一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带及其制造方法与流程

1.本发明涉及电缆制造技术领域，具体涉及一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带及其制造方法。


背景技术：

2.由于我国温度大、雨季多，特别是南方地区，温度高、湿度大，电缆几乎以地理形式运行工作。另外东南亚等地区的中低压电缆几乎均为阻水型电缆，随着出口量和国内需求增加，市场对阻水型电缆的需求量逐年递增，2020年达到近1000多亿元，由于竞争的激烈和需求量的增大，对电缆具有阻水、防水性能的要求越来越多，特别是当破损进水情况下，要求电缆自行具有内部堵水，防止在电缆内部纵横向长距离流动，保证电缆电气性能的稳定性与安全性。用于内部导体表面、绝缘表面及外包在多芯成缆绞合电缆外的具有吸水成份的阻水带用量越来越大，是一种必不可少的阻水型电缆用料产品。
3.目前市场上阻水带的种类较多，但均是采用水性胶做粘结复合剂将吸水性丙稀酸树脂粉体粘结在无纺布一侧面或两层无纺布之间做成单面或双面阻水带，同时为了提高挡水能力，还有部分阻水带在无纺布外层覆膜作为覆膜阻水带。现有的这种结构的无纺布存在以下问题：
4.1、由于水性胶内含有较高水份，与吸水性树脂粉相遇后会膨胀，严重破坏其吸水性能，；
5.2、含水率达到6
‑
9％，易造成导体铝、铜氧化；
6.3、强度差，伸长率≤12％，抗张强度≤40n/cm；
7.4、吸水性树脂粉体在粘结烘干后，粉体外部整体被粘胶复盖，遇水时水渗透慢，导致吸水速度也慢，其膨胀速度也就较差；
8.5、无纺布表面被水性胶体粘连烘干后，易在布表面形成薄层膜状物，使其透水性差，导致阻水带表面遇水后，水渗入内部时速度慢，水与吸水性树脂相遇时间长，影响吸水性粉体吸收膨胀性能。
9.6、只有一层吸水性树脂粉层，无多层吸水层；
10.7、电缆内部纵向和横向流水时，复膜式阻水带薄膜层表面因不含吸水树脂，只有挡水功能，无吸水功能，而其他单双面阻水带又无中间pet膜隔挡阻水功能。
11.由于上述工艺和结构的原因，导致了目前市场上阻水带的性能吸水性能指标低，膨胀速度≤16mm/1min，膨胀高度≤20mm/3min，透水性阻值大，易腐蚀，很难满足国内高质量阻水电缆制造要求和参与国际业务的竞争。
12.因此，开发一种新型的阻水带十分有必要。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带及其制造方法，以解决上述技术问题。
14.为了实现上述目的，本发明第一方面公开了一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带，包括挡水层，所述挡水层为两面均匀布置有凹槽的瓦楞型挡水层，所述凹槽内填充有吸水材料形成中部吸水区，所述挡水层两侧面设有覆盖挡水层和中部吸水区的粘合层，所述粘合层外表面粘合有透水层，所述粘合层和透水层之间设有外部吸水层。
15.通过采用上述方案，中部吸水区的吸水材料无粘结剂包覆，水液到达中部吸水区时渗透速度快，遇水能快速膨胀吸水；凹槽内填入吸水材料，从而形成复合的挡水层和中部吸水区，达到两面遇水能快速吸水，同时水无法渗透到另一面，且吸水、凝水量大；填充在凹槽内的中部吸水区、设置在粘合层上的外部吸水层以及中间挡水层形成了四层吸水功能阻水层和一层挡水层，克服了同类产品吸水层少的缺点；在最外侧设置透水层保护外部吸水层，避免出现脱粉、掉粉现象。
16.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
17.进一步的，所述挡水层为聚酯薄膜，所述透水层为克重10～20g/m2的涤纶热轧长丝无纺布。
18.通过采用上述方案，采用聚酯薄膜作为基材，便于制作瓦楞型结构，同时具有优异的挡水性能，成本低，性能优；涤纶热轧长丝无纺布具有透水性好，伸长率高，强度高的优点，伸长率达20％以上，能够有效提高阻水带的强度。
19.进一步的，所述粘合层为无水丙烯酸粘结剂，包括以下质量份组分：丙烯酸丁醋0.5～1.5份，丙烯酸甲醋0.5～1.5份，涤纶级乙二醇2.5～3.5份。
