一种环保绝缘型电缆及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种环保绝缘型电缆及其加工工艺。


背景技术：

2.电缆绝缘料和护套料俗称电缆料，包括橡胶、树脂、尼龙、数量等多个品种。电缆绝缘料的作用在于保护电缆导线，其具有较好的绝缘性能和机械性能，同时也具备一定的阻燃、耐热性能。
3.随着社会的进步、环保观念的重视程度加深，对电缆绝缘料的无卤无毒要求也越来越高，老式毒卤性质的电缆绝缘料逐渐被淘汰，环保型电缆绝缘料也逐渐被开发，但也存在一定问题，通过采用环保材料对老式电缆绝缘料内的毒性组分进行替换，会大幅度降低电缆绝缘料的使用性能，比如降低电缆的耐磨性和绝缘性等，因此，在保证甚至提高电缆绝缘料使用性能的前提下，替换合适的环保型材料，是电缆绝缘料发展的重要方向。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保绝缘型电缆及其加工工艺。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种环保绝缘型电缆，包括保护层、外绝缘层、紧固层、填充层、线芯和接地线，所述紧固层的外部包裹设置外绝缘层，所述外绝缘层的外部包裹设置保护层，所述紧固层的内部呈环形阵列设置若干线芯，所述线芯的外部包裹设置有内绝缘层，所述紧固层的内部设置有紧固网；该环保绝缘型电缆的加工工艺包括以下步骤：步骤一：将聚乙烯、炭黑、增塑剂、抗氧化剂、碳酸酯、稳定剂和碳纤维加入至密炼机内进行混炼，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a；步骤二：将聚乙烯、玻璃纤维、防老剂、酚醛树脂、粘合剂和偶联剂加入至密炼机内进行混炼，得到绝缘基料b；步骤三：将丁晴橡胶、硅橡胶、阻燃剂、粘合剂和聚烯烃加入密炼机内进行混炼，得到填充基料c；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯的外部形成内绝缘层；步骤五：将若干内绝缘层包覆完成的线芯与接地线通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆、紧固网、乙丙橡胶、绝缘基料b、保护基料a放置于多层共挤挤出机的各个挤出层所对应的挤出料模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆。
6.作为本发明进一步的方案：所述紧固层的原料为乙丙橡胶，所述紧固层内填充设
置有填充层。
7.作为本发明进一步的方案：该加工工艺包括以下步骤：步骤一：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、炭黑20-26份、增塑剂6-10份、抗氧化剂11-12份、碳酸酯13-15份、稳定剂1-1.8份和碳纤维8-10份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为30-50min，混炼温度为220-260℃，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a；步骤二：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、玻璃纤维20-26份、防老剂6-8份、酚醛树脂15-21份、粘合剂10-13份和偶联剂7-9份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为100-120min，混炼温度为190-240℃，得到绝缘基料b；步骤三：按重量份计称取以下原料：丁晴橡胶50份、硅橡胶50份、阻燃剂16-17份、粘合剂25-34份和聚烯烃12-15份放入密炼机内进行混炼，混炼时间为40-60min，混炼温度为120-240℃，得到填充基料c；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯的外部形成内绝缘层；步骤五：将若干内绝缘层包覆完成的线芯与接地线通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆放置于多层共挤挤出机的模具中心处，将紧固网和乙丙橡胶放置于中心模具外的第一层共挤模具内，将绝缘基料b放置于中心模具外的第二层共挤模具内，最后将保护基料a放置于中心模具外的第三层共挤模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆。
8.作为本发明进一步的方案：所述聚乙烯为氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯中的一种。
9.作为本发明进一步的方案：所述稳定剂为三盐基硫酸铅和2—乙基乙酸铅中的一种。
10.作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种。
11.作为本发明进一步的方案：所述粘合剂为环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛和过氯乙烯树脂中的一种。
12.本发明的有益效果：本发明中，在保护层的基料a的制备中，加入碳酸脂和稳定剂，碳酸脂可以提高保护层的耐热性和阻燃性，使电缆在长期暴露于空气中受阳光高温照射时不会发生软化形变的情况，提高电缆的使用寿命，稳定剂进一步增强碳酸酯的化学性能，极大地提高了保护层的强度和耐疲劳性；本发明中，在绝缘层的基料b的制备中，加入玻璃纤维和酚醛树脂，有效的提高了聚乙烯原料的韧性和承载强度，增加了偶联剂，且偶联剂采用硅烷偶联剂，可以增加绝缘层的绝缘性能，并且在物料的混炼过程中，可以提高基料的分散性，使得绝缘层的基料b混合充分，防止出现电缆绝缘层不均匀的情况，影响使用。
附图说明
