CN109776959A - 一种绝缘耐磨中高压电力电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料包括：聚丙烯、改性钛酸镧、纳米陶瓷粒、稳定剂、抗氧剂。改性钛酸镧采用如下工艺制备：将纳米钛酸镧加入偶联剂溶液中，加热搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为碱性，升温反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。本发明的绝缘层的耐磨性能好、强度高，可满足中高压电力电缆需求。

Description

一种绝缘耐磨中高压电力电缆

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种绝缘耐磨中高压电力电缆。

背景技术

电力电缆在整个工程中承担传输电能的任务，它的安全可靠关系到工厂能否安全运行。电力电缆的选择应做到供电上的安全、可靠、经济和技术合理。电力电缆的绝缘层是包覆在导线***四周起着电气绝缘作用的构件。即能确保传输的电流或电磁波、光波只沿着导线行进而不流向外面，导体上具有的电位能被隔绝，即既要保证导线的正常传输功能，又要确保外界物体和人身的安全。电线电缆的绝缘层的主要材料包括有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、橡胶、纸、云母带等。聚丙烯因为具有无毒、无味、密度小，且有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，广泛应用于电力电缆绝缘层防护材料中。但是聚丙烯绝缘层的强度低、耐磨性能差，不能满足人们安全防护的目的。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种绝缘耐磨中高压电力电缆，耐磨性能好，强度高，应用前景广。

本发明提出一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯80-120份，改性钛酸镧6-12份，纳米陶瓷粒2-4份，稳定剂1-2份，抗氧剂0.5-1.5份。

优选地，改性钛酸镧采用如下工艺制备：将纳米钛酸镧加入偶联剂溶液中，加热搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为碱性，升温反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

优选地，纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛的摩尔比为2-3：1-2：1-2：2-4。

优选地，加热温度为68-72℃，升温温度为95-100℃，降温温度为75-85℃。

优选地，偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂。

优选地，偶联剂溶液的质量百分比浓度为35-50％。

优选地，碱性PH值为9-10。

优选地，纳米陶瓷粒为纳米氧化硅陶瓷粒、纳米氮化硅陶瓷粒、纳米碳化硅陶瓷粒中的一种。

优选地，稳定剂为受阻胺类稳定剂和/或亚磷酸酯类稳定剂。

优选地，抗氧剂为抗氧剂164和/或抗氧剂264。

本发明以聚丙烯、改性钛酸镧、纳米陶瓷粒、稳定剂、抗氧剂为原料得到中高压电力电缆的绝缘耐磨层，其中以改性钛酸镧、纳米陶瓷粒相互配合作为聚丙烯材料的耐磨体系，纳米钛酸镧的刚性大、耐磨、热稳定热性能好，经偶联剂表面改性和有机聚合物表面接枝改性的钛酸镧的耐磨性能和耐冲击性能好，且与聚丙烯的相容性提高，可显著提高聚丙烯的耐磨性能；纳米陶瓷粒强度高、绝缘性能好，可提高聚丙烯的强度和硬度，进一步提高其耐磨性能；稳定剂和抗氧剂有利于提高聚丙烯耐热稳定性及老化性能。本发明中各组分相互配合得到中高压电力电缆的强度高、耐磨性能好，应用前景广。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯80份，改性钛酸镧6份，纳米氧化硅陶瓷粒2份，受阻胺类稳定剂1份，抗氧剂164 0.5份。

改性钛酸镧采用如下工艺制备：按摩尔比为2：1：1：2分别称取纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛，将纳米钛酸镧加入乙烯基硅烷偶联剂溶液中，加热至68℃，搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为9，升温至95℃，搅拌反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温至75℃，搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

实施例2

一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯120份，改性钛酸镧12份，纳米氮化硅陶瓷粒4份，亚磷酸酯类稳定剂2份，抗氧剂264 1.5份。

改性钛酸镧采用如下工艺制备：按摩尔比为3：2：2：4分别称取纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛，将纳米钛酸镧加入乙烯基硅烷偶联剂溶液中，加热至72℃，搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为10，升温至100℃反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温至85℃搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

实施例3

一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯100份，改性钛酸镧9份，9纳米碳化硅陶瓷粒3份，亚磷酸酯类稳定剂1.5份，抗氧剂264 1份。

改性钛酸镧采用如下工艺制备：按摩尔比为1：1：1：4分别称取纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛，将纳米钛酸镧加入乙烯基硅烷偶联剂溶液中，加热至70℃，搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为9.5，升温至98℃反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温至80℃搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

实施例4

一种绝缘耐磨中高压电力电缆，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯90份，改性钛酸镧10份，纳米氧化硅陶瓷粒2.5份，受阻胺类稳定剂1.5份，抗氧剂164 0.8份。

改性钛酸镧采用如下工艺制备：按摩尔比为3：1：2：4分别称取纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛，将纳米钛酸镧加入乙烯基硅烷偶联剂溶液中，加热至71℃，搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为9.8，升温至96℃反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温至83℃搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

将实施例1-4制得中高压电力电缆的绝缘层材料进行弯曲强度、磨损量及硬度测试，采用M-200摩擦磨损试验机测试磨损量，测得数据如下表1：

表1

试验组	磨损量/g	弯曲强度(Mpa)	洛氏硬度
				纯聚丙烯	0.002	27.6	72
实施例1	0.0005	38.7	89
				实施例2	0.0006	37.9	85
实施例3	0.0004	38.6	84
				实施例4	0.0005	38.0	86

通过上表测试数据可知：实施例1-4制得绝缘层材料相比纯的聚丙烯材料的磨损量减小，其弯曲强度及洛氏硬度均有提高，通过分析可知本发明的电力电缆的耐磨性能好、强度高，可满足中高压电力电缆需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，包括缆芯、绝缘层、屏蔽层、耐火层及外护套，所述绝缘层的原料按重量份包括：聚丙烯80-120份，改性钛酸镧6-12份，纳米陶瓷粒2-4份，稳定剂1-2份，抗氧剂0.5-1.5份。

2.根据权利要求1所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，改性钛酸镧采用如下工艺制备：将纳米钛酸镧加入偶联剂溶液中，加热搅拌反应制得预制料A；将三聚氰胺加入乙醛溶液中，调节PH为碱性，升温反应制得预制料B；将预制料B加入预制料A中，降温搅拌反应后，过滤、洗涤、干燥后制得改性钛酸镧。

3.根据权利要求2所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，纳米钛酸镧、偶联剂、三聚氰胺、乙醛的摩尔比为2-3：1-2：1-2：2-4。

4.根据权利要求2所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，加热温度为68-72℃，升温温度为95-100℃，降温温度为75-85℃。

5.根据权利要求2所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂。

6.根据权利要求2所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，偶联剂溶液的质量百分比浓度为35-50％。

7.根据权利要求2所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，碱性PH值为9-10。

8.根据权利要求1所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，纳米陶瓷粒为纳米氧化硅陶瓷粒、纳米氮化硅陶瓷粒、纳米碳化硅陶瓷粒中的一种。

9.根据权利要求1所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，稳定剂为受阻胺类稳定剂和/或亚磷酸酯类稳定剂。

10.根据权利要求1所述绝缘耐磨中高压电力电缆，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂164和/或抗氧剂264。