野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710484642.7 | 申请日 | 2017-06-23 | 公开(公告)号 | CN107141663A | 公开(公告)日 | 2017-09-08 |
| 申请人 | 芜湖航天特种电缆厂股份有限公司; | 发明人 | 赵明哲; 何想想; 李倩; 潘小青; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种野外耐 腐蚀 复合 电缆 绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氟 橡胶 、 炭黑 、正 硅 酸乙酯、二甲基硅油、聚乙烯醇、 碳 纤维 进行一次密炼，得一次密炼物；(2)将一次密炼物、白炭黑、稀土 氧 化物和氧化锌进行二次密炼，得二次密炼物；(3)将二次密炼物于 挤出机 中挤出；其中，二次密炼的 温度 比一次密炼的温度高20‑70℃。本发明经过两次密炼和一次挤出，尤其是在二次密炼温度比一次密炼温度高20‑70℃的情况下，制备的复合电缆绝缘材料强度和 耐腐蚀性 较好，不仅如此，该复合电缆绝缘材料的制备方法简单，易于推广，具有较高的应用价值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及复合电缆绝缘材料，具体地，涉及一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料及其制备方法。 背景技术[0002] 目前，随着科学技术的发展，无论是工业还是人类的日常生活，均向着电气化的方向发展，电缆则在工业以及电力领域中，其地位也在逐渐升高。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、铝合金电缆等等。电缆通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的密封护套，用来连接电路、电器等。 [0003] 用于野外的电缆，由于工具线会在户外使用，并且需要经常移动，对线缆的强度要求高。特别是随着近年来雾霾现象的出现，空气环境的变差，无论高架电缆还是埋地电缆均受到一定的影响，空气环境中的有害物质增多，高架电缆长时间的处在这样的空气中表面会出现一些被腐蚀斑迹，很大程度上的缩短了电缆的寿命，因此提高电缆绝缘材料的强度和耐腐蚀性，是目前亟待解决的问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术存在的复合电缆绝缘材料强度低、不耐腐蚀等技术问题，而提供的一种高强度和耐腐蚀的复合电缆绝缘材料及其制备方法。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、二甲基硅油、聚乙烯醇、碳纤维进行一次密炼，得一次密炼物；(2)将一次密炼物、白炭黑、稀土氧化物和氧化锌进行二次密炼，得二次密炼物；(3)将二次密炼物于挤出机中挤出；其中，二次密炼的温度比一次密炼的温度高20-70℃。 [0006] 本发明还提供一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，根据前文所述的制备方法制备得到。 [0007] 通过上述技术方案，本发明通过控制野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的工艺步骤和原料组成，使用二次密炼和挤出的工艺制备了一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料。在常规认识当中，多次密炼和挤出，可能会造成橡胶等大分子原料的分子链断裂，造成成品的强度下降，与此同时，多次密炼和挤出，可能会导致材料的裂解，生成小分子物质，使材料的强度和耐腐蚀性降低。而在本发明中，发现本发明的复合电缆绝缘材料配料经两次密炼和一次挤出，尤其是在二次密炼温度比一次密炼温度高20-70℃的情况下，制备的复合电缆绝缘材料强度和耐腐蚀性非但没有降低，反而具有显著提升。不仅如此，该复合电缆绝缘材料的制备方法简单，易于推广，具有较高的应用价值。 [0008] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 具体实施方式[0009] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 [0010] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。 [0011] 本发明提供一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、二甲基硅油、聚乙烯醇、碳纤维进行一次密炼，得一次密炼物；(2)将一次密炼物、白炭黑、稀土氧化物和氧化锌进行二次密炼，得二次密炼物；(3)将二次密炼物于挤出机中挤出；其中，二次密炼的温度比一次密炼的温度高20-70℃。 [0012] 通过上述技术方案，本发明通过控制野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的工艺步骤和原料组成，使用二次密炼和挤出的工艺制备了一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料。在常规认识当中，多次密炼和挤出，可能会造成橡胶等大分子原料的分子链断裂，造成成品的强度下降，与此同时，多次密炼和挤出，可能会导致材料的裂解，生成小分子物质，使材料的强度和耐腐蚀性降低。而在本发明中，发现本发明的复合电缆绝缘材料配料经两次密炼和一次挤出，尤其是在二次密炼温度比一次密炼温度高20-70℃的情况下，制备的复合电缆绝缘材料强度和耐腐蚀性非但没有降低，反而具有显著提升。