CN111899938A - 一种高压电缆用阻燃阻水带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电缆用阻燃阻水带及其制备方法，涉及电力电缆技术领域，半导电基带层设置可以有效的起到均匀电场的作用，同时提高绕包带强度，半导电阻水缓冲海绵层和半导电阻燃缓冲橡胶层的设置均在起到均匀电场作用的同时，也起到阻燃的效果，并有效地缓冲了外部结构对绝缘线芯的机械压力，防止阻水材料析出沾染绝缘线芯。

Description

一种高压电缆用阻燃阻水带及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力电缆技术领域，特别是涉及一种高压电缆用阻燃阻水带及其制备方法。

背景技术

随着当今科学技术的高速迅猛发展及我国国防现代化发展建设的迫切需要，通信工业正在朝着高科技、高速度的方向发展。通信工业的技术水平代表和象征着国防实力，为适应国防现代化高速发展的需要，与之配套的产品也在不断地更新换代，装备的电气化、自动化、***化程度不断提高，作为“血管和神经”的电缆的使用量越来越大，对产品的质量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。在通信工业蓬勃发展的今天，为适应国防现代化高速发展的需要，研制开发高性能电缆具有重要作用及意义。

在通讯光、电缆中，敷设或维修中的机械压力，有时会引起水和湿气的进入，如果水及潮气侵入光缆内部或接线盒内腐蚀金属和光纤，会导致氢损、断线、电绝缘性能的急剧下降和影响光缆的讯号传输。为解决上述问题，目前通常采用设置阻水带的办法，而高压电缆绝缘表面因绝缘介质分布不均匀或存在杂质、气隙等，容易引起绝缘分布电场的畸变，通常在绝缘线芯与金属套之间绕包半导电带改善绝缘表面电场分布和缓冲绝缘外部结构对绝缘线芯的摩擦和挤压。常用半导电绕包带多采用半导电缓冲带或半导电阻水缓冲带，结构、功能简单，但当阻水层结构生产工艺不当时，电缆在长期使用过程中会出现阻水粉析出沾染绝缘线芯表面的现象，从而影响整个电缆的正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是常用半导电绕包带多采用半导电缓冲带或半导电阻水缓冲带，当阻水层结构生产工艺不当时，电缆在长期使用过程中会出现阻水粉析出沾染绝缘线芯表面的现象，从而影响整个电缆的正常使用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：包括两间隔设置的半导电基带层，两半导电基带层之间依次设置有半导电阻水缓冲海绵层和半导电阻燃缓冲橡胶层，所述半导电基带层包括基层和对称设置于基层两侧的半导电层，该半导电层的化学成分百分比为：导电碳黑：20％，水性丙烯酸：30％，分散剂：0.5％，余量为水；

所述半导电阻水缓冲海绵层包括缓冲棉带和对称设置于缓冲棉带两侧的阻水缓冲层，阻水缓冲层设置为由吸水树脂和导电碳黑制成；

所述半导电阻燃缓冲橡胶层按重量份数计包括以下原料：丁苯橡胶100份、导电碳黑20-30份、增塑剂7-10份、防老剂1-1.5份、阻燃剂5-10份。

技术效果：半导电基带层设置可以有效的起到均匀电场的作用，同时提高绕包带强度，半导电阻水缓冲海绵层和半导电阻燃缓冲橡胶层的设置均在起到均匀电场作用的同时，也起到阻燃的效果，并有效地缓冲了外部结构对绝缘线芯的机械压力，防止阻水材料析出沾染绝缘线芯。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，基层设置为尼龙布带、涤纶布带以及高织棉布带这三者中的其一。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，增塑剂设置为由氯化石蜡和脂蜡酸制成。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，阻燃剂设置为由三氧化二锑制成。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，半导电基带层的厚度设置为0.12-0.15mm。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，半导电阻水缓冲海绵层的厚度设置为0.5-0.8mm。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，半导电阻燃缓冲橡胶层的厚度设置为0.15-0.20mm。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带，高压电缆用阻燃阻水带的厚度设置为0.95-1.25mm。

