一种弹性抗挤压电力电缆的制作方法

1.本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种弹性抗挤压电力电缆。


背景技术：

2.电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在某些情况下，电力电缆要求其具有抗挤压性，由于力电缆随加工部件的动作而被挤压，经常会出现电力电缆被挤破的现象；而当电力电缆被挤压时，必然会对导体芯线造成挤压，从而对电力传输质量造成影响。因此，亟待开发一种弹性抗挤压电力电缆；
3.木质素作为一种多分散、无定型的天然高分子聚合物，是植物界第二大可再生生物质资源，同纤维素和半纤维素一起构成了植物骨架的主要组成部分，可从木材、农作物秸秆等可再生生物质原料中获得，具有分布广泛、价格低廉、可再生、可降解等特点。然而，目前全球只有很少一部分木质素得以应用，大部分木质素则是作为废弃物被丢弃或是作为燃料经浓缩后烧掉，这对资源造成了极大的浪费。近年来，随着人们环保意识的增强以及可再生资源理念的普及，人们对纤维素、木质素、淀粉、蛋白质为代表的生物质资源的关注度也越来越高，如何有效利用生物质资源对现有聚合物材料进行改性或者开发新的应用成为人们的研究热点。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种弹性抗挤压电力电缆。
5.本发明采用的技术方案是：
6.一种弹性抗挤压电力电缆，包括有导体，在导体外面依次包覆有低烟无卤聚烯烃绝缘层和铝塑复合薄膜屏蔽层，将两根导体对绞后包覆有凯芙拉纤维编织层构成线芯，将四根线芯呈中心对称设置，且在四根线芯中心处设有一根钢丝绳并绞合成缆芯，在缆芯外面依次包覆有阻燃包带绕包层、tpv弹性体填充层和合成橡胶抗挤压圈，在合成橡胶抗挤压圈内部开有轴向的圆形孔，在圆形孔内敷设有碳素波纹管，在合成橡胶抗挤压圈外面依次包覆有纳米硅防水胶填充层、玻璃纤维编织层和氯丁橡胶外护套。
7.在所述的碳素波纹管的内侧和外侧均填充有散热填充物。
8.在所述的缆芯和线芯内部的空隙处均填充有阻燃填充物。
9.所述的阻燃填充物为氧化镁粉。
10.在所述的氯丁橡胶外护套的外侧均布有多个弧形耐磨抗压条。
11.所述氯丁橡胶外护套，其材料包括了下述重量份的各原料：
12.氯丁橡胶100-130、白炭黑30-40、叔丁基二甲基氯硅烷10-14、硫磺2-3、助交联剂taic 1-2、氧化锌20-30、防老剂rd 2-4、碱木质素20-30、甲基丙烯酸三氟乙酯5-10、甲基丙烯酸甲酯10-14、过氧化二苯甲酰0.4-1、三乙胺1-2。
13.所述氯丁橡胶外护套的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)取过氧化二苯甲酰，加入到其重量80-100倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
15.(2)取叔丁基二甲基氯硅烷，加入到其重量30-40倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入碱木质素，升高温度为55-60℃，保温搅拌2-3小时，得硅烷改性木质素；
16.(3)取甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三乙胺混合，加入到混合料重量10-20倍的无水乙醇中，在70-75℃下保温搅拌2.6-3小时，旋蒸，除去乙醇，得改性单体；
17.(4)取改性单体，加入到引发剂溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-80℃，加入上述硅烷改性木质素，搅拌反应4-5小时，出料，旋蒸除去溶剂，得改性料；
18.(5)取上述改性料，与氯丁橡胶混合，送入烘箱中，烘箱温度调至110-120℃，烘80-120秒，取出，将烘干后的胶片放到开炼机上进行混炼，然后出片；
19.(6)出好的片停放10-12h，在密炼机中加入白炭黑、氧化锌、防老剂rd，混炼，当混炼温度达到115-120℃排胶，最后在开炼机上加入助交联剂taic、硫磺，薄通打三角包5次，辊距1mm，调整胶片厚度，左右拉刀打卷3次后下片，室温停放24h后即得。
20.本发明的优点是：
