一种电缆用超耐低温护套制造技术

本发明专利技术涉及一种电缆用超耐低温护套，包括如下质量份的组分：天然橡胶20～25份、丁晴橡胶10～18份、丙烯酸酯橡胶15～25份、乙烯辛烯共聚物25～35份、耐寒改性助剂14～20份、白炭黑6～10份、玻璃纤维6～10份、三氧化二铁3～5份、纳米氧化物4～6、防老剂2～4份、增塑剂12～15份、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷1～2份；其制备方法包括制备耐寒改性助剂、耐寒物料改性、护套料挤出和滤胶机过滤四个步骤；采用本发明专利技术的原料组分配比制备而成的护套能够在‑50℃～‑70℃下保持良好的柔韧性，断裂伸长率可以达到272％～386％，抗拉强度可以达到33～44MPa。

A cryogenic sheath for cables

【技术实现步骤摘要】
一种电缆用超耐低温护套
本专利技术涉及电缆护套
，具体涉及一种电缆用超耐低温护套。
技术介绍
电缆护套是电缆的最外层，常见的电缆护套材料有聚乙烯、聚氯乙烯、氯丁橡胶等。电缆护套作为电缆的最外层材料，对电缆的综合性能影响较大，其不仅要求具有优良的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，同时还需要拥有良好的耐低温性能等；尤其是在一些严寒地带，电缆通常需要架设在零下50℃的环境中，这就要求电缆具有更高的耐低温性能。而目前的电缆护套中的主要原料普通橡胶虽然具有耐低温的性能，但由于护套中添加的各种增塑剂、偶联剂和表面活性剂等会降低橡胶的耐低温性能，在超低温环境中会出现护套变硬，甚至严重脆化开裂的现象；护套的脆化开裂会在开裂处形成不均匀电场，并有可能产生击穿，导致电缆报废，甚至对环境或人造成危害。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种电缆用超耐低温护套。本专利技术的技术方案如下：一种电缆用超耐低温护套，包括如下质量份的组分：天然橡胶20～25份、丁晴橡胶10～18份、丙烯酸酯橡胶15～25份、乙烯辛烯共聚物25～35份、耐寒改性助剂14～20份、白炭黑6～10份、玻璃纤维、6～10份、三氧化二铁3～5份、纳米氧化物4～6、防老剂2～4份、增塑剂12～15份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1～2份；其制备方法包括以下步骤：(1)制备耐寒改性助剂：将质量份数为3～5份的蒙脱石纳米粘土与5～8份的吗啉混合，加入60～70份的氯化聚乙烯搅拌均匀，在60～70℃下加热30min，冷却至室温；再加入充分混合的5～10份的钾胺、3～4份的烯丙基醇、4～6份的聚丙烯酸钠和5～8份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀；最后加入加热到80～95℃的2～4份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀后烘干；(2)耐寒物料改性：按上述各原料的质量份数将天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共聚物混合均匀，加入步骤(1)制备的耐寒改性助剂，在100～120℃下加热20～30min，冷却至室温，得到改性耐寒物料；(3)护套料挤出：将步骤(2)得到的改性耐寒物料与白炭黑、玻璃纤维、三氧化二铁、纳米氧化物、防老剂、增塑剂、γ-巯丙基三甲氧基硅烷充分搅拌，混合均匀后加入到密炼机中，与90～120℃温度下密炼10～20min挤出；(4)滤胶机过滤：将步骤(3)得到的护套料在开炼机上薄通1～2次，并摆胶2～3次，投入滤胶机过滤成条状，冷却至室温。优选的，所述纳米氧化物为质量比为2:3的纳米氧化镁和纳米二氧化硅的混合物。优选的，所述纳米氧化镁为改性纳米氧化镁，是经硬脂酸在温度75℃，改性时间50min，硬酯酸用量5.2％条件下改性得到的。优选的，所述纳米二氧化硅为超疏水纳米二氧化硅。优选的，所述增塑剂为耐寒增塑剂，包括质量份数为2～4份的己二酸二异癸酯、1～2份的六甲基磷酰三胺和3～5份的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯。