CN107163422A - 一种电缆用绝缘层用绝缘料及配电电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆用绝缘层用绝缘料，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯30～40份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物5～9份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁20～35份、乙丙橡胶10～20份、PBT树脂15～30份、三聚氰胺氰尿酸盐20～30份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂5～10份、表面活化剂聚乙二醇1～10份、聚己酸内醋1～5份、脂蜡酸5～10份、正硅酸钠1～10份、玻璃纤维10～15份、抗老化剂1～5份、阻燃剂5～8份、增强剂1～5份和硫化剂2～6份。本发明的有益效果在于：电阻率高，具有良好的电绝缘性能和耐高温物理性能，具有很好的阻燃性能，同时耐老化保存期较长。

Description

一种电缆用绝缘层用绝缘料及配电电力电缆
技术领域
本发明主要涉及电缆技术领域，具体是一种电缆用绝缘层用绝缘料及配电电力电缆。
背景技术
电力电缆在长期工作中，很容易积聚热量而发生火灾，而火灾致人死亡的主要因素并不是火焰的直接燃烧，而是物料燃烧时产生的烟，这些烟不但产生大量的有毒物质，而且可以导致人窒息，这才是因火灾而死亡的主要因素，传统的高分子电缆包覆材料由易燃的高分子合成材料制成，阻燃性在一些特殊场合不能够达到要求、不耐高温且容易老化，使用寿命较短，在使用过程中容易因为线路负载过大或外部温度过高而燃烧发生火灾。其燃烧时产生大量的烟尘和毒气污染了环境，对人体造成伤害，这些烟尘和毒气不但产生大量的有毒物质，而且可以导致人窒息，这才是火灾致人员伤亡的主要因素，给人们的生命财产安全带来隐患。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种电缆用绝缘层用绝缘料及配电电力电缆，电阻率高，具有良好的电绝缘性能和耐高温物理性能，具有很好的阻燃性能，同时耐老化保存期较长。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种电缆用绝缘层用绝缘料，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯30～40份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物5～9份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁20～35份、乙丙橡胶10～20份、PBT树脂15～30份、三聚氰胺氰尿酸盐20～30份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂5～10份、表面活化剂聚乙二醇1～10份、聚己酸内醋1～5份、脂蜡酸5～10份、正硅酸钠1～10份、玻璃纤维10～15份、抗老化剂1～5份、阻燃剂5～8份、增强剂1～5份和硫化剂2～6份。
一种电缆用绝缘层用绝缘料，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯36～37份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～7份、水渣微粉3份、活性剂氧化镁28～30份、乙丙橡胶11～12份、PBT树脂18～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～25份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛脂6～7份、表面活化剂聚乙二醇2～5份、聚己酸内醋2～3份、脂蜡酸6～7份、正硅酸钠3～5份、玻璃纤维11～12份、抗老化剂3～4份、阻燃剂6～8份、增强剂3～4份和硫化剂3～5份。
所述防老剂为十八胺，所述阻燃剂为自氮磷阻燃剂NPR，所述硫化剂为氧化镁或季戊四醇。
所述增强剂为乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐的混合物。
通过以下方法制备：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为200～700rpm混合搅拌3～6分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯32～38份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁22～30份、乙丙橡胶11～19份、PBT树脂16～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～26份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂6～9份、表面活化剂聚乙二醇2～9份、聚己酸内醋2～4份、脂蜡酸6～8份、正硅酸钠3～7份、玻璃纤维11～14份，倒入超声波流体搅拌机，进行超声高速分散，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～8份、抗老化剂2～4份、阻燃剂6～8份、增强剂2～4份和硫化剂3～5份在温度为60～80℃下反应15～25min；然后以800～1200r/min的速率快速搅拌20～30min，保温8～10分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在120℃～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。
