海底电缆用TPV护套及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种海底电缆用TPV护套及其制备方法，其包括两相互熔接的发泡TPV保护层、夹于两发泡TPV保护层之间的金属复合带；发泡TPV保护层包括如下重量份的组分：铝粉掺杂EPDM 65~70份、PP 15~25份、增韧填料10~15份、松香皂类发泡剂2~5份、促进剂DM 1~2份、促进剂DPTT 0.3~2份、稳定剂1~3份；金属复合带包括金属基材以及涂覆在金属基材两侧的含异氰酸酯的复合粘结剂；采用铝粉掺杂EPDM与PP进行混合，再添加增韧填料，可显著提高保护层的抗拉强度、抗冲击性与耐磨性等；采用松香皂类发泡剂与促进剂DM、促进剂DPTT复配使用，可显著提高该保护层的质地致密性，本申请制备的TPV护套具有优异的抗拉性能、抗冲击性能、耐磨性与防渗水性，适用于海底电缆的护套使用。

TPV sheath for submarine cable and its preparation

The invention relates to a TPV sheath for submarine cable and a preparation method thereof, which comprises two mutually welded foamed TPV protective layers and a metal composite belt sandwiched between two foamed TPV protective layers; the foamed TPV protective layer comprises the following components by weight: 65-70 parts of aluminum powder doped EPDM, 15-25 parts of PP, 10-15 parts of toughened filler, 2-5 parts of rosin soap foaming agent, 1-2 parts of accelerator DM, dptt 0.3 ~ 2 parts, 1 ~ 3 parts of stabilizer; metal composite belt includes metal substrate and composite binder containing isocyanate coated on both sides of metal substrate; aluminum powder doped EPDM and PP are mixed, and toughening filler is added, which can significantly improve the tensile strength, impact resistance and wear resistance of the protective layer; rosin soap foaming agent is used in combination with accelerator DM and dptt, which can The material density of the protective layer is significantly improved. The TPV sheath prepared by the application has excellent tensile property, impact resistance, wear resistance and water resistance, and is suitable for the use of the sheath of submarine cable.

