CN108933005B - 一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，涉及信号电缆领域；首先将纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、聚苯乙烯、刚玉改性聚碳酸酯和异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中搅拌，再加入尿素溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，静置后过滤，沉淀物溶于氯化钙溶液中，置于35‑45℃水浴中，加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、过氧化二异丙苯、氧化锌和2‑甲基丙烯酸甲酯，最后加入粘胶纤维、纳米氧化铝和甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸正丁酯‑烯丙基磺酸钠，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸，减压浓缩回收乙醇和芝麻油，将混合物送入挤出机中挤出成型；制备的测井电缆缠绕层强度高、韧性大，抗弯折能力强，耐腐蚀性能好，使用寿命长。
Description
技术领域：
本发明涉及信号电缆领域，具体涉及一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺。
背景技术：
信号电缆是一种信号传输工具。一般信号电缆传输的信号很小，为了避免信号受到干扰，信号电缆拥有四层保护，分别为绝缘层、屏蔽层、缠绕层、护套层，只为确保微弱电量信号的准确传输，屏蔽层，一般为导电布，编织铜网或铜泊(铝)，屏蔽层需要接地，外来的干扰信号可被该层导入大地，避免干扰信号进入内层导体干扰同时降低传输信号的损耗。缠绕层主要是防止屏蔽网伤及绝缘层。
随着科学技术的发展，石油地球物理测井中电缆通信技术有了长足的进步，从传输数据的速度、传输数据的容量记忆传输效率方面都有质的飞越。由于测井电缆下井过程中可能会遭受周围环境的破坏，以及在工作时测井电缆要经过不断旋转，致使测井电缆很容易损坏，导致测井电缆使用寿命不长。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，制备的测井电缆缠绕层强度高、韧性大，抗弯折能力强，耐腐蚀性能好，使用寿命长。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、聚苯乙烯、刚玉改性聚碳酸酯和异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在600-800r/min转速下搅拌40-60min，搅拌后向混合物中加入混合物重量20-26倍的质量浓度为5-8％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在110-140℃下静置30-40min，其中，混合气气压为2-3Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量30-50倍、质量浓度为10-13％的氯化钙溶液中，并将溶液置于35-45℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以100-120r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、过氧化二异丙苯、氧化锌和2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到200-250r/min，搅拌30-40min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到8-10℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入粘胶纤维、纳米氧化铝和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在300-400r/min转速下干法球磨40-50min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸40-50min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
所述纳米二氧化钛改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛加入氯化钠溶液中，以50-80r/min转速搅拌溶液，向溶液中加入正负极材料并接通电源对溶液进行电解，当沉淀停止生成时结束电解，制得碱增强纳米二氧化钛；
(2)将碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯混合均匀，加入混合物重量10-15倍的乙醇中，在80-85℃下回流2-3h，冷却后减压浓缩回收乙醇，将沉淀物干燥，制得纳米二氧化钛改性聚氯乙烯。
所述氯化钠的质量浓度为5-6％，纳米二氧化钛与氯化钠的质量比为10-12：1，碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯的质量比为3：7。
所述刚玉改性聚碳酸酯的制备方法为：将刚玉加入甘露醇溶液中，在20KHz、150W下超声15min，然后向溶液中加入聚碳酸酯，继续超声20min，将溶液移入反应釜中，在130-150℃下反应6-8h，冷却后离心，将沉淀物用去离子水清洗3-5次，干燥，制得刚玉改性聚碳酸酯。
所述甘露醇的质量浓度为12-15％，刚玉与聚碳酸酯的质量比为1：13-15。
各原料按照以下重量份数组成：纳米二氧化钛改性聚氯乙烯100-150份、聚苯乙烯50-80份、刚玉改性聚碳酸酯30-60份、异戊橡胶20-40份、粘胶纤维25-40份、纳米氧化铝20-35份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15-25份、过氧化二异丙苯15-20份、氧化锌5-10份、2-甲基丙烯酸甲酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠25-35份。
本发明提供了一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其有益效果为：
(1)将纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、聚苯乙烯、刚玉改性聚碳酸酯和异戊橡胶加入尿素溶液中，并置于氮气和氢气混合高压气体中，使氮原子和氢原子能够达到气液平衡态，在此气液平衡态中，能够使混合物原料塑性增强，同时强度提高，再在水浴中加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、过氧化二异丙苯、氧化锌和2-甲基丙烯酸甲酯，能够使原料间形成分子内和分子间结合，从而增加原料的连接紧密型，同时增加原料均一性，有利于后期成型，最后加入粘胶纤维、纳米氧化铝和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，用芝麻油饱和蒸气压熏蒸，能够增加原料的硬度和强度，同时增加原料的流变性，易于加工成任意形状且容易脱模。
(2)纳米二氧化钛改性聚氯乙烯能够增强聚氯乙烯的强度，增加聚氯乙烯的极性，使其易于和其它原料结合，且增加原料的分散性，氯化钠溶液电解后生成氢氧化钠沉淀，沉淀能够均匀包覆在二氧化钛表面，形成很薄的一层包覆层，使其易于和聚氯乙烯连接。
(3)刚玉改性聚碳酸酯能够增加聚碳酸酯的硬度、耐腐蚀性和耐紫外光特性，使聚碳酸酯耐酸碱，在紫外光照射下能够保持性质不变，甘露醇能够促使刚玉和聚碳酸酯接枝，加快改性速率。