13.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
14.图1是本发明整体结构剖面示意图；图2是本发明中紧固层剖面结构示意图。
15.图中：1、保护层；2、外绝缘层；3、紧固层；31、紧固网；4、填充层；5、线芯；51、内绝缘层；6、接地线。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例一请参阅图1-2所示，一种环保绝缘型电缆，包括保护层1、外绝缘层2、紧固层3、填充层4、线芯5和接地线6，所述紧固层3的外部包裹设置外绝缘层2，所述外绝缘层2的外部包裹设置保护层1，所述紧固层3的内部呈环形阵列设置若干线芯5，所述线芯5的外部包裹设置有内绝缘层51，所述紧固层3的内部设置有紧固网31；该环保绝缘型电缆的加工工艺包括以下步骤：步骤一：将聚乙烯、炭黑、增塑剂、抗氧化剂、碳酸酯、稳定剂和碳纤维加入至密炼机内进行混炼，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a；步骤二：将聚乙烯、玻璃纤维、防老剂、酚醛树脂、粘合剂和偶联剂加入至密炼机内进行混炼，得到绝缘基料b；步骤三：将丁晴橡胶、硅橡胶、阻燃剂、粘合剂和聚烯烃加入密炼机内进行混炼，得到填充基料c；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯5放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯5的外部形成内绝缘层51；步骤五：将若干内绝缘层51包覆完成的线芯5与接地线6通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯5与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆、紧固网31、乙丙橡胶、绝缘基料b、保护基料a放置于多层共挤挤出机的各个挤出层所对应的挤出料模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆。
18.所述紧固层3的原料为乙丙橡胶，所述紧固层3内填充设置有填充层4。
19.该加工工艺包括以下步骤：步骤一：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、炭黑20份、增塑剂6份、抗氧化剂11份、碳酸酯13份、稳定剂1份和碳纤维8份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为30min，混炼温度为220℃，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a，在保护层1的基料a的制备中，加入碳酸脂和稳定剂，碳酸脂可以提高保护层1的耐热性和阻燃性，使电缆在长期暴露于空气中受阳光高温照射时不会发生软化形变的情况，提高电缆的使用寿命，稳定剂进一步增强碳酸酯的化学性能，极大地提高了保护层1的强度和耐疲劳性，其次增加了碳纤维，大大提高保护层1的结构完整性、耐磨性、耐载荷性，降低磨损速度，且碳纤维是一种柔软纤维，可以保证电缆的柔韧性；
步骤二：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、玻璃纤维20份、防老剂6份、酚醛树脂15份、粘合剂10份和偶联剂7份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为100min，混炼温度为190℃，得到绝缘基料b，在绝缘层的基料b的制备中，加入玻璃纤维和酚醛树脂，有效的提高了聚乙烯原料的韧性和承载强度，增加了偶联剂，且偶联剂采用硅烷偶联剂，可以增加绝缘层的绝缘性能，并且在物料的混炼过程中，可以提高基料的分散性，使得绝缘层的基料b混合充分，防止出现电缆绝缘层不均匀的情况，影响使用；步骤三：按重量份计称取以下原料：丁晴橡胶50份、硅橡胶50份、阻燃剂16份、粘合剂25份和聚烯烃12份放入密炼机内进行混炼，混炼时间为40min，混炼温度为120℃，得到填充基料c，在填充基料c的原料中加入聚烯烃；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯5放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯5的外部形成内绝缘层51；步骤五：将若干内绝缘层51包覆完成的线芯5与接地线6通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯5与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆放置于多层共挤挤出机的模具中心处，将紧固网31和乙丙橡胶放置于中心模具外的第一层共挤模具内，将绝缘基料b放置于中心模具外的第二层共挤模具内，最后将保护基料a放置于中心模具外的第三层共挤模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆，采用多层共挤的方式挤出电缆，可以有效的减少电缆生产内部的空气，降低电缆的不良率。
20.所述聚乙烯为氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯中的一种，氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯都有抗臭氧、耐热、耐自然老化、耐油、耐化学品、阻燃的性能，但是氯磺化聚乙烯的硫化速度快，在对保护层1的聚乙烯选择中，由于保护层1的保护基料需要进行硫化反应，所以在对于保护层1的保护基料a的原料制备选择中聚乙烯优先选择氯磺化聚乙烯。
