 17.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例3
将氯化聚乙烯CM3550 30份、氯化聚乙烯CM3590 7.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例4
将氯化聚乙烯CM3550 37.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例5
将氯化聚乙烯CM3590 37.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例6
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM30A 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例7
将氯化聚乙烯CM30A 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例8
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯Elaslen 401A 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例9
将氯化聚乙烯Elaslen 401A 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例10
将氯化聚乙烯CM3550 15份、氯化聚乙烯CM3590 15份在75℃密炼机中塑炼5min，加入白炭黑10份、硬脂酸钡0.5份、Sb2O315份、氯化石蜡20份、硅烷偶联剂JH-V172 0.1份混炼10min后，加入硫化剂BIPB 0.5份、促进剂TAIC 1份、促进剂TAC 0.5份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例11
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM3590 25份在75℃密炼机中塑炼5min，加入炭黑17份、硬脂酸1.5份、氧化镁25份、粗石蜡30份、硅烷偶联剂JH-V172 0.3份混炼10min后，加入硫化剂DCP 1份、硫化剂BIPB 0.2份、促进剂TAC 0.5份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例12
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺) 5份、白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例13
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺) 10份、白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
实施例14
将氯化聚乙烯CM3550 25份、氯化聚乙烯CM3590 12.5份在75℃密炼机中塑炼5min，加入4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺) 15份、白炭黑12.5份、炭黑1.5份、硬脂酸钙0.75份、硬脂酸0.2份、复合阻燃剂12.5份、Sb2O31.25份、氧化镁6.5份、氯化石蜡22份、粗石蜡2份、硅烷偶联剂JH-V172 0.13份混炼10min后，加入硫化剂DCP 0.9份、促进剂TAIC 0.8份，混炼2min，得到混炼胶料，将混炼胶料送入开炼机炼胶，切割下片、冷却，得到橡胶护套材料。
将实施例1~14得到的橡胶护套材料在175℃、0.9MPa进行平板硫化后，参考GB/T2951.11-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第11部分：通用试验方法 厚度和外形尺寸测量 机械性能试验》中的方法进行抗张强度的测试；参考GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》中的方法进行拉伸强度的测试；测试结果记录在表1。
表1 抗张强度和拉伸强度
由表1可以看出，本发明提供的橡胶护套材料在175℃、0.9MPa进行平板硫化后的抗张强度在11.0N/mm2以上，拉伸强度在18.9MPa以上，具有高强度，可以有效的解决电缆在使用过程中易被折断、拉断的问题。
实施例1得到的复合橡套软电缆的外护套层的各项性能检测数据，记录在表2。
表2 实施例1得到的复合橡套软电缆的外护套层的各项性能
由表2可以看出，本发明实施例1提供的复合橡套软电缆的外护套层具有高的抗张强度、抗撕强度，还具有好的耐热性和耐油性。
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)
1.一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，由内至外依次包括光传输单元、线芯、内护套层、纤维加强层、外护套层；
所述光传输单元与线芯间设有填充物；
所述线芯包括动力线芯和监视线芯，所述动力线芯由内至外依次包括动力线芯导体、动力线芯绝缘层、动力线芯绝缘屏蔽层、兼做地线屏蔽层，所述监视线芯由内至外依次监视线芯导体、监视线芯绝缘层，所述监视线芯导体内设有控制线芯和光纤单元，所述控制线芯由内至外依次包括控制线芯导体、控制线芯绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述填充物为马鞍形填充条。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述内护套层和外护套层的原料，包括以下质量份的组分：氯化聚乙烯30~50份、加工助剂46.6~76.5份；
所述氯化聚乙烯包括氯化聚乙烯CM3550、氯化聚乙烯CM3590、氯化聚乙烯CM30A、氯化聚乙烯Elaslen 401A中的至少两种。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述加工助剂为以下质量份的组分：活化剂0.5~1.5份、填料10~17份、阻燃剂15~25份、增塑剂20~30份、偶联剂0.1~0.3份、硫化剂0.5~1.2份、促进剂0.5~1.5份。
5.根据权利要求3所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述氯化聚乙烯包括质量比为20:17.5~30:7.5的氯化聚乙烯CM3550和氯化聚乙烯CM3590。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述活化剂包括硬脂酸、硬脂酸盐中的一种或两种；
所述填料包括白炭黑、炭黑中的一种或两种。
7.根据权利要求4所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述阻燃剂包括Sb2O3、氧化镁、Al(OH)3、Mg(OH)2中的一种或多种。
8.根据权利要求4所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述增塑剂包括氯化石蜡、粗石蜡中的一种或两种。
9.根据权利要求4所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，所述硫化剂包括硫化剂DCP、硫化剂BIPB中的一种或两种；
所述促进剂包括促进剂TAIC、促进剂TAC中的一种或两种。
10. 根据权利要求3~9任意一项所述的一种煤矿用光电复合橡套软电缆，其特征在于，还包括4,1’-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺) 5~15份。
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