一种智慧能源高性能内燃机车软电缆及制造方法及绝缘料技术

技术编号:20939429 阅读:21 留言:0更新日期:2019-04-24 00:24
本发明专利技术公开了一种智慧能源高性能内燃机车软电缆及制造方法及绝缘料,绝缘料由以下重量份数比的原料组成:乙烯‑醋酸乙烯共聚物10~20份;三元乙丙橡20~30份低密度聚乙烯60~70份;EPDM‑g‑MAH 10~15份;组合阻燃抑烟剂55~118份;加工助剂6~20份;偶联剂0.5~1份;敏化剂2~4份;防老剂1~2份;将上述原料进行密炼机密炼、单螺杆过滤、造粒、冷却后得到智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料。本发明专利技术研制的聚烯烃绝缘料以乙烯‑醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶及低密度聚乙烯为基材,研制的绝缘料用于成品电缆,辐照交联后具有优异的性能,满足美标机车软电缆对电缆性能的苛刻要求,此线可用于美标机车内电力的传输。

An Intelligent Energy High Performance Diesel Locomotive Soft Cable and Its Manufacturing Method and Insulation Material

The invention discloses a flexible cable for intelligent energy and high performance diesel locomotive and its manufacturing method and insulating material. The insulating material consists of 10-20 copolymers of ethylene-vinyl acetate, 60-70 copies of ethylene-propylene rubber, 20-30 copies of low density polyethylene, 10-15 copies of EPDM, g-MAH, 55-118 copies of combined flame retardant and smoke suppressant, 6-20 copies of coupling agent, and 6-20 copies of coupling agent. 1 phr; sensitizer 2-4 phr; antioxidant 1-2 phr; the above raw materials are refined in secret, filtered by single screw, granulated and cooled to obtain intelligent energy and high performance polyolefin insulating material for flexible cables of diesel locomotives. The polyolefin insulating material developed by the invention is based on ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene propylene terpolymer and low density polyethylene. The insulating material developed by the invention is used for finished cables. After irradiation cross-linking, the insulating material has excellent performance and meets the stringent requirements of the cable performance of the flexible cables of American standard locomotives. The insulating material can be used for transmission of electric power in American standard locomotives.