所述第二步中超声波频率为33～40KHz，分散速度为4500～5500r/min左右，分散时间为40～60min。
一种配电电力电缆，由内向外依次为导体、绝缘层、金属铠装层和绝缘护套，所述绝缘层和/或绝缘护套为使用了如权利要求1---6任一项所述的电缆用绝缘层制得，所述金属铠装层的内壁表面凹凸形成波浪状，所述金属铠装层内等间隔设置若干个金属支撑架，所述金属铠装层与绝缘护套之间设置由散热材料制成的填充层。
对比与现有技术，本发明有益效果在于：
1、本发明采用氯磺化聚乙烯、水渣微粉、活性剂氧化镁、邻苯、乙丙橡胶、PBT树脂、三聚氰胺氰尿酸盐、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂、表面活化剂聚乙二醇、聚己酸内醋、脂蜡酸、正硅酸钠、玻璃纤维等上述原料进行科学的配比组合加入抗老化剂、阻燃剂、增强剂和硫化剂进行反应融合，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物能有效地减小电缆原料共混物成粒的粒径,提高共混物的力学性能，同时能保持提高电缆的拉伸强度和热变形温度。
2、本发明制备绝缘料时采用高能电子加速器辐照能改变电线的耐高温、耐老化、耐开裂等性能，提升了产品质量；制备的绝缘料不仅电阻率高，具有良好的电绝缘性能，而且耐高温、耐老化，具有阻燃性和不延燃性，燃烧时发烟量、有毒气体非常少。
3、本发明配电电力电缆金属铠装层的内壁表面凹凸形成波浪状以及填充层、金属支撑架的传热相配合，不仅散热性能好，能够使电流产生的热量迅速散去，能够有助于提高电缆运行载流量，而且提高散热速度能够很好的延缓电缆老化，从而延长电缆的使用寿命。
附图说明
附图1是配电电力电缆的结构示意图。
附图中所示标号：1、导体；2、绝缘层；3、金属铠装层；4、绝缘护套；5、支撑架；51、支撑座；52、支撑杆；6、填充层。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
一种电缆用绝缘层用绝缘料，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯30～40份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物5～9份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁20～35份、乙丙橡胶10～20份、PBT树脂15～30份、三聚氰胺氰尿酸盐20～30份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂5～10份、表面活化剂聚乙二醇1～10份、聚己酸内醋1～5份、脂蜡酸5～10份、正硅酸钠1～10份、玻璃纤维10～15份、抗老化剂1～5份、阻燃剂5～8份、增强剂1～5份和硫化剂2～6份。将上述原料进行科学的配比组合，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物能有效地减小电缆原料共混物成粒的粒径,提高共混物的力学性能，同时能保持提高电缆的拉伸强度和热变形温度。
优选的，为了使制备的绝缘层2用绝缘料性能更加稳定，降低产品的不合格率，电缆用绝缘层2用绝缘料，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯36～37份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～7份、水渣微粉3份、活性剂氧化镁28～30份、乙丙橡胶11～12份、PBT树脂18～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～25份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛脂6～7份、表面活化剂聚乙二醇2～5份、聚己酸内醋2～3份、脂蜡酸6～7份、正硅酸钠3～5份、玻璃纤维11～12份、抗老化剂3～4份、阻燃剂6～8份、增强剂3～4份和硫化剂3～5份。
优选的，为了增加阻燃性能和提升硫化效果，所述防老剂为十八胺，所述阻燃剂为自氮磷阻燃剂NPR，所述硫化剂为氧化镁或季戊四醇。
优选的，所述增强剂为乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐的混合物，进一步提高提高共混物的力学性能，提高电缆的拉伸强度。