(4)本发明所述缠绕层的生产工艺及其所用原料和原料的配比，使得制得的缠绕层强度高、韧性大，抗弯折能力强，耐腐蚀性能好，使用寿命长。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将100份纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、50份聚苯乙烯、30份刚玉改性聚碳酸酯和20份异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在600r/min转速下搅拌40min，搅拌后向混合物中加入混合物重量20倍的质量浓度为5％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在110℃下静置30min，其中，混合气气压为2Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量30倍、质量浓度为10％的氯化钙溶液中，并将溶液置于35℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以100r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入15份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、15份过氧化二异丙苯、5份氧化锌和10份2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到200r/min，搅拌30min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到8℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入25份粘胶纤维、20份纳米氧化铝和25份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在300r/min转速下干法球磨40min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸40min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
实施例2：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将150份纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、80份聚苯乙烯、60份刚玉改性聚碳酸酯和40份异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在800r/min转速下搅拌60min，搅拌后向混合物中加入混合物重量26倍的质量浓度为8％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在140℃下静置40min，其中，混合气气压为3Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量50倍、质量浓度为13％的氯化钙溶液中，并将溶液置于45℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以120r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入25份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、20份过氧化二异丙苯、10份氧化锌和30份2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到250r/min，搅拌40min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到10℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入40份粘胶纤维、35份纳米氧化铝和35份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在400r/min转速下干法球磨50min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸50min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
所述纳米二氧化钛改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛加入氯化钠溶液中，以80r/min转速搅拌溶液，向溶液中加入正负极材料并接通电源对溶液进行电解，当沉淀停止生成时结束电解，制得碱增强纳米二氧化钛；
(2)将碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯混合均匀，加入混合物重量15倍的乙醇中，在85℃下回流3h，冷却后减压浓缩回收乙醇，将沉淀物干燥，制得纳米二氧化钛改性聚氯乙烯。
所述氯化钠的质量浓度为6％，纳米二氧化钛与氯化钠的质量比为12：1，碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯的质量比为3：7。
实施例3：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将120份纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、60份聚苯乙烯、40份刚玉改性聚碳酸酯和30份异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在700r/min转速下搅拌50min，搅拌后向混合物中加入混合物重量22倍的质量浓度为6％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在120℃下静置35min，其中，混合气气压为2Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量40倍、质量浓度为12％的氯化钙溶液中，并将溶液置于40℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以110r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入20份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、17份过氧化二异丙苯、6份氧化锌和20份2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到220r/min，搅拌33min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到9℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入30份粘胶纤维、25份纳米氧化铝和30份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在350r/min转速下干法球磨45min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸45min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
所述刚玉改性聚碳酸酯的制备方法为：将刚玉加入甘露醇溶液中，在20KHz、150W下超声15min，然后向溶液中加入聚碳酸酯，继续超声20min，将溶液移入反应釜中，在150℃下反应8h，冷却后离心，将沉淀物用去离子水清洗5次，干燥，制得刚玉改性聚碳酸酯。
所述甘露醇的质量浓度为15％，刚玉与聚碳酸酯的质量比为1：15。
实施例4：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将140份纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、70份聚苯乙烯、50份刚玉改性聚碳酸酯和35份异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在750r/min转速下搅拌55min，搅拌后向混合物中加入混合物重量24倍的质量浓度为7％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在130℃下静置40min，其中，混合气气压为3Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量45倍、质量浓度为12％的氯化钙溶液中，并将溶液置于42℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以110r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入15份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、18份过氧化二异丙苯、8份氧化锌和25份2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到240r/min，搅拌35min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到10℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入35份粘胶纤维、30份纳米氧化铝和30份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在300r/min转速下干法球磨50min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸40-50min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
