CN107186904A - 一种新型电线电缆绝缘层制备方法 - Google Patents

一种新型电线电缆绝缘层制备方法 Download PDF

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Abstract

一种新型电线电缆绝缘层制备方法，包括以下制备步骤：一、将聚酰胺酸复合溶液根据配方称量好后加入密炼机密炼20‑30min，再加入软化剂、加工助剂、流变剂和偶联剂混炼30‑50min，混炼温度为150‑180℃，得到混合物一；二、将混合物一过滤，利用三辊压延机压延，压延后的材料在室温下静置10‑12h后放入密炼机中加入硫化剂、三烯丙基异三聚氰酸酯和N330炭黑混炼40‑50min，得到混合物二；三、将混合物二导入成型槽内，在80‑100℃下烘干至含水量在2‑5%，压制成型，得到半成品；四、将半成品在常温下静置2‑4天后，在其表面涂抹一层抗氧化剂即可。本发明的电线电缆绝缘材料，具有低弹性模量、高伸率、高电阻率、耐臭氧、抗热老化等特性。

Description

一种新型电线电缆绝缘层制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域，具体涉及一种新型电线电缆绝缘层制备方法。
背景技术
现代大型工程装备、高压电气设备等输出功率日趋增大，为该类设备馈电的电线电缆电压等级和电缆截面也随之增大，通过中压电缆配线馈电的设备日趋增多。特别是箱式变压器、开关柜、高压变频器等，由于设备内部配线空间相对较狭窄，在敷设、安装、使用中电缆均处于较小弯曲状态，电缆的弯曲产生的刚性回弹力导致敷设安装极其困难，且过度弯曲引起的绝缘层内部机械应力极易引起电缆击穿。目前，GB/T12706标准中规定的乙丙橡胶绝缘料或高模量乙丙橡胶绝缘料已被广泛应用于中压电力电缆。但标准规定该类电缆最小弯曲半径至少为15倍电缆外径的技术特点难于满足高压电气设备内部敷设安装及安全运行要求。要解决高压电气设备内部配线空间窄小，难以敷设安装，电缆弯曲状态产生的失效风险的难题，需通过改善电缆弯曲性能，减小弯曲时产生的刚性回弹力，并提高电缆绝缘层弯曲拉伸状态的电气性能，因此本发明旨在克服现有技术的不足，开发出新的高柔性高电气性能的绝缘材料，解决以上技术难题。
如中国专利（专利号ZL200410089025.X）中压橡胶绝缘电缆用绝缘料，该绝缘料包括以下组分及含量重量份：三元乙丙橡胶100份、煅烧陶土50～100份，防老剂1～3份，有机过氧化物2～4份、偶联剂1～2份、蜡2～8份、加工油5～20份。虽然该中压橡胶绝缘电缆用绝缘料具备高柔性，且电气性能良好，但该绝缘材料主要通过选用不同牌号三元乙丙橡胶，提高乙丙橡胶含量（高达61%）实现绝缘材料具备高柔性，低硬度，该方式导致绝缘材料成本较高，且该绝缘材料邵氏硬度最高达80，操作人员必将付出较高的操作施力以完成电缆窄空间内的敷设安装。
综上所述，因此需要一种更好的电线电缆绝缘层的制备方法，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电线电缆绝缘层制备方法，
本发明提供了如下的技术方案：
一种新型电线电缆绝缘层制备方法，包括以下制备步骤：
一、将聚酰胺酸复合溶液加入密炼机密炼20-30min，再加入软化剂、加工助剂、流变剂和偶联剂混炼30-50min，混炼温度为150-180℃，得到混合物一；
二、将混合物一过滤，利用三辊压延机压延，压延后的材料在室温下静置10-12h后放入密炼机中加入硫化剂、三烯丙基异三聚氰酸酯和N330炭黑混炼40-50min，得到混合物二；
三、将混合物二导入成型槽内，在80-100℃下烘干至含水量在2-5%，压制成型，得到半成品；
四、将半成品在常温下静置2-4天后，在其表面涂抹一层抗氧化剂即可得到成品。
优选的，所述新型电线电缆绝缘层包括以下重量份的原料：聚酰胺酸复合溶液10-20份、软化剂20-25份、加工助剂18-23份、流变剂10-20份、偶联剂10-14份、非极性溶剂24-30份、硫化剂12-15份、三烯丙基异三聚氰酸酯18-23份、N330炭黑12-23份和抗氧化剂20-30份。