21.所述稳定剂为三盐基硫酸铅和2—乙基乙酸铅中的一种，保护原料的化学平衡、降低各原料的张力以及防止光、热分解或氧化分解等作用。
22.所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种，增加绝缘层的绝缘性能，也增加绝缘基料b的结合力。
23.所述粘合剂为环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛和过氯乙烯树脂中的一种。
24.实施例二请参阅图1-2所示，一种环保绝缘型电缆，包括保护层1、外绝缘层2、紧固层3、填充层4、线芯5和接地线6，所述紧固层3的外部包裹设置外绝缘层2，所述外绝缘层2的外部包裹设置保护层1，所述紧固层3的内部呈环形阵列设置若干线芯5，所述线芯5的外部包裹设置有内绝缘层51，所述紧固层3的内部设置有紧固网31；该环保绝缘型电缆的加工工艺包括以下步骤：步骤一：将聚乙烯、炭黑、增塑剂、抗氧化剂、碳酸酯、稳定剂和碳纤维加入至密炼机内进行混炼，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a；步骤二：将聚乙烯、玻璃纤维、防老剂、酚醛树脂、粘合剂和偶联剂加入至密炼机内进行混炼，得到绝缘基料b；步骤三：将丁晴橡胶、硅橡胶、阻燃剂、粘合剂和聚烯烃加入密炼机内进行混炼，得
到填充基料c；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯5放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯5的外部形成内绝缘层51；步骤五：将若干内绝缘层51包覆完成的线芯5与接地线6通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯5与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆、紧固网31、乙丙橡胶、绝缘基料b、保护基料a放置于多层共挤挤出机的各个挤出层所对应的挤出料模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆。
25.所述紧固层3的原料为乙丙橡胶，所述紧固层3内填充设置有填充层4。
26.该加工工艺包括以下步骤：步骤一：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、炭黑26份、增塑剂10份、抗氧化剂12份、碳酸酯15份、稳定剂1.8份和碳纤维10份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为50min，混炼温度为260℃，混炼完成之后将其放入硫化仪内进行硫化，得到保护基料a，在保护层1的基料a的制备中，加入碳酸脂和稳定剂，碳酸脂可以提高保护层1的耐热性和阻燃性，使电缆在长期暴露于空气中受阳光高温照射时不会发生软化形变的情况，提高电缆的使用寿命，稳定剂进一步增强碳酸酯的化学性能，极大地提高了保护层1的强度和耐疲劳性，其次增加了碳纤维，大大提高保护层1的结构完整性、耐磨性、耐载荷性，降低磨损速度，且碳纤维是一种柔软纤维，可以保证电缆的柔韧性；步骤二：按重量份计称取以下原料：聚乙烯100份、玻璃纤维26份、防老剂8份、酚醛树脂21份、粘合剂13份和偶联剂9份，将上述原料加入至密炼机内进行混炼，混炼时间为120min，混炼温度为240℃，得到绝缘基料b，在绝缘层的基料b的制备中，加入玻璃纤维和酚醛树脂，有效的提高了聚乙烯原料的韧性和承载强度，增加了偶联剂，且偶联剂采用硅烷偶联剂，可以增加绝缘层的绝缘性能，并且在物料的混炼过程中，可以提高基料的分散性，使得绝缘层的基料b混合充分，防止出现电缆绝缘层不均匀的情况，影响使用；步骤三：按重量份计称取以下原料：丁晴橡胶50份、硅橡胶50份、阻燃剂17份、粘合剂34份和聚烯烃15份放入密炼机内进行混炼，混炼时间为60min，混炼温度为240℃，得到填充基料c，在填充基料c的原料中加入聚烯烃；步骤四：将绝缘基料b放置于一号挤出机的模具内，将线芯5放置于一号挤出机的模具中心处，在一号挤出机的作用下，绝缘基料b包覆在线芯5的外部形成内绝缘层51；步骤五：将若干内绝缘层51包覆完成的线芯5与接地线6通过卷绕机进行卷绕，再将卷绕完成的线芯5与填充基料c通过二号挤出机进行挤出，得到基础线缆；步骤六：将步骤五中的基础线缆放置于多层共挤挤出机的模具中心处，将紧固网31和乙丙橡胶放置于中心模具外的第一层共挤模具内，将绝缘基料b放置于中心模具外的第二层共挤模具内，最后将保护基料a放置于中心模具外的第三层共挤模具内，然后进行多层共挤形式挤出，即得到该环保绝缘型电缆，采用多层共挤的方式挤出电缆，可以有效的减少电缆生产内部的空气，降低电缆的不良率。
27.所述聚乙烯为氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯中的一种，氯化聚乙烯和氯磺化聚乙烯都有抗臭氧、耐热、耐自然老化、耐油、耐化学品、阻燃的性能，但是氯磺化聚乙烯的硫化速度快，在对保护层1的聚乙烯选择中，由于保护层1的保护基料需要进行硫化反应，所以在对
于保护层1的保护基料a的原料制备选择中聚乙烯优先选择氯磺化聚乙烯。
28.所述稳定剂为三盐基硫酸铅和2—乙基乙酸铅中的一种，保护原料的化学平衡、降低各原料的张力以及防止光、热分解或氧化分解等作用。
29.所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种，增加绝缘层的绝缘性能，也增加绝缘基料b的结合力。
30.所述粘合剂为环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛和过氯乙烯树脂中的一种。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。