所述纳米二氧化钛改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛加入氯化钠溶液中，以50r/min转速搅拌溶液，向溶液中加入正负极材料并接通电源对溶液进行电解，当沉淀停止生成时结束电解，制得碱增强纳米二氧化钛；
(2)将碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯混合均匀，加入混合物重量10倍的乙醇中，在80℃下回流2h，冷却后减压浓缩回收乙醇，将沉淀物干燥，制得纳米二氧化钛改性聚氯乙烯。
所述氯化钠的质量浓度为5％，纳米二氧化钛与氯化钠的质量比为10：1，碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯的质量比为3：7。
所述刚玉改性聚碳酸酯的制备方法为：将刚玉加入甘露醇溶液中，在20KHz、150W下超声15min，然后向溶液中加入聚碳酸酯，继续超声20min，将溶液移入反应釜中，在130℃下反应6h，冷却后离心，将沉淀物用去离子水清洗3次，干燥，制得刚玉改性聚碳酸酯。
所述甘露醇的质量浓度为12％，刚玉与聚碳酸酯的质量比为1：13。
对比例：
一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将100份聚氯乙烯、50份聚苯乙烯、30份聚碳酸酯和20份异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在600r/min转速下搅拌40min；
(2)将上述混合物加入水中置于35℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以100r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入15份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、15份过氧化二异丙苯、5份氧化锌和10份2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到200r/min，搅拌30min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到8℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤制备的混合物中加入25份粘胶纤维、20份纳米氧化铝和25份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在300r/min转速下干法球磨40min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物；
(4)将上述步骤制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
对以上各实施例和对比例制备的测井信号电缆缠绕层进行各项力学性能检测，结果如下：
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纳米二氧化钛改性聚氯乙烯、聚苯乙烯、刚玉改性聚碳酸酯和异戊橡胶混合均匀，放入高速搅拌机中在600-800r/min转速下搅拌40-60min，搅拌后向混合物中加入混合物重量20-26倍的质量浓度为5-8％的尿素溶液，将混合溶液放入充满氢气和氮气混合气的密闭环境中，在110-140℃下静置30-40min，其中，混合气气压为2-3Mpa，氢气与氮气的体积比为2：3，静置后过滤，用去离子水清洗沉淀物，放入真空干燥箱干燥；
(2)将上述步骤(1)干燥后的混合物溶于混合物重量30-50倍、质量浓度为10-13％的氯化钙溶液中，并将溶液置于35-45℃水浴中，待溶液温度升高到水浴温度时，保温10min，以100-120r/min转速搅拌溶液，并向溶液中加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、过氧化二异丙苯、氧化锌和2-甲基丙烯酸甲酯，加入后将转速提高到200-250r/min，搅拌30-40min，搅拌后放入冰水混合物中冷却到8-10℃停止冷却，离心，将沉淀物用去离子水抽滤清洗3次；
(3)向上述步骤(2)制备的混合物中加入粘胶纤维、纳米氧化铝和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠，混合均匀后在300-400r/min转速下干法球磨40-50min，球磨后过180目和240目筛，选取两次筛分中间粒度的混合物，将混合物放入芝麻油饱和蒸汽压中熏蒸40-50min，冷却后将混合物溶于乙醇中减压浓缩回收乙醇和芝麻油；
(4)将上述步骤(3)制备的混合物送入挤出机中挤出成型。
2.根据权利要求1所述的测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性聚氯乙烯的制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛加入氯化钠溶液中，以50-80r/min转速搅拌溶液，向溶液中加入正负极材料并接通电源对溶液进行电解，当沉淀停止生成时结束电解，制得碱增强纳米二氧化钛；
(2)将碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯混合均匀，加入混合物重量10-15倍的乙醇中，在80-85℃下回流2-3h，冷却后减压浓缩回收乙醇，将沉淀物干燥，制得纳米二氧化钛改性聚氯乙烯。
3.根据权利要求2所述的测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，所述氯化钠的质量浓度为5-6％，纳米二氧化钛与氯化钠的质量比为10-12：1，碱增强纳米二氧化钛和聚氯乙烯的质量比为3：7。
4.根据权利要求1所述的测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，所述刚玉改性聚碳酸酯的制备方法为：将刚玉加入甘露醇溶液中，在20KHz、150W下超声15min，然后向溶液中加入聚碳酸酯，继续超声20min，将溶液移入反应釜中，在130-150℃下反应6-8h，冷却后离心，将沉淀物用去离子水清洗3-5次，干燥，制得刚玉改性聚碳酸酯。
5.根据权利要求4所述的测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，所述甘露醇的质量浓度为12-15％，刚玉与聚碳酸酯的质量比为1：13-15。
6.根据权利要求1所述的测井信号电缆缠绕层的生产工艺，其特征在于，各原料按照以下重量份数组成：纳米二氧化钛改性聚氯乙烯100-150份、聚苯乙烯50-80份、刚玉改性聚碳酸酯30-60份、异戊橡胶20-40份、粘胶纤维25-40份、纳米氧化铝20-35份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15-25份、过氧化二异丙苯15-20份、氧化锌5-10份、2-甲基丙烯酸甲酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-烯丙基磺酸钠25-35份。
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| CN107722588A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 四川力智久创知识产权运营有限公司 | 一种电缆用聚碳酸酯改性材料及其制备方法 |
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