优选的，所述步骤一的聚酰胺酸复合溶液是由分子筛加入到非极性溶剂一中，搅拌至完全分散，接着加入二胺，待二胺完全溶解后再加入二酐，在二酐的加入过程中持续搅拌，再加入非极性溶剂二，继续搅拌得到分子筛分散均匀的聚酰胺酸复合溶液。
优选的，所述分子筛洗至pH值为6-7，在60-80℃下烘干。
优选的，所述分子筛为微孔分子筛，其粒径为20-50nm。
优选的，所述非极性溶剂一为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；
非极性溶剂二为甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、丙酮或乙醇。
优选的，所述二胺与二酐按摩尔比1.2:1。
优选的，所述步骤一的偶联剂为钛酸酯偶联剂，包括异丙基三钛酸酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯和四异丙基二钛酸酯中的任一种或多种的组合。
优选的，所述步骤一的加工助剂为汽缸油或石蜡基油，粘度在40℃是大于400，闪点大于240℃，沥青质含量低于0.15%。
本发明的有益效果是：
本发明制备方法提供的电线电缆绝缘层用聚酰亚胺的力学性能的优异，而且具有良好的绝缘性能，就算其在涂层破损的情况下，也能够在潮湿环境中正常工作而不影响其电性能，并且具有低介电常数的特性。
本发明方法制备的电线电缆绝缘层，具有低弹性模量、低硬度、高伸率、高电阻率、高击穿场强、耐臭氧、抗热老化等特性，有助于提高电线电缆的弯曲性能，是一种优异的适合制造高压电气设备内部配线用的电线电缆绝缘层材料。
本发明各组分混合采用密炼、开炼或捏炼方法，要保证各组分能混合均匀。
本发明的制备方法简单，易操作，原材料成本低廉，适合工业化大规模推广应用。
具体实施方式
实施例1
一种新型电线电缆绝缘层制备方法，包括以下制备步骤：
一、将聚酰胺酸复合溶液加入密炼机密炼20min，再加入软化剂、加工助剂、流变剂和偶联剂混炼50min，混炼温度为180℃，得到混合物一；
二、将混合物一过滤，利用三辊压延机压延，压延后的材料在室温下静置12h后放入密炼机中加入硫化剂、三烯丙基异三聚氰酸酯和N330炭黑混炼50min，得到混合物二；
三、将混合物二导入成型槽内，在100℃下烘干至含水量在5%，压制成型，得到半成品；
四、将半成品在常温下静置2天后，在其表面涂抹一层抗氧化剂即可得到成品。
新型电线电缆绝缘层包括以下重量份的原料：聚酰胺酸复合溶液10份、软化剂20份、加工助剂18份、流变剂10份、偶联剂10份、非极性溶剂24份、硫化剂12份、三烯丙基异三聚氰酸酯18份、N330炭黑12份和抗氧化剂20份。
步骤一的聚酰胺酸复合溶液是由分子筛加入到非极性溶剂一中，搅拌至完全分散，接着加入二胺，待二胺完全溶解后再加入二酐，在二酐的加入过程中持续搅拌，再加入非极性溶剂二，继续搅拌得到分子筛分散均匀的聚酰胺酸复合溶液。
分子筛洗至pH值为7，在60℃下烘干。
分子筛为微孔分子筛，其粒径为20nm。
非极性溶剂一为N-甲基吡咯烷酮，非极性溶剂二为二氯甲烷。
二胺与二酐按摩尔比1.2:1。
步骤一的偶联剂为钛酸酯偶联剂，包括三异硬脂酸钛酸异丙酯和四异丙基二钛酸酯的组合。
步骤一的加工助剂为汽缸油或石蜡基油，粘度在40℃是大于400，闪点大于240℃，沥青质含量低于0.15%。
实施例2
一种新型电线电缆绝缘层制备方法，包括以下制备步骤：
一、将聚酰胺酸复合溶液加入密炼机密炼30min，再加入软化剂、加工助剂、流变剂和偶联剂混炼30min，混炼温度为150℃，得到混合物一；
二、将混合物一过滤，利用三辊压延机压延，压延后的材料在室温下静置10h后放入密炼机中加入硫化剂、三烯丙基异三聚氰酸酯和N330炭黑混炼50min，得到混合物二；
三、将混合物二导入成型槽内，在100℃下烘干至含水量在5%，压制成型，得到半成品；
四、将半成品在常温下静置4天后，在其表面涂抹一层抗氧化剂即可得到成品。
新型电线电缆绝缘层包括以下重量份的原料：聚酰胺酸复合溶液20份、软化剂20份、加工助剂23份、流变剂20份、偶联剂10份、非极性溶剂30份、硫化剂15份、三烯丙基异三聚氰酸酯18份、N330炭黑13份和抗氧化剂20份。