本发明的另一目的在于提供一种上述方案所述的高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，包括以下步骤：

S1、将导电碳黑、水性丙烯酸、分散剂以及水进行混合搅拌，得到半导电溶液；

S2、将尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带双面浸渍半导电溶液，或者将半导电溶液涂覆于尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带的两面，得到半导电基带层；

S3、将缓冲棉带浸渍或涂覆吸水树脂和导电碳黑的混合物，制备得到半导电阻水缓冲海绵层；

S4、将丁苯橡胶、导电碳黑、氯化石蜡、脂蜡酸、防老剂以及三氧化二锑进行混合，并轧制成半导电阻燃缓冲橡胶层；

S5、将半导电基带层、半导电阻水缓冲海绵层、半导电阻燃缓冲橡胶层以及半导电基带层按先后顺序依次叠放，再高温复合轧制成高压电缆用阻燃阻水带；

S6、将高压电缆用阻燃阻水带进行烘干，并裁切成合适的宽度进行成卷包装。

前所述的高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，步骤S4中，防老剂设置为对苯二胺。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中，由于氯化石蜡和脂蜡酸的自身特性，使得整个增塑剂具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好等优点，在起到增塑剂作用的同时，也进一步加强了整个阻水带的阻燃性能，同时也可以大大降低整个阻水带的制造成本；

(2)本发明中，由于三氧化二锑的自身特性，燃烧时金属离子活性成分和卤系阻燃剂起作用增加卤化氢反应，释放出更加有效的火焰抑制剂-金属卤化物，而这种材料中的金属化合物改变了炭的外观，使它光亮而无裂缝从而使炭层具有更好的绝缘性，进一步提高了阻燃剂的阻燃效果；

(3)本发明中，三氧化二锑在阻燃过程中，还可以对产生的热量进行大量吸收，从而有利于降低燃烧时产生的高温，从另一方面提高了阻燃效果，同时也可以提高整个阻水带的氧指数，使其更加不易燃烧，也具有更好的机械性能和更低的熔滴性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

其中：1、半导电基带层；11、基层；12、半导电层；2、半导电阻水缓冲海绵层；21、缓冲棉带；22、阻水缓冲层；3、半导电阻燃缓冲橡胶层。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供的一种高压电缆用阻燃阻水带，结构如图1所示，包括两间隔设置的半导电基带层1，半导电基带层1包括基层11和对称设置于基层11两侧的半导电层12；两半导电基带层1之间依次设置有半导电阻水缓冲海绵层2和半导电阻燃缓冲橡胶层3，半导电阻水缓冲海绵层2包括缓冲棉带21和对称设置于缓冲棉带21两侧的阻水缓冲层22，其中阻水缓冲层22设置为由吸水树脂和导电碳黑制成。

基层11设置为尼龙布带，半导电基带层1的厚度设置为0.12mm，半导电阻水缓冲海绵层2的厚度设置为0.5mm，半导电阻燃缓冲橡胶层3的厚度设置为0.15mm，高压电缆用阻燃阻水带的厚度设置为0.95mm。

半导电层12的化学成分百分比为：导电碳黑：20％，水性丙烯酸：30％，分散剂：0.5％，余量为水；

半导电阻燃缓冲橡胶层3按重量份数计包括以下原料：丁苯橡胶100份、导电碳黑20份、氯化石蜡和脂蜡酸7份、对苯二胺1份、三氧化二锑5份。

该高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，包括以下步骤：

S1、将导电碳黑、水性丙烯酸、分散剂以及水进行混合搅拌，得到半导电溶液；

S2、将尼龙布带双面浸渍半导电溶液，或者将半导电溶液涂覆于尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带的两面，得到半导电基带层1；