21.本发明通过在缆芯外面包覆tpv弹性体填充层和合成橡胶抗挤压圈，大大的增加了电缆的抗挤压性能，在合成橡胶抗挤压圈内开有通孔，在通孔内设有碳素波纹管，碳素波纹管具有重量轻、弯曲半径小、抗外压强度高等特点，使电缆的抗挤压抗拉性能更好，不容易断裂；散热填充物能将导体产生的热量散出去，增加电缆使用的安全稳定性能。本发明外护套材料采用了改性处理的氯丁橡胶，其自身就具有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂。具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，本发明通过将其与改性填料共混预热开练，进一步提高了其表面抗性，改性填料以三乙胺改性的含氟单体为包覆聚合物，以硅烷改性的碱木质素为填充剂，不仅可以降低生产成本，且碱木质素可以达到质轻的效果，通过硅烷改性的木质素，羟基被消耗，与含氟单体共混，可以起到良好的疏水性能，进一部提高了表面的抗性和柔韧度。
附图说明
22.图1为本发明结构示意图。
23.图中：导体1，低烟无卤聚烯烃绝缘层2，铝塑复合薄膜屏蔽层3，凯芙拉纤维编织层4，钢丝绳5，阻燃包带绕包层6，tpv弹性体填充层7，合成橡胶抗挤压圈8，碳素波纹管9，纳米硅防水胶填充层10，玻璃纤维编织层11，氯丁橡胶外护套12，阻燃填充物13，弧形耐磨抗压条14，散热填充物15。
具体实施方式
24.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。
25.实施例1
26.如图1所示，一种弹性抗挤压电力电缆，包括有导体1，在导体1外面依次包覆有低烟无卤聚烯烃绝缘层2和铝塑复合薄膜屏蔽层3，将两根导体1对绞后包覆有凯芙拉纤维编
织层4构成线芯，将四根线芯呈中心对称设置，且在四根线芯中心处设有一根钢丝绳5并绞合成缆芯，在缆芯外面依次包覆有阻燃包带绕包层6、tpv弹性体填充层7和合成橡胶抗挤压圈8，在合成橡胶抗挤压圈8内部开有轴向的圆形孔，在圆形孔内敷设有碳素波纹管9，在合成橡胶抗挤压圈8外面依次包覆有纳米硅防水胶填充层10、玻璃纤维编织层11和氯丁橡胶外护套12。纳米硅防水胶填充层10防水效果特别好。
27.tpv弹性体填充层7具有优异的抗动态疲劳性、很高的抗撕裂性、极好的耐候性、良好的耐磨性，对水基酸碱液体、极性油品具有出色的抗侵蚀能力，设在缆芯外面，很好的保护内部线芯不被损坏。
28.碳素波纹管9具有重量轻、弯曲半径小、抗外压强度高、绝缘电阻小、耐腐蚀、不渗漏、防鼠咬、耐候性好、产率高，遇障碍可绕性等一系列优点。
29.合成橡胶抗挤压圈8能很好的保证电缆在被挤压变形后能够快速的恢复原样，保证电力电缆的正常工作，减少受到损伤，方便使用。
30.在碳素波纹管9的内侧和外侧均填充有散热填充物15，能很好的将导体产生的热量散出去，使用安全，稳定性能好。散热填充物15为散热填充条或者散热填充砂或者别的具有散热效果的填充物。
31.在缆芯和线芯内部的空隙处均填充有阻燃填充物13。
32.阻燃填充物13为氧化镁粉，阻燃效果好。
33.在氯丁橡胶外护套12的外侧均布有多个弧形耐磨抗压条14，弧形耐磨抗压条增加电缆的外部耐磨性能，防止外护套开裂，延长使用寿命。
34.氯丁橡胶外护套12，其材料包括了下述重量份的各原料：
35.氯丁橡胶100、白炭黑30、叔丁基二甲基氯硅烷10、硫磺2、助交联剂taic 2、氧化锌20、防老剂rd 2、碱木质素20、甲基丙烯酸三氟乙酯5、甲基丙烯酸甲酯10、过氧化二苯甲酰0.4、三乙胺1。
36.氯丁橡胶外护套的制备方法，包括以下步骤：
37.(1)取过氧化二苯甲酰，加入到其重量80倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
38.(2)取叔丁基二甲基氯硅烷，加入到其重量30倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入碱木质素，升高温度为55℃，保温搅拌2小时，得硅烷改性木质素；
39.(3)取甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三乙胺混合，加入到混合料重量10倍的无水乙醇中，在70℃下保温搅拌2.6小时，旋蒸，除去乙醇，得改性单体；
