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一种用于电缆的柔性管套及其制备方法

阅读:592发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种用于电缆的柔性管套及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于 水 下 电缆 的柔性管套及其制备方法,柔性管套从内到外依次由绝缘层、 橡胶 片层 、 纤维 立体 支撑 层和复合 泡沫 层组成,绝缘层与橡胶片层之间采用胶黏剂胶接,复合泡沫层填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中。本发明通过设置波浪形的纤维立体支撑层,提高与复合泡沫层的 接触 面积,充分发挥纤维的柔性,本发明在复合泡沫层混合浆料中加入弹性体,并将其填充于波浪形纤维的间隙中,弹性体与纤维的结合可提高整体的柔性。本发明设置橡胶片层,实际应用中与 导线 相互靠近,能够保证导线在弯折过程中的柔韧性,同时也对复合泡沫层起一定程度的缓冲作用,本发明制备得到的柔性管套兼具良好的柔韧性及 力 学性能。,下面是一种用于电缆的柔性管套及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种用于电缆的柔性管套,其特征在于:该柔性管套从内到外依次由绝缘层(1)、橡胶片层(2)、纤维立体支撑层(3)和复合泡沫层(4)组成,所述复合泡沫层(4)填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中,所述绝缘层(1)与橡胶片层(2)之间采用胶黏剂胶接;所述的柔性管套采用一体化成型。
2.根据权利要求1所述的用于水下电缆的柔性管套,其特征在于:所述绝缘层(1)由聚烯或聚氯乙烯材料加工而成;所述橡胶片层(2)由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成;所述纤维立体支撑层(3)为波浪形结构,由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成;所述复合泡沫层(4)为空心玻璃填充树脂层。
3.根据权利要求2所述的用于水下电缆的柔性管套,其特征在于:所述空心玻璃填充树脂层,各组分的比例按质量份数计,树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:(10~50):(5~20):(10~80):(0-5):(10~15)的比例配置。
4.根据权利要求3所述的用于水下电缆的柔性管套,其特征在于:所述树脂为环树脂体系、树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或一种以上;
所述空心玻璃微珠的密度为0.15~0.60g/cm3;所述弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种;所述固化剂为与所述树脂相配套的固化剂中的一种或多种,包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、咪唑类、双氰胺、三乙烯四胺、三乙烯二胺、二亚乙基五胺、六次甲基四胺、二甲基苯胺、已二酸二酰胺、癸二酸二酰胺;所述促进剂为2,4,6-三(二甲基甲基)苯酚、有机脲UR300、有机脲UR500,所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚(AGE501)、正丁基缩水甘油醚(HGE)、苯基缩水甘醚(PGE)、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙烯缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚中的一种或一种以上。
5.权利要求1~4任一项权利要求所述的用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:
①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层(1)紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层(2);
②紧贴橡胶片层(2)设置一圈纤维立体支撑层(3);
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:
(10~50):(5~20):(10~80):(0-5):(10~15)的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层(3)远离橡胶片层的一侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
6.根据权利要求5所述的用于水下电缆的柔性管套的制备方法,其特征在于:在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在25~90℃下固化0.5~2 h、在100~120 ℃保温1~2 h、最后140~160 ℃保温1~3 h。

说明书全文

一种用于电缆的柔性管套及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于柔性复合泡沫技术领域,具体涉及一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法。