S3、将缓冲棉带21浸渍吸水树脂和导电碳黑的混合物，制备得到半导电阻水缓冲海绵层2；

S4、将丁苯橡胶、导电碳黑、氯化石蜡、脂蜡酸、对苯二胺以及三氧化二锑进行混合，并轧制成半导电阻燃缓冲橡胶层3；

S5、将半导电基带层1、半导电阻水缓冲海绵层2、半导电阻燃缓冲橡胶层3以及半导电基带层1按先后顺序依次叠放，再高温复合轧制成高压电缆用阻燃阻水带；

S6、将高压电缆用阻燃阻水带进行烘干，并裁切成合适的宽度进行成卷包装。

实施例2：

本实施例提供的一种高压电缆用阻燃阻水带，基层11设置为涤纶布带，半导电基带层1的厚度设置为0.13mm，半导电阻水缓冲海绵层2的厚度设置为0.6mm，半导电阻燃缓冲橡胶层3的厚度设置为0.18mm，高压电缆用阻燃阻水带的厚度设置为1.10mm。

半导电阻燃缓冲橡胶层3按重量份数计包括以下原料：丁苯橡胶100份、导电碳黑25份、氯化石蜡和脂蜡酸8份、对苯二胺1.3份、三氧化二锑7份。

该高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，包括以下步骤：

S1、将导电碳黑、水性丙烯酸、分散剂以及水进行混合搅拌，得到半导电溶液；

S2、将涤纶布带双面浸渍半导电溶液，或者将半导电溶液涂覆于尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带的两面，得到半导电基带层1；

S3、将缓冲棉带21浸渍吸水树脂和导电碳黑的混合物，制备得到半导电阻水缓冲海绵层2；

S4、将丁苯橡胶、导电碳黑、氯化石蜡、脂蜡酸、对苯二胺以及三氧化二锑进行混合，并轧制成半导电阻燃缓冲橡胶层3；

S5、将半导电基带层1、半导电阻水缓冲海绵层2、半导电阻燃缓冲橡胶层3以及半导电基带层1按先后顺序依次叠放，再高温复合轧制成高压电缆用阻燃阻水带；

S6、将高压电缆用阻燃阻水带进行烘干，并裁切成合适的宽度进行成卷包装。

实施例3：

本实施例提供的一种高压电缆用阻燃阻水带，基层11设置为高织棉布带，半导电基带层1的厚度设置为0.15mm，半导电阻水缓冲海绵层2的厚度设置为0.8mm，半导电阻燃缓冲橡胶层3的厚度设置为0.20mm，高压电缆用阻燃阻水带的厚度设置为1.25mm。

半导电阻燃缓冲橡胶层3按重量份数计包括以下原料：丁苯橡胶100份、导电碳黑30份、氯化石蜡和脂蜡酸10份、对苯二胺1.5份、三氧化二锑10份。

该高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，包括以下步骤：

S1、将导电碳黑、水性丙烯酸、分散剂以及水进行混合搅拌，得到半导电溶液；

S2、将高织棉布带双面浸渍半导电溶液，或者将半导电溶液涂覆于尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带的两面，得到半导电基带层1；

S3、将缓冲棉带21涂覆吸水树脂和导电碳黑的混合物，制备得到半导电阻水缓冲海绵层2；

S4、将丁苯橡胶、导电碳黑、氯化石蜡、脂蜡酸、对苯二胺以及三氧化二锑进行混合，并轧制成半导电阻燃缓冲橡胶层3；

S5、将半导电基带层1、半导电阻水缓冲海绵层2、半导电阻燃缓冲橡胶层3以及半导电基带层1按先后顺序依次叠放，再高温复合轧制成高压电缆用阻燃阻水带；

S6、将高压电缆用阻燃阻水带进行烘干，并裁切成合适的宽度进行成卷包装。

对比例：市售青岛斯诺泰纺织品工业有限公司生产的半导电可膨胀单面阻水带。

将实施例1～实施例3与对比例进行性能对比试验，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：

试验项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					抗张强度N/cm	140	200	250	40
伸长率	15	23	30	10
					阻水膨胀速度mm/min	6	7	8	5
阻水膨胀高度mm/3min	8	10	12	6
					氧指数	23	26	30	18
表面电阻Ω	1300	1200	1000	1500