一种电缆用绝缘层用绝缘料，通过以下方法制备：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为200～700rpm混合搅拌3～6分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯32～38份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁22～30份、乙丙橡胶11～19份、PBT树脂16～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～26份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂6～9份、表面活化剂聚乙二醇2～9份、聚己酸内醋2～4份、脂蜡酸6～8份、正硅酸钠3～7份、玻璃纤维11～14份，倒入超声波流体搅拌机，进行超声高速分散，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～8份、抗老化剂2～4份、阻燃剂6～8份、增强剂2～4份和硫化剂3～5份在温度为60～80℃下反应15～25min；然后以800～1200r/min的速率快速搅拌20～30min，保温8～10分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在120℃～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。采用高能电子加速器辐照能改变电线的耐高温、耐老化、耐开裂等性能，提升了产品质量；制备的绝缘料不仅电阻率高，具有良好的电绝缘性能，而且耐高温、耐老化，具有阻燃性和不延燃性，燃烧时发烟量、有毒气体非常少。
优选的，所述第二步中超声波频率为33～40KHz，分散速度为4500～5500r/min左右，分散时间为40～60min，能够稳定保持原料的混合均匀度，能够方便后序加工。
一种配电电力电缆，由内向外依次为导体1、绝缘层2、金属铠装层3和绝缘护套4，所述绝缘层2和/或绝缘护套4为使用了上述所述的电缆用绝缘层2制得，所述金属铠装层3的内壁表面凹凸形成波浪状，所述金属铠装层3内等间隔设置若干个金属支撑架5，所述金属铠装层3与绝缘护套4之间设置由散热材料制成的填充层6，金属铠装层3的内壁表面凹凸形成波浪状以及填充层6、金属支撑架5的传热相配合，不仅散热性能好，能够使电流产生的热量迅速散去，能够有助于提高电缆运行载流量，而且提高散热速度能够很好的延缓电缆老化，从而延长电缆的使用寿命。
实施例1：
一种电缆用绝缘层用绝缘料，通过以下方法制备：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为600rpm混合搅拌5分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯37份、水渣微粉2份、活性剂氧化镁27份、邻苯13份、乙丙橡胶17份、PBT树脂18份、三聚氰胺氰尿酸盐24份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛脂8份、表面活化剂聚乙二醇7份、聚己酸内醋3份、脂蜡酸7份、正硅酸钠6份、玻璃纤维13份，倒入超声高速分散机中，进行超声高速分散，超声波频率为33KHz，分散速度为4500r/min左右，分散时间为40min，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物7份、抗老化剂3份、阻燃剂7份、增强剂3份和硫化剂4份在温度为69℃下反应19min；然后以900r/min的速率快速搅拌25min，保温9分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在120℃℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。
实施例2：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为700rpm混合搅拌6分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯38份、水渣微粉3份、活性剂氧化镁30份、邻苯14份、乙丙橡胶19份、PBT树脂20份、三聚氰胺氰尿酸盐26份、硬脂酸2份、邻苯二甲酸二辛脂9份、表面活化剂聚乙二醇9份、聚己酸内醋4份、脂蜡酸8份、正硅酸钠7份、玻璃纤维14份，倒入超声高速分散机中，进行超声高速分散，超声波频率为40KHz，分散速度为5500r/min左右，分散时间为60min，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入相容剂8份、抗老化剂4份、阻燃剂8份、增强剂4份和硫化剂5份在温度为80℃下反应25min；然后以1200r/min的速率快速搅拌30min，保温10分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。
实施例3：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为200rpm混合搅拌3分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯32份、水渣微粉2份、活性剂氧化镁22份、邻苯12～14份、乙丙橡胶11份、PBT树脂16份、三聚氰胺氰尿酸盐22份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛脂6份、表面活化剂聚乙二醇2份、聚己酸内醋2份、脂蜡酸6份、正硅酸钠3份、玻璃纤维11份，倒入超声高速分散机中，进行超声高速分散，超声波频率为38KHz，分散速度为5000r/min左右，分散时间为50min，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入相容剂6份、抗老化剂2份、阻燃剂6份、增强剂2份和硫化剂3份在温度为60℃下反应15min；然后以800r/min的速率快速搅拌20min，保温8分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在120℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。