不仅如此，该复合电缆绝缘材料的制备方法简单，易于推广，具有较高的应用价值。 [0013] 在上述技术方案中，氟橡胶可以有多种选择，如选择型号为氟橡胶23、氟橡胶26、氟橡胶246、氟橡胶TP等，均可实现本发明，在后文的实施例中，选择氟橡胶26进行说明。 [0014] 在上述技术方案中个，聚乙烯醇可以有多种选择，如醇解度为78％、88％、98％，聚合度为超高聚合度(分子量25～30万)、高聚合度(分子量17-22万)、中聚合度(分子量12～15万)和低聚合度〔2.5～3.5万〕的聚乙烯醇。为了使复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，优选地，优选地，聚乙烯醇为平均分子量为17-22万，醇解度为78-88％的高聚合度聚乙烯醇。 [0015] 在上述技术方案中，碳纤维可以有多种选择，例如选择通用型、高强型、中模高强型、高模型和超高模型碳纤维，均可实现本发明，在后文的实施例中，选择通用型聚丙烯腈碳纤维进行说明。 [0016] 为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，更优选地，二次密炼的温度比一次密炼的温度高30-50℃。 [0017] 在上述技术方案中，一次密炼的温度可在较宽范围内选择，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，优选地，一次密炼的温度为120～140℃。 [0018] 在上述技术方案中，二次密炼的温度可在较宽范围内选择，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，优选地，二次密炼的温度为160～190℃。 [0019] 在上述技术方案中，一次密炼的温度可在较宽范围内选择，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，更优选地，一次密炼的温度为125～135℃。 [0020] 在上述技术方案中，二次密炼的温度可在较宽范围内选择，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，进一步地，二次密炼的温度为165～175℃。 [0021] 其中，密炼的时间可在较宽范围内调整，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，同时为了提高工作效率，优选地，一次密炼的时间为20-30min。 [0022] 不仅如此，二次密炼的时间可在较宽范围内调整，为了使制得的复合电缆绝缘材料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，同时为了提高工作效率，更优选地，二次密炼的时间为32-42min。 [0023] 在上述技术方案中，物料的添加顺序可在较宽范围内选择，为了使该制得的野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料强度高和耐腐蚀，优选地，步骤(1)中物料的添加顺序依次是：氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、二甲基硅油、碳纤维。 [0024] 更进一步地，为了使该制得的野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料强度高和耐腐蚀，更优选地，步骤(1)中，自开始密炼起，密炼8-10min后添加聚乙烯醇，密炼14-18min后添加碳纤维。 [0025] 在上述技术方案中，各组分的量可在较宽范围内选择，为了使该制得的野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料强度高和耐腐蚀，优选地，以重量份计，以重量份计，氟橡胶100份，炭黑10-20份，正硅酸乙酯2-3份，二甲基硅油3-4份，碳纤维10-15份，聚乙烯醇20-30份，白炭黑5-8份，稀土氧化物0.5-0.8份，氧化锌3-5份。 [0026] 在上述技术方案中，稀土氧化物可以有多种选择，为了制得强度高和耐腐蚀的野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，优选地，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镨、氧化钆、氧化镝和氧化铒中的一种或多种，在后文的实施例中，以氧化铈进行说明。 [0027] 在上述技术方案中，挤出条件可在较宽范围内选择，为了使该制得的野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料强度高和耐腐蚀，优选地，挤出温度为190～240℃，转数为25-35r/min。 [0028] 本发明还提供一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，根据前文所述的制备方法制备得到。 [0029] 通过上述技术方案，本发明通过控制野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的工艺步骤和原料组成，使用二次密炼和挤出的工艺制备了一种野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料。在常规认识当中，多次密炼和挤出，可能会造成橡胶等大分子原料的分子链断裂，造成成品的强度下降，与此同时，多次密炼和挤出，可能会导致材料的裂解，生成小分子物质，使材料的强度和耐腐蚀性降低。而在本发明中，发现本发明的复合电缆绝缘材料配料经两次密炼和一次挤出，尤其是在二次密炼温度比一次密炼温度高20-70℃的情况下，制备的复合电缆绝缘材料强度和耐腐蚀性非但没有降低，反而具有显著提升。