【技术实现步骤摘要】
一种智慧能源高性能内燃机车软电缆及制造方法及绝缘料
本专利技术涉机车电线领域,特指一种智慧能源高性能内燃机车软电缆及制造方法及绝缘料。
技术介绍
近年来轨道交通技术飞速发展,机车电气设备越来越精密,从而机车内部所需连接电缆数量和种类越来越多,然而机车内部空间有限,因此电线的外径要求越来越严格。轨道交通电缆(机车电缆)标准主要有EN标准、GB国家标准、日本标准JISC系列标准及美国标准四大类。我国机车电缆生产企业大多参照EN标准与国家标准,很少有公司能生产符合美国标准及日本标准的机车电缆。美国标准(美标)内燃机机车软电缆相比性能要求更高,要有优异的电气性能和机械性能(强度、断裂伸长率)以及耐高低温性能、绝缘老化实验(170℃,168h)、温度循环试验、电气过载(单根电气过载及成束电气过载)、耐刮磨、耐油(150℃,144h)、耐低温弯曲、耐高温利刃热切(170℃负重)、阻燃、低烟密度等性能,目前国内没有相应的绝缘材料能够完全满足此类机车软电缆的要求,因此需要针对该此系列电缆的绝缘材料进行研发攻关。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料。实现本专利技术的第一个目的方案是一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,由以下重量份数比的原料组成:将上述原料进行密炼机密炼、单螺杆过滤、造粒、冷却后得到智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料。在上述配方中,三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物,是乙丙橡胶的一种,因其主链是由化学稳定的饱和烃组成,只在侧链中含有不饱和双键,故耐热、耐候等耐老化性能优异,具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下仍能保持抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶具有极好的硫化特性,在所有橡胶当中,EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,从而降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能;低密度聚乙烯LDPE具有极好的流变性或熔融流动性,较高的抗张强度、抗撕裂性能。考虑到环保型无卤阻燃电缆,因此以乙烯-醋酸乙烯共聚物为基本原料,该树脂具有良好的填料包容性和可交联性,通过添加乙丙橡胶提高绝缘耐老化耐油性能,添加低密度聚乙烯改善柔性及提高抗张强度及防止了因三元乙丙橡胶含量增加引起的耐油性的降低,EPDM-g-MAH用来提高EPDM的等基材的相容性。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯含量为28%;所述三元乙丙橡胶中ENB含量<4%,乙烯含量72%,125℃下测试的门尼粘度为28;所述低密度聚乙烯熔融指数为12~15。所述组合阻燃抑烟剂按重量份为:添加氢氧化镁、锡酸锌、八钼酸铵和磷酸三苯脂为组合阻燃抑烟剂,通过协同效应增强阻燃抑烟的效果,所述加工助剂按重量份为:硬脂酸1~5份壬二酸二辛酯5~15份。添加硬脂酸和壬二酸二辛酯能改善其耐低温及加工性能,使之能够达到阻燃和环保的规范标准。所述偶联剂为硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷;所述敏化剂为辐照交联的引发剂三烯丙基异氰脲酸酯;所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。所述聚烯烃绝缘料的制备包括如下步骤:步骤一:先将EVA10~20份,EPDM20~30份,LDPE60~70份,EPDM-g-MAH10~15份,氢氧化镁40~90份,锡酸锌5~10份,八钼酸铵5~8份,磷酸三苯脂5~10份,投入密炼机中进行密炼,密炼的温度105~110℃,密炼时间6.5±0.5min。步骤二:向步骤一中加入硬脂酸1~5份,DOZ5~15份,偶联剂0.5~1份,敏化剂2~4份,防老剂1~2份;翻斗清扫、压上顶栓进行密炼,密炼的温度135~140℃,密炼时间8.0±0.5min。步骤三:将步骤二的密炼料通过单螺杆造粒机,130~140℃熔融挤出,过60目滤网,冷却、造粒,粒径为2.0mm,冷却后真空密封包装备用。本专利技术的第二个目的是提供一种智慧能源高性能内燃机车软电缆。实现本专利技术的第二个目的方案是一种智慧能源高性能内燃机车软电缆,包括导体和绝缘层;所述导体为镀锡铜绞合导体;所述绝缘层采用前述的聚烯烃绝缘料。所述导体由21根直径为0.511mm的镀锡铜单丝采用1+7+13的结构束丝形成直径径为2.60~2.67mm股线,然后由37股股线采用1+6+12+18的结构同方向复绞而成,外径为16.55~17.20mm,截面积≥155.6mm2,20℃直流电阻≤0.1180Ω/km。本专利技术的第三个目的是提供一种智慧能源高性能内燃机车软电缆的制造方法。实现本专利技术的第三个目的方案是一种智慧能源高性能内燃机车软电缆制造方法,所述绝缘层通过PVC螺杆挤塑机挤包到导体上再经过辐照交联后制成。所述绝缘层选用上述研制聚烯烃绝缘料,挤出选用90挤塑机,螺杆选用PVC螺杆,绝缘料使用时需预先在烘箱中60℃烘干4小时;挤塑机机头加一层60目滤网,挤出方式为挤压式,模芯17.3mm、模套21.5mm;挤塑机7个温区的挤出机身温度为135±5℃、140±5℃、145±5℃、150±5℃;机头温度为:155±5℃、160±5℃、160±5℃;螺杆转速20~30,线速度15~30m/min;所述绝缘层最薄点设定为1.78mm、绝缘平均厚度1.90mm,电缆偏心度≤4%,外径≤22.7mm。所述绝缘层挤出后静置24h,可进行辐照交联工序,所述绝缘辐照工序选用4.5MeV辐照加速器;所述辐照工艺参数设定为:辐照能量4.3MeV,辐照剂量0.8mA/m/min,束流20mA,缠绕8圈,换卷束流0.5mA,辐照1次后电缆端头接地静置24h,测试电缆绝缘强度≥12MPa、断裂伸长率为230%~290%,成品性能检验合格后,过10kV火花机复绕上合板盘包装供货。采用上述技术方案,本专利技术专利具有以下有益效果:(1)本专利技术研制聚烯烃绝缘料满足了美国通用(GE)公司企业标准对内燃机机车软电缆绝缘老化(170℃,168h),耐低温(-55℃、4h)、阻燃、烟密度等性能要求,达到打破国外材料垄断,降低该系列产品的制造成本,满足高端装备电缆出口的需要。(2)本专利技术采用的绝缘挤出工艺控制及辐照参数设置,可以确保辐照后成品电缆的绝缘强度≥12MPa、断裂伸长率控制在230%~290%范围,绝缘老化实验(170℃,168h)、耐刮磨、耐油(150℃,144h)、耐低温弯曲(-55℃,1h)、耐高温利刃热切(170℃负重)、阻燃、低烟密度等性能,制备方法设计科学,使用效果理想。(3)本专利技术采用的导体结构,绞向及绞合节距的设置可以有效提高电缆的柔软性,有利于低温(-55℃、1h)卷绕/冲击实验,鸟笼试验(局部扭曲)的通过,电缆柔性好,耐扭曲,允许弯曲半径≥4D,方便敷设。(4)本专利技术通过研制绝缘料并挤包应用成品电缆上,确定了电缆成品生产的工艺,测试了相关性能,实现了电缆料研制到成品生产的有效结合,性能评估更准确有效,满足美国军方标准MIL810F中的八种环境模拟试验,便于产品批量化生产供货。具体实施方式一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,原料组成、份数见表1:表1组份实例1实例2乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:由以下重量份数比的原料组成:

【技术特征摘要】
1.一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:由以下重量份数比的原料组成:将上述原料进行密炼机密炼、单螺杆过滤、造粒、冷却后得到智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料。2.如权利要求1所述一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯含量为28%;所述三元乙丙橡胶中ENB含量<4%,乙烯含量72%,125℃下测试的门尼粘度为28;所述低密度聚乙烯熔融指数为12~15。3.如权利要求1所述一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:所述组合阻燃抑烟剂按重量份为:4.如权利要求1所述一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:所述加工助剂按重量份为:硬脂酸1~5份壬二酸二辛酯5~15份。5.如权利要求1所述一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷;所述敏化剂为辐照交联的引发剂三烯丙基异氰脲酸酯;所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。6.如权利要求1所述一种智慧能源高性能内燃机车软电缆聚烯烃绝缘料,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:先将乙烯-醋酸乙烯共聚物10~20份,三元乙丙橡胶20~30份,低密度聚乙烯60~70份,EPDM-g-MAH10~15份,组合阻燃抑烟剂55~118份,投入密炼机中进行密炼,密炼的温度105~110℃,密炼时间6.5±0.5min;...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜海涛王亮邹鹏飞蒋扬川田崇军张琼姚玲
申请(专利权)人:远东电缆有限公司新远东电缆有限公司远东复合技术有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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