【技术实现步骤摘要】
海底电缆用TPV护套及其制备方法
本专利技术涉及海底电缆的
，尤其是涉及一种海底电缆用TPV护套及其制备方法。
技术介绍
海底电缆是由内部的导线和外部的保护材料组成，主要用于跨海、跨河的电力和通信传输，现代的海底电缆都是以光纤为材料，传输电话和互联网信号。据资料记载：英国电信公司于1850年在英吉利海峡铺设了世界上第一条国际商用电缆，在以后的100多年时间里这样的长距离海底电缆在世界范围内增加到几十条。海底电缆主要由海底通信电缆和海底电力电缆两种，海底通信电缆是通信传输介质，由于对保密性的要求比较高，通常造价高昂；而海底电力电缆则是水下传输大功率电能介质，随着我国岛屿间电力网络的完善、通信需求的增大以及国际间信息化交流的迅猛发展，我国海底电缆的数量也日益增加。在海底光缆的制作中，光纤首先会被嵌入在类似果冻的化合物中，然后将光缆装入钢管中，对光纤起到保护作用，防止水压破坏光纤；再将钢管外包裹整体强度极高的钢丝，缠绕有钢丝的钢管套设在铜管之中，最后套上聚乙烯保护层，并覆盖沥青涂层以防止海水腐蚀。现有的申请公布号为CN104829919A公开的海底电缆用PE护套料及其制备方法，其重量份组成为：PE100份，改性大麻纤维8~12份，改性氧化镁6~10份，抗氧剂0.2~0.3份，EVA9~10份，炭黑2~3份，碳酸钙3~4份，稳定剂0.1~0.2份，偶联剂0.1份，本专利技术提供的海底电缆用PE护套料具有较好的耐海水腐蚀以及耐微生物腐蚀的性能，能有效降低腐蚀对海底电缆的破坏，使用寿命较长。海水环境大多为高盐高腐蚀，采用上述PE护套，具有优异的耐腐蚀性，但是海底电缆大多承受深水高压，且海底环境复杂，PE护套表面可能会受到机械损伤，海水易从损伤处向海底电缆内部渗透，影响海底电缆的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种海底电缆用TPV护套及其制备方法，该护套具有优异的抗机械损伤以及良好的防渗水性，适用于海底电缆使用。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种海底电缆用TPV护套，包括两相互熔接的发泡TPV保护层、夹于两发泡TPV保护层之间的金属复合带；所述发泡TPV保护层包括如下重量份的组分：铝粉掺杂EPDM65~70份、PP15~25份、增韧填料10~15份、松香皂类发泡剂2~5份、促进剂DM1~2份、促进剂DPTT0.3~2份、稳定剂1~3份；所述金属复合带包括金属基材以及涂覆在金属基材两侧的含异氰酸酯的复合粘结剂。通过采用上述技术方案，热塑性三元乙丙动态硫化弹性体，简称为TPV，三元乙丙橡胶，缩写为EPDM，具有优异的抗老化性能，良好的耐候耐热性能，优异的抗永久变形性，优异的抗张强度、高韧性和高回弹性，优异的电绝缘性能，硬度范围广泛，使用温度范围广泛，可与PP、PA、PC、ABS、PS、PBT、PET等材料共注射或挤出成型；本申请的护套，其保护层的反应主体采用铝粉掺杂EPDM与PP进行混合，再添加增韧填料，可显著提高保护层的力学拉伸性能、抗冲击性能与耐磨性等；松香皂类发泡剂因松香中具有羧基，加入碱以后，发生皂化反应生成松香酸金属盐，属于阴离子表面活性剂，易溶于水，具有很强的去污力，能溶解油脂、易起泡等；将松香皂类发泡剂与促进剂DM、促进剂DPTT复配使用后，可显著提高该保护层的质地致密性，从而提高该保护层的防渗水性；在两个发泡TPV保护层之间夹有金属复合带，金属复合带具有较大的硬度与高强度，在两保护层之间起到支撑作用，含异氰酸酯的复合粘结剂的粘结性较强，可将金属基材与发泡TPV保护层牢固粘结；本申请制备的TPV护套具有优异的抗拉性能、抗冲击性能、耐磨性与防渗水性，适用于海底电缆的护套使用。本专利技术进一步设置为，所述铝粉掺杂EPDM的制备过程如下：将EPDM在85~90℃温度下进行熔融；在搅拌条件下，加入铝粉，EPDM与铝粉的重量比为5~6:1，搅拌均匀得混合物；再向混合物中加入石蜡添加剂，搅拌均匀，石蜡添加剂的重量为混合物重量的3~5%。通过采用上述技术方案，本申请将铝粉掺杂在熔融状态下的EPDM中，在掺杂过程中，铝粉与EPDM之间摩擦阻力较大，发热明显，加入石蜡添加剂，可提高EPDM表面的润滑性，减小铝粉与EPDM之间的摩擦阻力，提高铝粉掺杂在EPDM中的分散均匀性，同时，有助于提高铝粉掺杂EPDM与其他组分的易混程度。本专利技术进一步设置为：所述石蜡添加剂选用石蜡-硬脂酸钙或者石蜡-硬脂酸铅。通过采用上述技术方案，石蜡-硬脂酸钙或者石蜡-硬脂酸铅是性能优异的润滑剂，将石蜡添加剂浸渍在铝粉掺杂EPDM中，可显著提高铝粉与EPDM的混合均匀性；当铝粉掺杂EPDM、PP熔融共混时，铝粉掺杂EPDM、PP的相容性较差，石蜡-硬脂酸钙或者石蜡-硬脂酸铅主要起到外润滑的作用，有助于二者的相容；随着温度的升高，铝粉掺杂EPDM与PP共混逐渐均匀，此时，石蜡添加剂主要起到内润滑的作用，从而保证了该保护套表面质地更加均匀。