20.通过采用上述方案，采用无水丙烯酸粘结剂，不含水，不会破坏中部吸水区和外部吸水层的性能，在遇水时更能快速吸水膨胀，克服了目前市场上用水性乳液作粘结剂，使吸水性粉体发生轻微膨胀，降低了吸水性能的问题；并且由于粘合剂不含水不易使al、cu导体腐蚀氧化，克服了目前同类产品含水率高易导致导体表面氧化的问题。
21.进一步的，所述中部吸水区由填充在所述凹槽内的丙烯酸树脂粉组成，所述外部吸水层由均匀喷洒在所述粘合层表面的丙烯酸树脂粉组成。
22.进一步的，所述凹槽的深度为1～1.2mm，凹槽的开口宽度为2～3mm。
23.本发明第二发明公开了上述阻水电缆用隔膜式多层阻水带的制造方法，包括如下步骤：
24.s1取聚酯薄膜原料，用高温轧纹机将聚酯薄膜压制成两面均匀布置凹槽的瓦楞型结构，得到a；
25.s2将s1得到的a平行浸入吸水树脂粉槽内，使a上表面的所述凹槽内填满吸水树脂粉，之后用刮刀刮平除去多余吸水树脂粉，得到b；
26.s3在s2得到的b上表面均匀喷涂粘合剂，得到c；
27.s4在s3得到的c上表面均匀喷洒吸水树脂粉，得到d；
28.s5利用压辊将透水层复合在所述s4得到的d的上表面，之后烘干，得到e；
29.s6将s5得到的e翻面，之后重复s2～s5，即得。
30.通过采用上述方案，首先通过高温轧纹机在聚酯薄膜表面压制成型凹槽，之后在聚酯薄膜一侧表面填入吸水树脂粉并刮平，之后喷涂粘合剂和喷洒吸水树脂粉，最后采用压辊复合透水层，压辊同时将凹槽和凹槽内部的吸水树脂粉压紧压实，降低整体厚度，烘干之后再在聚酯薄膜另一侧表面重复上述操作，即可。
31.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
32.进一步的，所述s2中粘合剂的喷涂量为5～8g/m2，所述s2中粘合剂的喷涂量为5～8g/m2，所述s4中吸水树脂粉的喷洒量为20
‑
50g/m2。
33.进一步的，所述s1中的高温轧纹机的作业温度为240～250℃。
34.进一步的，所述s1中聚酯薄膜原料在进入高温轧纹机前还经过表面磨毛工序，所述表面磨毛工序具体为：将聚酯薄膜原料放卷，放卷时利用一对磨毛辊对聚酯薄膜两面进行磨毛处理，所述磨毛辊的朝走料方向旋转，且磨毛辊的转速是聚酯薄膜放卷速度的2～3倍，所述磨毛辊为200～300目镀铬辊。
35.通过采用上述方案，通过对聚酯薄膜表面进行磨毛处理，能够使得薄膜表面粗糙，增加了表面粘结吸附力，从而能够显著提高聚酯薄膜表面对吸水树脂粉和粘合剂的吸附量和吸附强度；将磨毛辊设定为200～300目，避免目数太小易使“划痕”太深，使膜抗张强度变小；限定磨毛辊转速为放卷速度的2～3倍，避免磨毛辊转速过快产生模糊状图案，无法实现粘结吸附力的增大。
36.进一步的，所述s5中的烘干具体为：用紫外线加热烘箱在100～150℃、负0.5～1个大气压的条件下烘干。
37.通过采用上述方案，紫外线加热烘干提高了粘结烘干速度，其烘干速度是同类产品制作的50％以上，节能降耗达40％；更好地避免了聚酯薄膜表面粘结的吸水粉体在无风流动烘厢内飘扬，达到环境制作友好的目的，目前同类产品在制作时，由于喷粉机洒向布或膜表面的吸水性粉体在高温烘箱中，因空气对流较大，易产生粉体飘扬，使吸水粉体会飘扬于车间四周，造成环境污染。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
39.1、本发明聚酯薄膜挡水层为两面均布凹槽的瓦楞型结构，凹槽内填充了大量吸水树脂粉形成中部吸水区，中部吸水区内的吸水树脂粉并无粘合剂的包裹，因此水液能够快速在中部吸水区内渗透，另外相对于现有技术中平整光滑的阻水带，吸水树脂粉的吸附量大大增大，能够大大提高吸水速度、吸水量和吸水效果；同时挡水层和中部吸水区外设置粘合层，用以保护中部吸水区内的吸水树脂粉，避免脱粉情况，粘合剂表面还喷洒吸水树脂粉形成外部吸水区，总共配合形成中部的挡水层和对称设置在挡水层两侧的共四层吸水层结构，达到两面遇水快速吸水的性能，吸水、凝水量大的效果，膨胀速率达到大于25mm/min，相对于现有产品至少提高了56％，膨胀高度达到大于50mm/3min，相对于对于现有产品至少提高了150％；
