一种用于煤矿的电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于煤矿的电缆及其制备方法，属于电缆制备技术领域，所述电缆由内到外依次包括导体线芯、导体屏蔽层、绝缘屏蔽层、微生物防蚀层、铠装层、外护套；所述导体屏蔽层是由丁苯橡胶、聚乙烯和炭黑复合制成的非金属屏蔽层，且包裹在导体线芯外周，所述绝缘屏蔽层由牛皮纸绕包于导体屏蔽层外周形成，所述微生物防蚀层包括两层电缆无纺布和填充在两层电缆无纺布之间的防腐蚀基质，所述微生物防蚀层外缠绕有金属丝，所述铠装层是由铝带绕包于微生物防蚀层外周形成，所述外护套主要是由氯化聚乙烯和丁苯橡胶复合制备而成，制备的电缆可以防止微生物腐蚀电缆，延长电缆的使用寿命。

A kind of cable used in coal mine and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于煤矿的电缆及其制备方法
本专利技术涉及电缆制备
，尤其涉及一种用于煤矿的电缆及其制备方法。
技术介绍
电缆是煤矿运行必备的供电设施，电缆通常由导电线芯、绝缘层、密封护套和保护覆盖层四个部分组成。部分矿用电缆因工作需要长埋地下，致使电缆表面滋生微生物，原有的密封护套和保护覆盖层不能抵挡微生物的进一步侵蚀而导致电缆内部被腐蚀，致使电缆护套出现麻点、开裂，甚至穿孔被击穿的现象，严重影响了煤矿的安全运行。微生物腐蚀主要是硫酸盐还原菌引起的厌氧腐蚀，好氧腐蚀，少部分粘稠性细菌膜生成菌引起的腐蚀和藻类蕈类引起的腐蚀，分析上述腐蚀现象产生的原理，主要是在微生物的作用下，常年潮湿的土壤酸碱度发生了一定变化，同时，微生物的新陈代谢能够直接促进阳极区或阴极区的电化学反应或削弱金属表面膜的抗蚀力，为电化学腐蚀创造必要的条件，直接或间接地促使电缆腐蚀。申请号为“201110056923.5”的专利技术专利“风力发电机用耐寒耐腐高柔性电缆”，包括导体、绝缘层和护套，电缆的中心设置有导体，导体的外层设置有绝缘层，绝缘层的外层设置有护套；绝缘层采用硅橡胶材料，护套采用低烟无卤橡胶材料，该电缆具有良好的耐低温、耐磨性能、耐疲劳性能，但是并不具有耐微生物腐蚀性能。因此，现在急需一种用于煤矿的、防止微生物腐蚀的电缆。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的提供一种用于煤矿的电缆及其制备方法，制备的电缆可以防止微生物腐蚀电缆，延长电缆的使用寿命。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：r>一种用于煤矿的电缆，所述电缆由内到外依次包括导体线芯、导体屏蔽层、绝缘屏蔽层、微生物防蚀层、铠装层、外护套；所述导体屏蔽层是由丁苯橡胶、聚乙烯和炭黑复合制成的非金属屏蔽层，且包裹在导体线芯外周，所述绝缘屏蔽层由牛皮纸绕包于导体屏蔽层外周形成，所述微生物防蚀层包括两层电缆无纺布和填充在两层电缆无纺布之间的防腐蚀基质，所述微生物防蚀层外缠绕有金属丝，所述铠装层是由铝带绕包于微生物防蚀层外周形成，所述外护套主要是由氯化聚乙烯和丁苯橡胶复合制备而成。进一步，所述防腐蚀基质包括以下重量份的原料：2-5份渗透稳定剂、20-30份缓释载体、8-10份海泡石粉、10-12份戊二醛、10-15份苯扎溴铵、8-10份硅藻粉、3-5份丙酸钙。其中使用渗透稳定剂、海泡石粉、硅藻粉、丙酸钙均过300目筛。进一步，所述渗透稳定剂为氯化钠或者氯化钾。戊二醛、苯扎溴铵、海泡石粉、硅藻粉作为主要的杀菌剂可以杀死侵蚀电缆的微生物，其中硅藻粉还具有吸湿性，可以防止电缆内部过于潮湿，进而减少微生物的滋生。电缆长年累月埋于地下，若防腐蚀基质受潮，此时渗透稳定剂逐渐溶解，防腐蚀基质内的钾离子或者钠离子的溶解量升高，破坏微生物的代谢平衡，持续、高效的杀死微生物，可以延长电缆的使用寿命。丙酸钙作为防霉剂可以防止防腐蚀基质发霉导致的杀菌性能减弱。进一步，所述缓释载体为天冬氨酸、乙酸乙酯、椰油烷基伯胺混合处理后的沸石，所述沸石的粒径为10-40mm。