本发明专利技术公开了一种防腐蚀耐酸碱水密电缆及其制备方法，涉及线缆技术领域，所述电缆包括多根导电中心单元，多根所述导电中心单元绞合成缆，且导电中心单元之间的空隙处均填充有阻水胶形成中间阻水层，多根所述导电中心单元外包覆有聚酯层，所述聚酯层外依次设置有金属屏蔽层和外护套，所述外护套和金属屏蔽层之间设置有外阻水层。本发明专利技术的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，在结构上设置了多级阻水层，且阻水层紧密填充，阻水效果较好，且使用氯丁橡胶作为外护套基体材料，抗腐蚀、耐酸碱效果较好，能够满足于深海水环境的使用。
【技术实现步骤摘要】
一种防腐蚀耐酸碱水密电缆及其制备方法
本专利技术涉及线缆
，尤其涉及一种防腐蚀耐酸碱水密电缆及其制备方法与在水密电缆上的应用。
技术介绍
近年来，我国船舶工业的规模迅速扩大，船产量急剧增加，船舶品种及结构不断升级，实现我国船舶配套设备的跨越式发展势在必行。水密电缆是用于水下船舶或装置的具有纵向阻水性能的电缆，目前满足重大海洋工程用电缆依靠国外进口，其关键技术被国外垄断，国内自主开发技术与国外先进水平还有较大差距。目前的水密电缆，为了起到阻水的作用，往往仅在电缆的外层设置一层阻水层，例如现有的专利号为“201910773946.4”，名称为“一种水密电缆及其制造方法”的中国专利技术专利，其就是通过在在缆线隔离层的外部挤包水密护套层，以达到阻水的效果，这样的设置阻水等级较低，一旦外层破坏，有可能会产生巨大的后果，在现有技术中，也有一些水密电缆在导体绞合的时候，加入了阻水带、阻水纱等来达到阻水的效果，但是这种方式不能有效的填充导体间的缝隙，会导致水密失效，且阻水带或阻水纱的导电性能不均匀，导电性能偏弱，也会对导体产生影响，因此，有必要设计一种新的，适合于深水的水密电缆。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于设计提供一种防腐蚀耐酸碱水密电缆及其制备方法，在结构上设置了多级阻水层，且阻水层紧密填充，阻水效果较好，且使用氯丁橡胶作为外护套基体材料，抗腐蚀、耐酸碱效果较好，能够满足于深海水环境的使用。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，所述电缆包括多根导电中心单元，多根所述导电中心单元绞合成缆，且导电中心单元之间的空隙处均填充有阻水胶形成中间阻水层，多根所述导电中心单元外包覆有聚酯层，所述聚酯层外依次设置有金属屏蔽层和外护套，所述外护套和金属屏蔽层之间设置有外阻水层。进一步，所述导电中心单元包括多根绞合的导体以及包裹在多根导体外的绝缘层，多根所述导体之间填充有半导阻水胶形成内部阻水层。本专利技术的水密电缆，设置了内部阻水层、中间阻水层和外阻水层，在结构上增加了其阻水的效果，对内部的导体能够起到更好的阻水作用，同时所有阻水层采用阻水胶进行涂覆或填充形成，导体和导体之间不会存在缝隙，结合本专利技术的半导阻水胶，阻水效果更稳定。进一步，所述金属屏蔽层由软铜线编织而成，编织密度为82％-83％。进一步，所述外护套包括以下重量份原料：氯丁橡胶40-60份、改性聚四氟乙烯20-25份、聚酰胺16-18份、纳米氮化硅2-8份、碳纳米纤维3-5份、氧化锌1-2份、高级脂肪醇1-2份、硬脂酸钙0.5-1份、加工助剂3-4份。外护套采用氯丁橡胶和改性聚四氟乙烯作为主体，具有良好的防腐蚀性能和耐酸碱性，使得水密电缆能够更好的适应海水环境，增加其使用寿命，而纳米氮化硅和碳纳米纤维能够增加基体材料的机械性能和力学性能，从而使得本专利技术的水密电缆能够适应深水的环境，抵抗水压，保护内部导体正常工作。进一步，所述改性聚四氟乙烯由鞣酸和均苯三甲酰氯对聚四氟乙烯复合改性而成。通过鞣酸和均苯三甲酰氯在聚四氟乙烯的表面进行界面聚合反应，在聚四氟乙烯的上引入氯，增加了聚四氟乙烯的极性，从而提高了聚四氟乙烯和氯丁橡胶之间的相容性。进一步，所述半导阻水胶包括以下原料：双组份硅橡胶、硅树脂、复合导电颗粒、氯化石蜡、2-3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。进一步，所述半导体阻水胶包括以下重量份原料：100份双组份硅橡胶、20-28份硅树脂、10-16份复合导电颗粒、4-6份氯化石蜡、2-3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、1-2份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。进一步，所述复合导电颗粒是以CoP量子点/导电炭黑复合颗粒为核心，在核心外包裹了聚苯胺壳层的核壳结构。本专利技术的复合导电颗粒，将CoP量子点和导电炭黑进行复合，CoP量子点的均匀结合可以为导电炭黑提供更多的活性界面，能够促进聚苯胺和导电活性炭之间的电子传导，再通过聚苯胺对CoP量子点/导电炭黑复合颗粒的包裹，一方面聚苯胺壳层能够和内部的导电炭黑起到相互作用，提高整体的导电性质，另一方面，聚苯胺壳层能够减少导电炭黑复合颗粒之间的团聚作用，提高导电炭黑和基体的硅橡胶之间的相容性，使得CoP量子点/导电炭黑复合颗粒在基体材料中均匀分布，能够形成稳定的导电网络，进而提高了半导体阻水胶的电导率，且在使用过程中聚苯胺壳层的存在也能够在一定程度上对CoP量子点/导电炭黑复合颗粒起到一定的限位作用，保证其稳定性，另外经过专利技术人的研究，得出最适宜的添加量，不会使得半导体阻水胶的电导率过高或过低，对电缆的导电性能造成影响。