优选的，所述防老剂包括2～4份对苯二胺、3～6份乙氧基喹啉和1～2份的N-异丙苯-N’-苯基对苯二胺。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术采用耐寒改性助剂对天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共聚物进行耐寒改性，制备而成的护套能够在-50℃～-70℃下保持良好的柔韧性，断裂伸长率可以达到272％～386％，抗拉强度可以达到33～44MPa。(2)按照本专利技术耐寒改性助剂的原料、配比及制备方法制备的耐寒改性助剂，能够有效提高护套中橡胶等各原料的耐寒能力，且与增塑剂、偶联剂和表面活性剂等混合后其耐寒能力没有明显降低。(3)本专利技术通过在护套原料中添加纳米氧化物，尤其是质量比为2:3的氧化镁和纳米二氧化硅的混合物，可以有效抑制空间电荷集聚，提高抗击穿强度和体积电阻率，防止电击穿事故放生；此外通过掺杂疏水性质的纳米氧化镁和纳米二氧化硅，可以提高护套的表面光滑度，使雨雪不易粘附聚集在电缆的表面，从而提高抗冰雪的能力。(4)本专利技术通过进一步选用己二酸二异癸酯、六甲基磷酰三胺和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯按质量份数配比而成的耐寒增塑剂，可以进一步提高整体护套在超低温度下的断裂伸长率，且可以减小护套的弹性模量、剪切模量，使得护套更加柔软、强度更高、柔韧性和耐磨性更好。(5)γ-巯丙基三氧基硅烷即可用作偶联剂，又可用作表面活性剂，提高了高强度硅橡胶组分中有机物质与无机物质之间的相容性，使得材料各组分间混炼充分均匀，提高了制品的物理机械性能，进一步增加了材料的耐寒性、耐磨性、抗撕裂性、柔韧性等。具体实施方式下面对本专利技术进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例的电缆用超耐低温且抗冰雪护套，包括如下质量份的组分：天然橡胶20份、丁晴橡胶10份、丙烯酸酯橡胶15份、乙烯辛烯共聚物25份、耐寒改性助剂14份、白炭黑6份、玻璃纤维6份、三氧化二铁3份、纳米氧化物4份、防老剂2份、增塑剂12份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份。本实施例中纳米氧化物为纳米氧化镁，防老剂为对苯二胺，增塑剂为己二酸二异癸酯。其制备方法包括以下步骤：(1)制备耐寒改性助剂：将质量份数为3份的蒙脱石纳米粘土与5份的吗啉混合，加入60份的氯化聚乙烯搅拌均匀，在60～70℃下加热30min，冷却至室温；再加入充分混合的5份的钾胺、3份的烯丙基醇、4份的聚丙烯酸钠和58份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀；最后加入加热到80～95℃的2～4份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀后烘干；(2)耐寒物料改性：按上述各原料的质量份数将天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共聚物混合均匀，加入步骤(1)制备的耐寒改性助剂，在100～120℃下加热20～30min，冷却至室温，得到改性耐寒物料；(3)护套料挤出：将步骤(2)得到的改性耐寒物料与白炭黑、玻璃纤维、三氧化二铁、纳米氧化物、防老剂、增塑剂、γ-巯丙基三甲氧基硅烷充分搅拌，混合均匀后加入到密炼机中，与90～120℃温度下密炼10～20min挤出；(4)滤胶机过滤：将步骤(3)得到的护套料在开炼机上薄通1～2次，并摆胶2～3次，投入滤胶机过滤成条状，冷却至室温。实施例2本实施例的电缆用超耐低温且抗冰雪护套，包括如下质量份的组分：天然橡胶25份、丁晴橡胶18份、丙烯酸酯橡胶25份、乙烯辛烯共聚物35份、耐寒改性助剂20份、白炭黑10份、玻璃纤维10份、三氧化二铁5份、纳米氧化物6份、防老剂4份、增塑剂16份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷2份。本实施例中纳米氧化物为纳米二氧化硅，防老剂为乙氧基喹啉，增塑剂为六甲基磷酰三胺。