40.2、本发明以聚酯薄膜作为中间的基材，以涤纶热轧长丝无纺布作为最外侧的透水层，透水性好，伸长率高，强度高，阻水带抗张强度高，伸长率达到大于20％，远大于现有产品，具有优良的抗破裂性能；
41.3、本发明采用无水丙烯酸粘结剂，不含水，不会破坏中部吸水区和外部吸水层的性能，在遇水时更能快速吸水膨胀，克服了目前市场上用水性乳液作粘结剂，使吸水性粉体发生轻微膨胀，降低了吸水性能的问题；并且由于粘合剂不含水不易使al、cu导体腐蚀氧化，克服了目前同类产品含水率高易导致导体表面氧化的问题
42.4、本发明多层阻水带在制备时，聚酯薄膜首先经过表面磨毛处理，能够使得薄膜表面粗糙，增加了表面粘结吸附力，从而能够显著提高聚酯薄膜表面对吸水树脂粉和粘合
剂的吸附量和吸附强度；
43.5、本发明多层阻水带采用紫外线加热烘干，节能降耗达40％，并且能够有效避免粉体飘扬，制造时环境友好度好。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
45.图1是本发明的实施例的阻水电缆用隔膜式多层阻水带的结构示意图。
46.图2是本发明的实施例的阻水电缆用隔膜式多层阻水带的制造设备的结构示意图。
47.图中所示：
48.1、挡水层；
49.2、凹槽；
50.3、中部吸水区；
51.4、粘合层；
52.5、外部吸水层；
53.6、透水层；
54.7、镀铬辊；
55.8、高温轧纹机；
56.9、吸水树脂粉槽；
57.10、刮刀；
58.11、喷涂机；
59.12、洒粉机；
60.13、压辊；
61.14、紫外线加热烘箱。
具体实施方式
62.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
63.实施例一：
64.如图2所示，本实施例公开了一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带，采用以下方法制备：
65.s1取0.02mm厚的聚酯薄膜作为原料，收卷在盘头上，并通过放卷机放卷，放卷时利用一对200目的镀铬辊7对聚酯薄膜两面进行磨毛处理，其中镀铬辊7朝走料方向旋转，转速为40m/min，设定压力2kg，聚酯薄膜的放卷速度为20m/min，放卷膜张力用5kg制动器，经过磨毛处理后聚酯薄膜表面呈现不规则划痕，之后将聚酯薄膜送入高温轧纹机8中，高温轧纹机8利用表面均匀布置有凸棱的压辊13在250℃下作业将聚酯薄膜压制成两面均匀布置凹
槽2的瓦楞型结构，其中凹槽2的深度为1mm，开口宽度为2mm，得到a；
66.s2将s1得到的a平行浸入装有60目丙烯酸树脂粉的吸水树脂粉槽9内，使a上表面的凹槽2内填满丙烯酸树脂粉，之后用刮刀10刮平除去多余丙烯酸树脂粉，得到b；
67.s3用喷涂机11在s2得到的b上表面均匀喷涂无水丙烯酸粘结剂，得到c，其中无水丙烯酸粘结剂包括如下质量份组分：丙烯酸丁醋1.5份，丙烯酸甲醋0.5份，涤纶级乙二醇3.5份，喷涂量为5g/m2；
68.s4用洒粉机12在s3得到的c上表面均匀喷洒60目的丙烯酸树脂粉，喷洒量为20g/m2，得到d；
69.s5利用压辊13，设定压力2kg，将克重10g/m2的涤纶热轧长丝无纺布复合在s4得到的d的上表面，之后送到紫外线加热烘箱14内，在100℃、负0.5个大气压的条件下烘干，得到e；
70.s6将s5得到的e翻面，之后重复s2～s5，即得。
71.本实施例制备的阻水电缆用隔膜式多层阻水带具体结构参见附图1，包括中间的聚酯薄膜材质的挡水层1，挡水层1为两面均匀布置有凹槽2的瓦楞型结构，凹槽2内填充有60目的丙烯酸树脂粉形成中部吸水区3，挡水层1两侧面设有覆盖挡水层1和中部吸水区3的粘合层4，粘合层4为无水丙烯酸粘合剂，粘合层4外表面粘合有透水层6，透水层6为涤纶热轧长丝无纺布，同时粘合层4表面还均匀喷洒有60目丙烯酸树脂粉形成外部吸水层5。
72.实施例二：
73.如图2所示，本实施例公开了一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带，采用以下方法制备：