背景技术

[0002] 在现有技术中,大多数水上作业设备中都使用普通阻水电缆作为传输电的电缆,其重量比较重,使用时都随设备沉到水底,这种阻水电缆在实际使用过程中极易与海底或河床上的硬物发生刮擦,造成电缆损伤,从而降低了电缆的使用寿命,于是针对这个问题,国内有些电缆生产厂家就开发了可以漂浮在水面上的电缆,通常这些漂浮电缆都采用填充泡沫材料以达到使电缆漂浮在水面上。
[0003] 现有技术中的漂浮电缆由于泡沫材料层需要在电缆内部另外增设,因而制造工艺比较复杂,电性能不够稳定,这类结构的漂浮电缆,水环境绝缘性能较差,且电缆转弯半径较大时,不耐折弯,因此收卷过程比较困难。
[0004] 固体浮力材料作为一种低密度、高强度、低吸水率、高浮力的高性能复合材料,是现代海洋石油、天然气以及深潜技术必不可少的基础性材料,它可以为水面的平台装置提供浮力,为水下管线提供保温和浮力,为深潜器材提供必需的浮力,对提高潜器的有效载荷、减少其外形尺寸,提高其水下运动性能起着重要作用。因此,无论是军用还是民用领域,高强度的固体浮力材料在海洋领域得到广泛的应用。
[0005] 虽然固体浮力材料在深海探测已实现广泛的应用,但将其直接用于水下电缆保护套时存在电缆柔性差、灵活度低、受弯折影响容易损伤等。因此,制备一种兼具良好的力学性能和柔韧性的管套,对深海用电缆具有重要的实用价值。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是:针对目前现有技术中水下电缆的弯折容易对导线产生磨损和损伤的弊端,提供一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法,解决水下电缆的柔韧性问题。
[0007] 本发明为解决技术问题所采取的技术方案是:一种用于水下电缆的柔性管套,从内到外依次由绝缘层、橡胶片层纤维立体支撑层和复合泡沫层组成,所述复合泡沫层填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中,所述绝缘层与橡胶片层之间采用胶黏剂胶接;所述的柔性管套采用一体化成型。
[0008] 所述绝缘层由聚烯或聚氯乙烯材料加工而成;所述橡胶片层由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成;所述纤维立体支撑层为波浪形结构,由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成;所述复合泡沫层为空心玻璃填充树脂层。
[0009] 所述空心玻璃填充树脂层,各组分的比例按质量份数计,树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:(10~50):(5~20):(10~80):(0-5):(10~15)的比例配置。
[0010] 所述树脂为环树脂体系、树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或一种以上;所述空心玻璃微珠的密度为0.15~0.60g/cm3;所述弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种;所述固化剂为与所述树脂相配套的固化剂中的一种或多种,包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、咪唑类、三乙烯四胺、三乙烯二胺、二亚乙基五胺、六次甲基四胺、二甲基苯胺、已二酸二酰胺、癸二酸二酰胺;所述促进剂为2,4,6-三(二甲基甲基)苯酚、有机脲UR300、有机脲UR500;所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚AGE501、正丁基缩水甘油醚(HGE)、苯基缩水甘醚(PGE)、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙烯缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚中的一种或多种。
[0011] 所述的用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝
缘层继续铺设一圈橡胶片层;
②紧贴橡胶片层设置一圈纤维立体支撑层;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:
(10~50):(5~20):(10~80):(0-5):(10~15)的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0012] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在25~90℃下固化0.5~2 h、在100~120 ℃保温1~2 h、最后140~160 ℃保温1~3 h。
[0013] 通过本发明制备的柔性管套,在应用时将电缆导线直接穿过柔性管套中心,主要作为深海电缆的应用。
[0014] 本发明的积极有益效果如下:本发明提供了一种水下电缆用柔性管套及其制备方法,柔性管套采用一体化成型,成
型工艺简单、生产效率高、成本低廉,有望实现在水下电缆领域的规模化生产应用。
[0015] 本发明通过设置纤维立体支撑层,将纤维层设计为波浪形结构,提高其与复合泡沫层的接触面积,能够充分发挥纤维的柔性。同时本发明在复合泡沫层混合浆料的配置过程中加入弹性体,并将其填充于波浪形纤维的间隙中,弹性体与纤维的结合对提高复合泡沫层整体的柔性具有重要的作用。
[0016] 本发明在靠近管套中心设置橡胶片层,在实际应用中与导线相互靠近,能够直接保证导线在弯折过程中的柔韧性,避免损伤,同时也对复合泡沫层起一定程度的缓冲作用。
[0017] 本发明制备得到的柔性管套兼具良好的柔韧性及力学性能。
[0018] 将本发明的管套用于水下缆绳的外壳保护层,能大大提高缆绳在水下使用的灵活度,便于电缆收卷,同时复合泡沫层独特的抗冲击及防水性能将增加缆绳的使用寿命。
[0019] 本发明对促进深海探测的研究具有重要的推动意义。附图说明
[0020] 图1为本发明中用于水下电缆的柔性管套的结构示意图。
[0021] 图中:1-绝缘层;2-橡胶片层;3-纤维立体支撑层;4-复合泡沫层。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明:实施例1:参见图1,一种用于水下电缆的柔性管套,从内到外依次由绝缘层1、橡胶片层
2、纤维立体支撑层3和复合泡沫层4组成,复合泡沫层4填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中,绝缘层1与橡胶片层2之间采用胶黏剂胶接;所述的柔性管套采用一体化成型。
[0023] 绝缘层1由聚烯烃或聚氯乙烯材料加工而成;橡胶片层2由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和硅橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成;纤维立体支撑层3为波浪形结构,由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成;复合泡沫层4为空心玻璃填充树脂层。
[0024] 所述空心玻璃填充树脂层,各组分的比例按质量份数计,树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:20:10:50:2:10的比例配置。
[0025] 其中:树脂为环氧树脂体系、酚醛树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或多种;空心玻璃微珠的密度为0.15~0.60g/cm3;弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种;固化剂为与所述树脂相配套的固化剂中的一种或多种,包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、三乙烯四胺、二亚乙基五胺、六次甲基四胺、二甲基苯胺、已二酸二酰胺、癸二酸二酰胺;促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、有机脲UR300、有机脲UR500;活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚AGE501、正丁基缩水甘油醚(HGE)、苯基缩水甘醚(PGE)、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙烯缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚中的一种或多种。