其制备方法包括以下步骤：(1)制备耐寒改性助剂：将质量份数为5份的蒙脱石纳米粘土与5～8份的吗啉混合，加入70份的氯化聚乙烯搅拌均匀，在60～70℃下加热30min，冷却至室温；再加入充分混合的10份的钾胺、4份的烯丙基醇、6份的聚丙烯酸钠和8份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀；最后加入加热到80～95℃的4份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀后烘干；(2)耐寒物料改性：按上述各原料的质量份数将天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆用超耐低温护套，其特征在于，包括如下质量份的组分：天然橡胶20～25份、丁晴橡胶10～18份、丙烯酸酯橡胶15～25份、乙烯辛烯共聚物25～35份、耐寒改性助剂14～20份、白炭黑6～10份、玻璃纤维6～10份、三氧化二铁3～5份、纳米氧化物4～6、防老剂2～4份、增塑剂12～15份、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷1～2份；其制备方法包括以下步骤：(1)制备耐寒改性助剂：将质量份数为3～5份的蒙脱石纳米粘土与5～8份的吗啉混合，加入60～70份的氯化聚乙烯搅拌均匀，在60～70℃下加热30min，冷却至室温；再加入充分混合的5～10份的钾胺、3～4份的烯丙基醇、4～6份的聚丙烯酸钠和5～8份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀；最后加入加热到80～95℃的2～4份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀后烘干；(2)耐寒物料改性：按上述各原料的质量份数将天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共聚物混合均匀，加入步骤(1)制备的耐寒改性助剂，在100～120℃下加热20～30min，冷却至室温，得到改性耐寒物料；(3)护套料挤出：将步骤(2)得到的改性耐寒物料与白炭黑、玻璃纤维、三氧化二铁、纳米氧化物、防老剂、增塑剂、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷充分搅拌，混合均匀后加入到密炼机中，与90～120℃温度下密炼10～20min挤出；(4)滤胶机过滤：将步骤(3)得到的护套料在开炼机上薄通1～2次，并摆胶2～3次，投入滤胶机过滤成条状，冷却至室温。...

【技术特征摘要】
1.一种电缆用超耐低温护套，其特征在于，包括如下质量份的组分：天然橡胶20～25份、丁晴橡胶10～18份、丙烯酸酯橡胶15～25份、乙烯辛烯共聚物25～35份、耐寒改性助剂14～20份、白炭黑6～10份、玻璃纤维6～10份、三氧化二铁3～5份、纳米氧化物4～6、防老剂2～4份、增塑剂12～15份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1～2份；其制备方法包括以下步骤：(1)制备耐寒改性助剂：将质量份数为3～5份的蒙脱石纳米粘土与5～8份的吗啉混合，加入60～70份的氯化聚乙烯搅拌均匀，在60～70℃下加热30min，冷却至室温；再加入充分混合的5～10份的钾胺、3～4份的烯丙基醇、4～6份的聚丙烯酸钠和5～8份的二羟甲基丙酸，搅拌均匀；最后加入加热到80～95℃的2～4份的十二烷基三甲基氯化铵，搅拌均匀后烘干；(2)耐寒物料改性：按上述各原料的质量份数将天然橡胶天然橡胶、丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯辛烯共聚物混合均匀，加入步骤(1)制备的耐寒改性助剂，在100～120℃下加热20～30min，冷却至室温，得到改性耐寒物料；(3)护套料挤出：将步骤(2)得到的改性耐寒物料与白炭黑、玻璃纤维、三氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华斌，马辽林，张公卓，张文钢，熊硕，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43