步骤一的聚酰胺酸复合溶液是由分子筛加入到非极性溶剂一中，搅拌至完全分散，接着加入二胺，待二胺完全溶解后再加入二酐，在二酐的加入过程中持续搅拌，再加入非极性溶剂二，继续搅拌得到分子筛分散均匀的聚酰胺酸复合溶液。
分子筛洗至pH值为7，在80℃下烘干。
分子筛为微孔分子筛，其粒径为50nm。
非极性溶剂一为二甲基亚砜，非极性溶剂二为甲苯。
二胺与二酐按摩尔比1.2:1。
步骤一的偶联剂为钛酸酯偶联剂，包括异丙基三钛酸酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯和四异丙基二钛酸酯的组合。
步骤一的加工助剂为汽缸油或石蜡基油，粘度在40℃是大于400，闪点大于240℃，沥青质含量低于0.15%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
一、将聚酰胺酸复合溶液加入密炼机密炼20-30min，再加入软化剂、加工助剂、流变剂和偶联剂混炼30-50min，混炼温度为150-180℃，得到混合物一；
二、将混合物一过滤，利用三辊压延机压延，压延后的材料在室温下静置10-12h后放入密炼机中加入硫化剂、三烯丙基异三聚氰酸酯和N330炭黑混炼40-50min，得到混合物二；
三、将混合物二导入成型槽内，在80-100℃下烘干至含水量在2-5%，压制成型，得到半成品；
四、将半成品在常温下静置2-4天后，在其表面涂抹一层抗氧化剂即可得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述新型电线电缆绝缘层包括以下重量份的原料：聚酰胺酸复合溶液10-20份、软化剂20-25份、加工助剂18-23份、流变剂10-20份、偶联剂10-14份、非极性溶剂24-30份、硫化剂12-15份、三烯丙基异三聚氰酸酯18-23份、N330炭黑12-23份和抗氧化剂20-30份。
3.根据权利要求1所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述步骤一的聚酰胺酸复合溶液是由分子筛加入到非极性溶剂一中，搅拌至完全分散，接着加入二胺，待二胺完全溶解后再加入二酐，在二酐的加入过程中持续搅拌，再加入非极性溶剂二，继续搅拌得到分子筛分散均匀的聚酰胺酸复合溶液。
4.根据权利要求3所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述分子筛洗至pH值为6-7，在60-80℃下烘干。
5.根据权利要求3所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述分子筛为微孔分子筛，其粒径为20-50nm。
6.根据权利要求3所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述非极性溶剂一为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；
非极性溶剂二为甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、丙酮或乙醇。
7.根据权利要求3所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述二胺与二酐按摩尔比1.2:1。
8.根据权利要求1所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述步骤一的偶联剂为钛酸酯偶联剂，包括异丙基三钛酸酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯和四异丙基二钛酸酯中的任一种或多种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种新型电线电缆绝缘层制备方法，其特征在于，所述步骤一的加工助剂为汽缸油或石蜡基油，粘度在40℃是大于400，闪点大于240℃，沥青质含量低于0.15%。
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