[0026] 实施例2:实施例1所述的用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层1紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层2;
②紧贴橡胶片层2设置一圈纤维立体支撑层3;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100:
20:10:50:3:10的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0027] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在50下固化1 h、在110 ℃保温1.5h、最后150保温2 h。
[0028] 实施例3:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层1紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层2;
②紧贴橡胶片层2设置一圈纤维立体支撑层3;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100∶
10:5:10:2:10的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0029] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在60℃下固化0.5 h、在100℃保温1 h、最后140℃保温1h。
[0030] 其中:绝缘层由聚氯乙烯材料加工而成,橡胶片层由丁苯橡胶和丁基橡胶混合加工而成,二者之间的摩尔比为1:1;纤维立体支撑层为波浪形结构,由玄武岩纤维和聚酯纤维混合加工而成,二者之间的摩尔比为1:1;树脂为环氧树脂体系,空心玻璃微珠的密度为0.15g/cm3;弹性体为热固性弹性体,固化剂甲基四氢苯酐,促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚。
[0031] 实施例4:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层1紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层2;
②紧贴橡胶片层2设置一圈纤维立体支撑层3;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100∶
50:20:80:5:15的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0032] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在80℃下固化2h、在120℃保温1.5 h、最后160℃保温1h。
[0033] 其中:绝缘层由聚烯烃加工而成,橡胶片层由天然橡胶加工而成,纤维立体支撑层为波浪形结构,由聚酯纤维加工而成;树脂为酚醛树脂体系,空心玻璃微珠的密度为0.60g/cm3;弹性体为热塑性弹性体,固化剂为甲基六氢苯酐,促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚AGE501。
[0034] 实施例5:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层1紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层2;
②紧贴橡胶片层2设置一圈纤维立体支撑层3;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100∶
25:15:50:3:10的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0035] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在30下固化2h、在100℃保温2 h、最后140℃保温1h。
[0036] 其中:绝缘层由聚烯烃材料加工而成,橡胶片层由乙丙橡胶加工而成,纤维立体支撑层为波浪形结构,由聚丙烯纤维加工而成;树脂为不饱和树脂体系,空心玻璃微珠的密度为0.30g/cm3;弹性体为热塑性弹性体,固化剂为二亚乙基五胺,促进剂为有机脲UR300,活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚(HGE)。
[0037] 实施例6:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层1紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层2;
②紧贴橡胶片层2设置一圈纤维立体支撑层3;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100∶
40:10:30:4:12的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0038] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在50℃下固化1.5h、在110℃保温1.5 h、最后150℃保温2h。
[0039] 其中:绝缘层由聚氯乙烯材料加工而成,橡胶片层由聚异戊二烯橡胶加工而成,纤维立体支撑层为波浪形结构,由生物质纤维加工而成;树脂为不饱和树脂体系,空心玻璃微3
珠的密度为0.40g/cm ;弹性体为热塑性弹性体,固化剂为六次甲基四胺,促进剂为有机脲UR500,活性稀释剂为十二烷基缩水甘油醚。
[0040] 实施例7:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝
缘层继续铺设一圈橡胶片层;
②紧贴橡胶片层设置一圈纤维立体支撑层;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、活性稀释剂按100∶25:15:65∶12的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0041] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在50℃下固化1 h、在100℃保温2 h、最后150℃保温2.5h。
[0042] 其中:绝缘层由聚氯乙烯材料加工而成,橡胶片层由硅橡胶片加工而成,纤维立体支撑层为波浪形结构,由玻璃纤维加工而成,树脂为环氧树脂体系,空心玻璃微珠的密度为0.15g/cm3;弹性体热固性弹性体,固化剂为已二酸二酰胺,活性稀释剂为苯基缩水甘醚(PGE)。
[0043] 实施例8:一种用于水下电缆的柔性管套的制备方法,包括以下步骤:①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具,将绝缘层紧贴圆筒内壁铺展开,接着紧贴绝
缘层继续铺设一圈橡胶片层;
②紧贴橡胶片层设置一圈纤维立体支撑层;
③按质量份数计,将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100∶
40:10:70∶5:13的比例配置混合浆料;
④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一
侧及纤维支撑的间隙中;
⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理,得到用于水下电缆的柔性管套。
[0044] 在步骤⑤中,所述的固化工艺为先在50℃下固化1 h、在110℃保温1.5h、最后150℃保温1.5 h。
[0045] 其中:绝缘层由聚氯乙烯材料加工而成,橡胶片层由聚异戊二烯橡胶材料加工而成,纤维立体支撑层为波浪形结构,由聚酯纤维材料加工而成;树脂为酚醛树脂体系,空心玻璃微珠的密度为0.60g/cm3;弹性体为热塑性弹性体,固化剂为癸二酸二酰胺,促进剂为有机脲UR500,活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚。
[0046] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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