本专利技术公开了一种用于煤矿的电缆的制备方法，包括以下步骤：导体屏蔽层制备：将10重量份的丁苯橡胶投入混炼机中，于70℃混练5min，再投入1重量份的聚乙烯，混练5min后加入0.5重量份的炭黑，混合均匀，于152℃进行二次混练，70min后得到胶料，将胶料挤出于导电线芯外周后得到导体屏蔽层；绝缘屏蔽层制备：采用绕包法将牛皮纸缠绕于导体屏蔽层外周，形成绝缘屏蔽层；微生物防蚀层制备：将防腐蚀基质填充于两层电缆无纺布制备的无纺布兜内，填充率为70-80％，用金属丝将无纺布兜紧固于绝缘屏蔽层外周，得到微生物防蚀层；铠装层制备：采用绕包法将铝带缠绕于微生物防蚀层，形成铠装层；外护套制备：将10重量份的氯化聚乙烯、40重量份的丁苯橡胶混合后，于70℃混练5min，再加入1重量份的氢氧化铝、0.1重量份的碳酸钙、0.5重量份的硬脂酸混合均匀，于85℃下二次混练8min，随后加入0.01重量份的硫化剂DCP、0.005重量份的硫化剂VA-7、0.01重量份的防老剂、0.8重量份的氢氧化镁、0.01重量份的促进剂CZ、0.005重量份的促进剂TMTD混合均匀，于95℃下进行三次混炼，10min后升温至180℃，硫化10min，得到外护套胶料，外护套胶料挤出于铠装层外周后得到外护套。进一步，所述防腐蚀基质的制备方法包括以下步骤：将缓释载体于60-70℃加热10min，取出，加入戊二醛、苯扎溴铵混合均匀后，于60-70℃的水浴中加热10min后抽真空，直至真空表显示为-0.1Mpa，真空30min后通入空气，再次抽真空，直至真空表显示为-0.1Mpa，真空30min后通入空气，加入渗透稳定剂、海泡石粉、硅藻粉、丙酸钙于200r/min的速率下搅拌30min，随后置于40-50℃的温度下干燥30min，得到防腐蚀基质。采用真空操作，可以使缓释载体内部的孔隙中尽可能多的填充液态的戊二醛和苯扎溴铵，而粉状的海泡石粉、硅藻粉、丙酸钙等物质在搅拌过程中易与孔隙内的戊二醛和苯扎溴铵混合在一起，进行协同杀菌作用。进一步，所述缓释载体的制备方法包括以下步骤：1)将沸石粉碎过筛，然后加入椰油烷基伯胺混合均匀，于室温下搅拌处理2-2.5h，然后置于冰水混合物中冰浴30min，过滤出沸石；2)将乙酸乙酯与30wt％的乙醇溶液混合，制得乙酸乙酯溶液，与步骤1)的沸石混合均匀，升温至70-75℃，搅拌处理40-45min，再加入天冬氨酸，继续搅拌2-2.5h，过滤、洗涤干燥得到缓释载体。沸石具有较丰富的孔隙结构，但是孔内吸附性较差，不易将具有杀菌性能的原料吸附在内，所以首先通过椰油烷基伯胺对沸石孔道内进行改性，提高其吸附性能，在通过天冬氨酸对孔道进行修饰，使其孔径更加规则，易使杀菌剂填充于孔隙内，可防止杀菌剂流失，能延长杀菌效果。进一步，所述天冬氨酸、乙酸乙酯、椰油烷基伯胺与沸石的比值为0.5g:20ml:40ml:10g。进一步，所述沸石的内部孔径平均为90-100μm，孔隙率为30-31％。本专利技术的有益效果：(1)微生物防蚀层内装有防腐蚀基质，当电缆埋于地下时可以防止微生物侵蚀电缆，避免电缆出现破损，或者微生物侵入电缆内部造成电缆供电能力下降。(2)通过椰油烷基伯胺对沸石进行改性，再通过天冬氨酸对沸石孔道进行修饰，制备得到的缓释载体具有丰富的、规则的孔隙结构，将具有杀菌性能的原料吸附在内，可防止杀菌剂流失，能延长杀菌时间。(3)防腐蚀基质内含有具有杀菌作用的戊二醛、苯扎溴铵、海泡石粉、硅藻粉，杀菌效果良好。为了防止防腐蚀基质受潮后杀菌效果降低，添加有渗透稳定剂，释放钠离子或钾离子破坏微生物的代谢平衡，达到持续杀菌的目的。(4)本专利技术制备的电缆可以抵御高浓度的硫酸盐还原菌侵蚀，且能保持电缆供电性能。附图说明图1为本专利技术的电缆结构示意图；其中，导体线芯1，导体屏蔽层2，绝缘屏蔽层3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于煤矿的电缆，其特征在于，所述电缆由内到外依次包括导体线芯、导体屏蔽层、绝缘屏蔽层、微生物防蚀层、铠装层、外护套；所述导体屏蔽层是由丁苯橡胶、聚乙烯和炭黑复合制成的非金属屏蔽层，且包裹在导体线芯外周，所述绝缘屏蔽层由牛皮纸绕包于导体屏蔽层外周形成，所述微生物防蚀层包括两层电缆无纺布和填充在两层电缆无纺布之间的防腐蚀基质，所述微生物防蚀层外缠绕有金属丝，所述铠装层是由铝带绕包于微生物防蚀层外周形成，所述外护套主要是由氯化聚乙烯和丁苯橡胶复合制备而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于煤矿的电缆，其特征在于，所述电缆由内到外依次包括导体线芯、导体屏蔽层、绝缘屏蔽层、微生物防蚀层、铠装层、外护套；所述导体屏蔽层是由丁苯橡胶、聚乙烯和炭黑复合制成的非金属屏蔽层，且包裹在导体线芯外周，所述绝缘屏蔽层由牛皮纸绕包于导体屏蔽层外周形成，所述微生物防蚀层包括两层电缆无纺布和填充在两层电缆无纺布之间的防腐蚀基质，所述微生物防蚀层外缠绕有金属丝，所述铠装层是由铝带绕包于微生物防蚀层外周形成，所述外护套主要是由氯化聚乙烯和丁苯橡胶复合制备而成。