本专利技术进一步设置为：所述增韧填料选用氯化聚乙烯与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯以重量比为1：1复配。通过采用上述技术方案，氯化聚乙烯为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐候性、耐腐蚀、耐老化以及优异的韧性，甚至在-30℃仍有较好的柔韧性，与铝粉掺杂EPDM具有良好的相容性，氯化聚乙烯的加工性能较好，门尼粘度在50~100之间，具有较好的流动性；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯，简称为MBS，MBS是PP的重要增韧改性剂，还能最大限度保持PP的透明性，它与PP两相之间是半相容的，即具有较好的界面相容性，可在混合体系内保持粒子形状完整，随着MBS含量的增加，分散的颗粒逐渐凝结起来形成海岛结构，当材料受到外力冲击时，发生形变并诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧的目的；将氯化聚乙烯与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯以重量比为1：1复配，复配后的增韧填料与铝粉掺杂EPDM、PP的相容性更好，有助于提高铝粉掺杂EPDM与PP复配后的韧性，从而进一步提高该护套的高弹性。本专利技术进一步设置为，所述松香皂类发泡剂采用如下方法制备：将松香粉碎成粉末状，放在空气中氧化15~20min备用；配制质量浓度为15~30%的烧碱溶液，将松香粉末倒入烧碱溶液中拌和，松香与烧碱溶液的重量比为3~5:10；再加入茶皂素，搅拌均匀，茶皂素与松香的重量比为1:1。通过采用上述技术方案，氧化后的松香粉末混合在烧碱溶液中，可减弱皂化反应的剧烈性，待松香粉末在烧碱溶液中充分反应后，加入茶皂素，茶皂素提高了皂化反应液的均匀度；另外，添加茶皂素后，有助于提高松香皂类发泡剂在铝粉掺杂EPDM、PP反应主体表面的润湿性，从而提高该护套成型时的充分性。本专利技术进一步设置为：所述稳定剂选用二月桂酸二丁基锡或者马来酸二丁基锡。通过采用上述技术方案，二月桂酸二丁基锡具有优异的热稳定作用，无毒无害，同时具有较好的润滑性与流变性；马来酸二丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底电缆用TPV护套，其特征在于：包括两相互熔接的发泡TPV保护层、夹于两发泡TPV保护层之间的金属复合带；/n所述发泡TPV保护层包括如下重量份的组分：铝粉掺杂EPDM 65~70份、PP 15~25份、增韧填料 10~15份、松香皂类发泡剂 2~5份、促进剂DM 1~2份、促进剂 DPTT 0.3~2份、稳定剂1~3份；/n所述金属复合带包括金属基材以及涂覆在金属基材两侧的含异氰酸酯的复合粘结剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种海底电缆用TPV护套，其特征在于：包括两相互熔接的发泡TPV保护层、夹于两发泡TPV保护层之间的金属复合带；
所述发泡TPV保护层包括如下重量份的组分：铝粉掺杂EPDM65~70份、PP15~25份、增韧填料10~15份、松香皂类发泡剂2~5份、促进剂DM1~2份、促进剂DPTT0.3~2份、稳定剂1~3份；
所述金属复合带包括金属基材以及涂覆在金属基材两侧的含异氰酸酯的复合粘结剂。


2.根据权利要求1所述的海底电缆用TPV护套，其特征在于：所述铝粉掺杂EPDM的制备过程如下：
将EPDM在85~90℃温度下进行熔融；在搅拌条件下，加入铝粉，EPDM与铝粉的重量比为5~6:1，搅拌均匀得混合物；再向混合物中加入石蜡添加剂，搅拌均匀，石蜡添加剂的重量为混合物重量的3~5%。


3.根据权利要求2所述的海底电缆用TPV护套，其特征在于：所述石蜡添加剂选用石蜡-硬脂酸钙或者石蜡-硬脂酸铅。


4.根据权利要求1所述的海底电缆用TPV护套，其特征在于：所述增韧填料选用氯化聚乙烯与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯以重量比为1：1复配。


5.根据权利要求1所述的海底电缆用TPV护套，其特征在于：所述松香皂类发泡剂采用如下方法制备：
将松香粉碎成粉末状，放在空气中氧化15~20min备用；
配制质量浓度为15~30%的烧碱溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东旭，吴强，
申请(专利权)人：江苏佰恩特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32