74.s1取0.03mm厚的聚酯薄膜作为原料，收卷在盘头上，并通过放卷机放卷，放卷时利用一对300目的镀铬辊7对聚酯薄膜两面进行磨毛处理，其中镀铬辊7朝走料方向旋转，转速为60m/min，设定压力2kg，聚酯薄膜的放卷速度为20m/min，放卷膜张力用5kg制动器，经过磨毛处理后聚酯薄膜表面呈现不规则划痕，之后将聚酯薄膜送入高温轧纹机8中，高温轧纹机8利用表面均匀布置有凸棱的压辊13在240℃下作业将聚酯薄膜压制成两面均匀布置凹槽2的瓦楞型结构，其中凹槽2的深度为1.2mm，开口宽度为3mm，得到a；
75.s2将s1得到的a平行浸入装有80目丙烯酸树脂粉的吸水树脂粉槽9内，使a上表面的凹槽2内填满丙烯酸树脂粉，之后用刮刀10刮平除去多余丙烯酸树脂粉，得到b；
76.s3用喷涂机11在s2得到的b上表面均匀喷涂无水丙烯酸粘结剂，得到c，其中无水丙烯酸粘结剂包括如下质量份组分：丙烯酸丁醋0.5份，丙烯酸甲醋1.5份，涤纶级乙二醇2.5份，喷涂量为8g/m2；
77.s4用洒粉机12在s3得到的c上表面均匀喷洒80目的丙烯酸树脂粉，喷洒量为50g/m2，得到d；
78.s5利用压辊13，设定压力2kg，将克重10g/m2的涤纶热轧长丝无纺布复合在s4得到的d的上表面，之后送到紫外线加热烘箱14内，在150℃、负1个大气压的条件下烘干，得到e；
79.s6将s5得到的e翻面，之后重复s2～s5，即得。
80.实施例三：
81.如图2所示，本实施例公开了一种阻水电缆用隔膜式多层阻水带，采用以下方法制备：
82.s1取0.03mm厚的聚酯薄膜作为原料，收卷在盘头上，并通过放卷机放卷，放卷时利用一对250目的镀铬辊7对聚酯薄膜两面进行磨毛处理，其中镀铬辊7朝走料方向旋转，转速为40m/min，设定压力2kg，聚酯薄膜的放卷速度为20m/min，放卷膜张力用5kg制动器，经过磨毛处理后聚酯薄膜表面呈现不规则划痕，之后将聚酯薄膜送入高温轧纹机8中，高温轧纹机8利用表面均匀布置有凸棱的压辊13在240℃下作业将聚酯薄膜压制成两面均匀布置凹槽2的瓦楞型结构，其中凹槽2的深度为1.2mm，开口宽度为3mm，得到a；
83.s2将s1得到的a平行浸入装有60目丙烯酸树脂粉的吸水树脂粉槽9内，使a上表面的凹槽2内填满丙烯酸树脂粉，之后用刮刀10刮平除去多余丙烯酸树脂粉，得到b；
84.s3用喷涂机11在s2得到的b上表面均匀喷涂无水丙烯酸粘结剂，得到c，其中无水丙烯酸粘结剂包括如下质量份组分：丙烯酸丁醋1份，丙烯酸甲醋1份，涤纶级乙二醇3份，喷涂量为6g/m2；
85.s4用洒粉机12在s3得到的c上表面均匀喷洒80目的丙烯酸树脂粉，喷洒量为40g/m2，得到d；
86.s5利用压辊13，设定压力2kg，将克重20g/m2的涤纶热轧长丝无纺布复合在s4得到的d的上表面，之后送到紫外线加热烘箱14内，在150℃、负1个大气压的条件下烘干，得到e；
87.s6将s5得到的e翻面，之后重复s2～s5，即得。
88.效果例：
89.对实施例1制备的阻水电缆用隔膜式多层阻水带进行强度性能、吸水性能的指标测定，并与现有技术中常用的阻水带进行比较得到下表。
90.91.如上表所示，实施例1的阻水带以聚酯薄膜作为中间的基材，以涤纶热轧长丝无纺布作为最外侧的透水层6，使得实施例1的阻水带抗张强度较高，伸长率达到大于20％，远大于现有产品，具有优良的抗破裂性能。
92.实施例1的阻水带的聚酯薄膜两表面的凹槽2内填充了大量吸水树脂粉形成了中部吸水区3，中部吸水区3内的吸水树脂粉并无粘合剂的包裹，因此水液能够快速在中部吸水区3内渗透，从而有效提高吸水速度和吸水效果，同时粘合剂表面还喷洒吸水树脂粉形成外部吸水区，总共配合形成中部的挡水层1和对称设置在挡水层1两侧的共四层吸水层结构，达到两面遇水快速吸水的性能，吸水、凝水量大的效果，膨胀速率达到大于25mm/min，相对于现有产品至少提高了56％，膨胀高度达到大于50mm/3min，相对于对于现有产品至少提高了150％。
93.实施例1的阻水带采用紫外线加热烘干，节能降耗达40％，并且能够有效避免粉体飘扬，制造时环境友好度好。
94.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
95.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
96.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。