实施例4：
一种配电电力电缆，由内向外依次为导体1、绝缘层2、金属铠装层3和绝缘护套4，所述绝缘层2和绝缘护套4为使用了如实施例1-3任一项所述的电缆用绝缘层2制得，所述金属铠装层3将金属线芯制作的导体1包裹在其内部，金属铠装层3的内壁表面凹凸形成波浪状，所述金属铠装层3内等间隔设置若干个金属支撑架5，所述金属架5包括支撑座51，所述支撑座51环形阵列设置三个支撑杆52，所述支撑杆52的另一端与金属铠装层3连接，三个支撑杆52将导体1分隔开，既能够传递热量增加散热速度，又能够形成有效的支撑，对导体1保护较好，电缆的耐压、抗弯性能得到显著提高，所述金属铠装层3与绝缘护套4之间设置由散热材料制成的填充层6。

Claims (7)

1.一种电缆用绝缘层用绝缘料，其特征在于，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯30～40份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物5～9份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁20～35份、乙丙橡胶10～20份、PBT树脂15～30份、三聚氰胺氰尿酸盐20～30份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂5～10份、表面活化剂聚乙二醇1～10份、聚己酸内醋1～5份、脂蜡酸5～10份、正硅酸钠1～10份、玻璃纤维10～15份、抗老化剂1～5份、阻燃剂5～8份、增强剂1～5份和硫化剂2～6份。
2.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘层用绝缘料，其特征在于，包括由以下重量份组成：氯磺化聚乙烯36～37份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～7份、水渣微粉3份、活性剂氧化镁28～30份、乙丙橡胶11～12份、PBT树脂18～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～25份、硬脂酸1份、邻苯二甲酸二辛脂6～7份、表面活化剂聚乙二醇2～5份、聚己酸内醋2～3份、脂蜡酸6～7份、正硅酸钠3～5份、玻璃纤维11～12份、抗老化剂3～4份、阻燃剂6～8份、增强剂3～4份和硫化剂3～5份。
3.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘层用绝缘料，其特征在于，所述防老剂为十八胺，所述阻燃剂为自氮磷阻燃剂NPR，所述硫化剂为氧化镁或季戊四醇。
4.根据权利要求1所述的一种电缆用绝缘料用绝缘料，其特征在于，所述增强剂为乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐的混合物。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电缆用绝缘层用绝缘料，其特征在于，通过以下方法制备：
第一步：配制增强剂：将乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、纤维素和碳酸盐加入高速搅拌机中，在速度为200～700rpm混合搅拌3～6分钟，得到增强剂；
第二步：按照重量份称取氯磺化聚乙烯32～38份、水渣微粉2～3份、活性剂氧化镁22～30份、乙丙橡胶11～19份、PBT树脂16～20份、三聚氰胺氰尿酸盐22～26份、硬脂酸1～2份、邻苯二甲酸二辛脂6～9份、表面活化剂聚乙二醇2～9份、聚己酸内醋2～4份、脂蜡酸6～8份、正硅酸钠3～7份、玻璃纤维11～14份，倒入超声波流体搅拌机，进行超声高速分散，得到混合溶液A；
第三步：所述第二步中所得的混合溶液A中加入马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物6～8份、抗老化剂2～4份、阻燃剂6～8份、增强剂2～4份和硫化剂3～5份在温度为60～80℃下反应15～25min；然后以800～1200r/min的速率快速搅拌20～30min，保温8～10分钟，取出干燥，在压片机上模压成型为片材；
第四步：将片材用高能电子加速器辐照交联，将辐照交联后的片材在120℃～140℃下用双螺杆挤出机挤出制粒，得到粒料；
第五步：将粒料用高能电子加速器进行辐照，即得。
6.根据权利要求5所述的一种电缆用绝缘层用绝缘料，其特征在于，所述第二步中超声波频率为33～40KHz，分散速度为4500～5500r/min左右，分散时间为40～60min。
7.一种配电电力电缆，其特征在于：由内向外依次为导体(1)、绝缘层(2)、金属铠装层(3)和绝缘护套(4)，其特征在于：所述绝缘层(2)和/或绝缘护套(4)为使用了如权利要求1---6任一项所述的电缆用绝缘层制得，所述金属铠装层(3)的内壁表面凹凸形成波浪状，所述金属铠装层(3)内等间隔设置若干个金属支撑架(5)，所述金属铠装层(3)与绝缘护套(4)之间设置由散热材料制成的填充层(6)。
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