表1

由表1可以看出，与对比例相比，本发明制备的高压电缆用阻燃阻水带，不管是抗张强度还是伸长率均更为优越，同时，在进行阻水时，阻水膨胀速度和高度也都更加迅速，所以阻水性能更加优异，同时氧指数也更高，所以更加不易燃烧，提高了阻燃性能。

半导电基带层1设置可以有效的起到均匀电场的作用，同时提高绕包带强度，半导电阻水缓冲海绵层2和半导电阻燃缓冲橡胶层3的设置均在起到均匀电场作用的同时，也起到阻燃的效果，并有效地缓冲了外部结构对绝缘线芯的机械压力，防止阻水材料析出沾染绝缘线芯。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：包括两间隔设置的半导电基带层（1），两半导电基带层（1）之间依次设置有半导电阻水缓冲海绵层（2）和半导电阻燃缓冲橡胶层（3），

所述半导电基带层（1）包括基层（11）和对称设置于基层（11）两侧的半导电层（12），该半导电层（12）的化学成分百分比为：导电碳黑：20%，水性丙烯酸：30%，分散剂：0.5%，余量为水；

所述半导电阻水缓冲海绵层（2）包括缓冲棉带（21）和对称设置于缓冲棉带（21）两侧的阻水缓冲层（22），阻水缓冲层（22）设置为由吸水树脂和导电碳黑制成；

所述半导电阻燃缓冲橡胶层（3）按重量份数计包括以下原料：丁苯橡胶100份、导电碳黑20-30份、增塑剂7-10份、防老剂1-1.5份、阻燃剂5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述基层（11）设置为尼龙布带、涤纶布带以及高织棉布带这三者中的其一。

3.根据权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述增塑剂设置为由氯化石蜡和脂蜡酸制成。

4.根据权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述阻燃剂设置为由三氧化二锑制成。

5.根据权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述半导电基带层（1）的厚度设置为0.12-0.15mm。

6.要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述半导电阻水缓冲海绵层（2）的厚度设置为0.5-0.8mm。

7.权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述半导电阻燃缓冲橡胶层（3）的厚度设置为0.15-0.20mm。

8.权利要求1所述的一种高压电缆用阻燃阻水带，其特征在于：所述高压电缆用阻燃阻水带的厚度设置为0.95-1.25mm。

9.一种用于权利要求1所述的高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将导电碳黑、水性丙烯酸、分散剂以及水进行混合搅拌，得到半导电溶液；

S2、将尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带双面浸渍半导电溶液，或者将半导电溶液涂覆于尼龙布带或者涤纶布带或者高织棉布带的两面，得到半导电基带层（1）；

S3、将缓冲棉带（21）浸渍或涂覆吸水树脂和导电碳黑的混合物，制备得到半导电阻水缓冲海绵层（2）；

S4、将丁苯橡胶、导电碳黑、氯化石蜡、脂蜡酸、防老剂以及三氧化二锑进行混合，并轧制成半导电阻燃缓冲橡胶层（3）；

S5、将半导电基带层（1）、半导电阻水缓冲海绵层（2）、半导电阻燃缓冲橡胶层（3）以及半导电基带层（1）按先后顺序依次叠放，再高温复合轧制成高压电缆用阻燃阻水带；

S6、将高压电缆用阻燃阻水带进行烘干，并裁切成合适的宽度进行成卷包装。

10.种用于权利要求9所述的高压电缆用阻燃阻水带的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，防老剂设置为对苯二胺。

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