2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的电缆，其特征在于，所述防腐蚀基质包括以下重量份的原料：2-5份渗透稳定剂、20-30份缓释载体、8-10份海泡石粉、10-12份戊二醛、10-15份苯扎溴铵、8-10份硅藻粉、3-5份丙酸钙。


3.根据权利要求2所述的一种用于煤矿的电缆，其特征在于，所述渗透稳定剂为氯化钠或者氯化钾。


4.根据权利要求3所述的一种用于煤矿的电缆，其特征在于，所述缓释载体为天冬氨酸、乙酸乙酯、椰油烷基伯胺混合处理后的沸石，所述沸石的粒径为10-40mm。


5.根据权利要求4所述的一种用于煤矿的电缆的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
导体屏蔽层制备：将10重量份的丁苯橡胶投入混炼机中，于70℃混练5min，再投入1重量份的聚乙烯，混练5min后加入0.5重量份的炭黑，混合均匀，于152℃进行二次混练，70min后得到胶料，将胶料挤出于导电线芯外周后得到导体屏蔽层；
绝缘屏蔽层制备：采用绕包法将牛皮纸缠绕于导体屏蔽层外周，形成绝缘屏蔽层；
微生物防蚀层制备：将防腐蚀基质填充于两层电缆无纺布制备的无纺布兜内，填充率为70-80％，用金属丝将无纺布兜紧固于绝缘屏蔽层外周，得到微生物防蚀层；
铠装层制备：采用绕包法将铝带缠绕于微生物防蚀层，形成铠装层；
外护套制备：将10重量份的氯化聚乙烯、40重量份的丁苯橡胶混合后，于70℃混练5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆文，徐季新，黄建卫，邱金波，张天成，黄桂领，邹宏宇，
申请(专利权)人：浙江中大元通特种电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33