不仅如此，该复合电缆绝缘材料的制备方法简单，易于推广，具有较高的应用价值。 [0030] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，密炼机为强力翻转式密炼机，购自上海呈乾机械有限公司；挤出机为90型橡胶挤出机，购自河北伟源橡塑设备有限公司；聚乙烯醇的平均分子量为20万，醇解度为88％；碳纤维为聚丙烯腈碳纤维，为通用型聚丙烯腈碳纤维，购自河南永煤碳纤维有限公司；氟橡胶为氟橡胶26；稀土氧化物为氧化铈；其他为常规市售品。 [0031] 实施例1 [0032] 野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤： [0033] (1)将氟橡胶100份，炭黑10份，正硅酸乙酯2份，二甲基硅油3份，碳纤维10份，聚乙烯醇20份，于120℃进行一次密炼，密炼20min，得一次密炼物；其中，物料的添加顺序依次是：氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、二甲基硅油、碳纤维；自开始密炼起，密炼8min后添加聚乙烯醇，密炼14min后添加碳纤维； [0034] (2)将一次密炼物，白炭黑5份，稀土氧化物0.5份，氧化锌3份于160℃进行二次密炼，二次密炼的时间为32min，得二次密炼物； [0035] (3)将二次密炼物于挤出机中挤出，挤出温度为190℃，转数为25r/min。 [0036] 实施例2 [0037] 野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤： [0038] (1)将氟橡胶100份，炭黑20份，正硅酸乙酯3份，二甲基硅油4份，碳纤维15份，聚乙烯醇30份，于140℃进行一次密炼，密炼30min，得一次密炼物；其中，物料的添加顺序依次是：氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、二甲基硅油、碳纤维；自开始密炼起，密炼10min后添加聚乙烯醇，密炼18min后添加碳纤维； [0039] (2)将一次密炼物，白炭黑8份，稀土氧化物0.8份，氧化锌5份于190℃进行二次密炼，二次密炼的时间为42min，得二次密炼物； [0040] (3)将二次密炼物于挤出机中挤出，挤出温度为240℃，转数为35r/min。 [0041] 实施例3 [0042] 野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤： [0043] (1)将氟橡胶100份，炭黑15份，正硅酸乙酯2.5份，二甲基硅油3.5份，碳纤维12.5份，聚乙烯醇25份，于130℃进行一次密炼，密炼25min，得一次密炼物；其中，物料的添加顺序依次是：氟橡胶、炭黑、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、二甲基硅油、碳纤维；自开始密炼起，密炼9min后添加聚乙烯醇，密炼16min后添加碳纤维； [0044] (2)将一次密炼物，白炭黑6.5份，稀土氧化物0.65份，氧化锌4份于175℃进行二次密炼，二次密炼的时间为37min，得二次密炼物； [0045] (3)将二次密炼物于挤出机中挤出，挤出温度为225℃，转数为30r/min。 [0046] 对比例1 [0047] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，将实施例3中的所有物料只按照步骤(1)中的密炼条件密炼一次，密炼时间为62min。 [0048] 对比例2 [0049] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，将实施例3中的所有物料只按照步骤(2)中的密炼条件密炼一次，密炼时间为62min。 [0050] 对比例3 [0051] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，步骤(2)中的密炼温度为150℃。 [0052] 对比例4 [0053] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，步骤(2)中的密炼温度为195℃。 [0054] 对比例5 [0055] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，不添加聚乙烯醇。 [0056] 对比例6 [0057] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，不添加碳纤维。 [0058] 对比例7 [0059] 按照实施例3的方法制备野外耐腐蚀复合电缆绝缘材料，不同的是，不添加稀土氧化物。 [0060] 检测例1 [0061] 本发明获得的耐腐蚀电缆绝缘材料按照电线电缆行业通用测试方法测试抗张强度、断裂伸长率。测试结果见表1。 [0062] 检测例2 [0063] 酸碱失重率检测参照GB/T 1690-2010，将各电缆绝缘材料常温下浸泡于30％质量分数的盐酸和40％质量分数的氢氧化钠溶液中各10天，测算出失重率，失重率越小表明耐酸碱性能越强。测试结果见表1。 [0064] 表1 [0065] [0066] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。 [0067] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。 [0068] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 |
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