40.(4)取改性单体，加入到引发剂溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述硅烷改性木质素，搅拌反应4小时，出料，旋蒸除去溶剂，得改性料；
41.(5)取上述改性料，与氯丁橡胶混合，送入烘箱中，烘箱温度调至110℃，烘80秒，取出，将烘干后的胶片放到开炼机上进行混炼，然后出片；
42.(6)出好的片停放10h，在密炼机中加入白炭黑、氧化锌、防老剂rd，混炼，当混炼温度达到115℃排胶，最后在开炼机上加入助交联剂taic、硫磺，薄通打三角包5次，辊距1mm，调整胶片厚度，左右拉刀打卷3次后下片，室温停放24h后即得。
43.实施例2
44.如图1所示，一种弹性抗挤压电力电缆，包括有导体1，在导体1外面依次包覆有低烟无卤聚烯烃绝缘层2和铝塑复合薄膜屏蔽层3，将两根导体1对绞后包覆有凯芙拉纤维编织层4构成线芯，将四根线芯呈中心对称设置，且在四根线芯中心处设有一根钢丝绳5并绞合成缆芯，在缆芯外面依次包覆有阻燃包带绕包层6、tpv弹性体填充层7和合成橡胶抗挤压圈8，在合成橡胶抗挤压圈8内部开有轴向的圆形孔，在圆形孔内敷设有碳素波纹管9，在合成橡胶抗挤压圈8外面依次包覆有纳米硅防水胶填充层10、玻璃纤维编织层11和氯丁橡胶外护套12。纳米硅防水胶填充层10防水效果特别好。
45.tpv弹性体填充层7具有优异的抗动态疲劳性、很高的抗撕裂性、极好的耐候性、良好的耐磨性，对水基酸碱液体、极性油品具有出色的抗侵蚀能力，设在缆芯外面，很好的保护内部线芯不被损坏。
46.碳素波纹管9具有重量轻、弯曲半径小、抗外压强度高、绝缘电阻小、耐腐蚀、不渗漏、防鼠咬、耐候性好、产率高，遇障碍可绕性等一系列优点。
47.合成橡胶抗挤压圈8能很好的保证电缆在被挤压变形后能够快速的恢复原样，保证电力电缆的正常工作，减少受到损伤，方便使用。
48.在碳素波纹管9的内侧和外侧均填充有散热填充物15，能很好的将导体产生的热量散出去，使用安全，稳定性能好。散热填充物15为散热填充条或者散热填充砂或者别的具有散热效果的填充物。
49.在缆芯和线芯内部的空隙处均填充有阻燃填充物13。
50.阻燃填充物13为氧化镁粉，阻燃效果好。
51.在氯丁橡胶外护套12的外侧均布有多个弧形耐磨抗压条14，弧形耐磨抗压条增加电缆的外部耐磨性能，防止外护套开裂，延长使用寿命。
52.氯丁橡胶外护套12，其材料包括了下述重量份的各原料：
53.氯丁橡胶130、白炭黑40、叔丁基二甲基氯硅烷14、硫磺3、助交联剂taic 2、氧化锌30、防老剂rd 4、碱木质素30、甲基丙烯酸三氟乙酯10、甲基丙烯酸甲酯14、过氧化二苯甲酰1、三乙胺2。
54.氯丁橡胶外护套的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)取过氧化二苯甲酰，加入到其重量100倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
56.(2)取叔丁基二甲基氯硅烷，加入到其重量40倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入碱木质素，升高温度为60℃，保温搅拌3小时，得硅烷改性木质素；
57.(3)取甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、三乙胺混合，加入到混合料重量20倍的无水乙醇中，在75℃下保温搅拌3小时，旋蒸，除去乙醇，得改性单体；
58.(4)取改性单体，加入到引发剂溶液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为80℃，加入上述硅烷改性木质素，搅拌反应5小时，出料，旋蒸除去溶剂，得改性料；
59.(5)取上述改性料，与氯丁橡胶混合，送入烘箱中，烘箱温度调至120℃，烘120秒，取出，将烘干后的胶片放到开炼机上进行混炼，然后出片；
60.(6)出好的片停放12h，在密炼机中加入白炭黑、氧化锌、防老剂rd，混炼，当混炼温度达到120℃排胶，最后在开炼机上加入助交联剂taic、硫磺，薄通打三角包5次，辊距1mm，
调整胶片厚度，左右拉刀打卷3次后下片，室温停放24h后即得。
61.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。