进一步，所述复合导电颗粒的制备方法包括以下步骤：CoP量子点/导电炭黑复合颗粒的制备：将硝酸钴和2-甲基咪唑先后溶解于蒸馏水中，然后加入经过预处理的导电炭黑粉末，静置4-6h后，将导电炭黑粉末捞出置于石英舟内，将次亚磷酸钠置于另一只石英舟内，并放置于导电炭黑粉末的上游，在氩气气氛下于400℃煅烧2h，冷却至室温后取出，得到CoP量子点/导电炭黑复合颗粒；复合导电颗粒的制备：将制备得到的CoP量子点/导电炭黑复合颗粒搅拌分散于去离子水中，加入苯胺，超声分散均匀后，在0-4℃温度下，加入浓盐酸，搅拌反应10min，加入二氧化锰溶液，继续反应10-15min后，滴加加入过硫酸铵溶液，持续搅反应4h，过滤，滤饼用1mol/L氨水溶液浸泡12h，过滤后用乙醇溶液清洗干净，真空干燥得到复合导电颗粒。进一步，所述导电炭黑粉末的预处理具体为：将导电炭黑粉末搅拌分散于混酸溶液中，浸泡12-16h，且每4h进行超声振荡一次，处理完成后过滤，滤饼烘干后在富氧气氛下于800℃温度下热处理4h，随炉冷却后取出，搅拌分散于乙醇溶液中，再加入聚乙烯比咯烷酮，搅拌混匀后，加入甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈，在氮气气氛下，升温至80℃，控制反应时间，反应完成后过滤，将滤饼用无水乙醇清洗三遍后，烘干。对导电炭黑粉末进行预处理，先用混酸溶液和热处理对其进行活化，增加导电炭黑粉末上的含氧基团，然后以聚乙烯比咯烷酮作为分散剂，在导电炭黑粉末上原位形成聚甲基丙烯酸甲酯，增加导电炭黑粉末的表面粗糙度，在纳米导电碳粉末上引入羟基、羰基、羧基等官能团，为后续CoP量子点的复合提供有利的条件。进一步，所述混酸溶液为硝酸和硫酸的混合溶液，所述混酸溶液中硝酸和硫酸的体积比为3:1。进一步，所述半导体阻水胶的制备方法为：将捏合机的温度升温至140-150℃，加入双组份硅橡胶，进行密炼20min后，加入硅树脂，保温45-50min，降温至110-120℃，加入氯化石蜡、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，搅拌混合均匀后，降温至80-90℃，加入复合导电颗粒，搅拌混合60min，真空静置脱泡，真空条件下，降温持续搅拌1h，出料得到半导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述电缆包括多根导电中心单元，多根所述导电中心单元绞合成缆，且导电中心单元之间的空隙处均填充有阻水胶形成中间阻水层，多根所述导电中心单元外包覆有聚酯层，所述聚酯层外依次设置有金属屏蔽层和外护套，所述外护套和金属屏蔽层之间设置有外阻水层。/n
【技术特征摘要】
1.一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述电缆包括多根导电中心单元，多根所述导电中心单元绞合成缆，且导电中心单元之间的空隙处均填充有阻水胶形成中间阻水层，多根所述导电中心单元外包覆有聚酯层，所述聚酯层外依次设置有金属屏蔽层和外护套，所述外护套和金属屏蔽层之间设置有外阻水层。
2.根据权利要求1所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述导电中心单元包括多根绞合的导体以及包裹在多根导体外的绝缘层，多根所述导体之间填充有半导阻水胶形成内部阻水层。
3.根据权利要求2所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述金属屏蔽层由软铜线编织而成，编织密度为82％-83％。
4.根据权利要求3所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述外护套包括以下重量份原料：氯丁橡胶40-60份、改性聚四氟乙烯20-25份、聚酰胺16-18份、纳米氮化硅2-8份、碳纳米纤维3-5份、氧化锌1-2份、高级脂肪醇1-2份、硬脂酸钙0.5-1份、加工助剂3-4份。
5.根据权利要求2所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯由鞣酸和均苯三甲酰氯对聚四氟乙烯复合改性而成。
6.根据权利要求5所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述半导阻水胶包括以下原料：双组份硅橡胶、硅树脂、复合导电颗粒、氯化石蜡、2-3份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.根据权利要求6所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆，其特征在于，所述复合导电颗粒是以CoP量子点/导电炭黑复合颗粒为核心，在核心外包裹了聚苯胺壳层的核壳结构。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的一种防腐蚀耐酸碱水密电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
绞丝：将所需要的多根导体进行绞合...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈婉芳，罗斌，骆超，邹洪宇，张艳敏，
申请(专利权)人：浙江元通线缆制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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