一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法，柔性管套从内到外依次由绝缘层、橡胶片层、纤维立体支撑层和复合泡沫层组成，绝缘层与橡胶片层之间采用胶黏剂胶接，复合泡沫层填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中。本发明专利技术通过设置波浪形的纤维立体支撑层，提高与复合泡沫层的接触面积，充分发挥纤维的柔性，本发明专利技术在复合泡沫层混合浆料中加入弹性体，并将其填充于波浪形纤维的间隙中，弹性体与纤维的结合可提高整体的柔性。本发明专利技术设置橡胶片层，实际应用中与导线相互靠近，能够保证导线在弯折过程中的柔韧性，同时也对复合泡沫层起一定程度的缓冲作用，本发明专利技术制备得到的柔性管套兼具良好的柔韧性及力学性能。

A flexible pipe sleeve for underwater cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法
本专利技术属于柔性复合泡沫
，具体涉及一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法。
技术介绍
在现有技术中，大多数水上作业设备中都使用普通阻水电缆作为传输电力的电缆，其重量比较重，使用时都随设备沉到水底，这种阻水电缆在实际使用过程中极易与海底或河床上的硬物发生刮擦，造成电缆损伤，从而降低了电缆的使用寿命，于是针对这个问题，国内有些电缆生产厂家就开发了可以漂浮在水面上的电缆，通常这些漂浮电缆都采用填充泡沫材料以达到使电缆漂浮在水面上。现有技术中的漂浮电缆由于泡沫材料层需要在电缆内部另外增设，因而制造工艺比较复杂，电性能不够稳定，这类结构的漂浮电缆，水环境绝缘性能较差，且电缆转弯半径较大时，不耐折弯，因此收卷过程比较困难。固体浮力材料作为一种低密度、高强度、低吸水率、高浮力的高性能复合材料，是现代海洋石油、天然气以及深潜技术必不可少的基础性材料，它可以为水面的平台装置提供浮力，为水下管线提供保温和浮力，为深潜器材提供必需的浮力，对提高潜器的有效载荷、减少其外形尺寸，提高其水下运动性能起着重要作用。因此，无论是军用还是民用领域，高强度的固体浮力材料在海洋领域得到广泛的应用。虽然固体浮力材料在深海探测已实现广泛的应用，但将其直接用于水下电缆保护套时存在电缆柔性差、灵活度低、受弯折影响容易损伤等。因此，制备一种兼具良好的力学性能和柔韧性的管套，对深海用电缆具有重要的实用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对目前现有技术中水下电缆的弯折容易对导线产生磨损和损伤的弊端，提供一种用于水下电缆的柔性管套及其制备方法，解决水下电缆的柔韧性问题。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案是：一种用于水下电缆的柔性管套，从内到外依次由绝缘层、橡胶片层、纤维立体支撑层和复合泡沫层组成，所述复合泡沫层填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中，所述绝缘层与橡胶片层之间采用胶黏剂胶接；所述的柔性管套采用一体化成型。所述绝缘层由聚烯烃或聚氯乙烯材料加工而成；所述橡胶片层由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和硅橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成；所述纤维立体支撑层为波浪形结构，由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成；所述复合泡沫层为空心玻璃填充树脂层。所述空心玻璃填充树脂层，各组分的比例按质量份数计，树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100：（10～50）：（5～20）：（10～80）：（0-5）：（10～15）的比例配置。所述树脂为环氧树脂体系、酚醛树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或一种以上；所述空心玻璃微珠的密度为0.15～0.60g/cm3；所述弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种；所述固化剂为与所述树脂相配套的固化剂中的一种或多种，包括甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、咪唑类、三乙烯四胺、三乙烯二胺、二亚乙基五胺、六次甲基四胺、二甲基苯胺、已二酸二酰胺、癸二酸二酰胺；所述促进剂为2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、有机脲UR300、有机脲UR500；所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚AGE501、正丁基缩水甘油醚（HGE）、苯基缩水甘醚（PGE）、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙烯缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚中的一种或多种。所述的用于水下电缆的柔性管套的制备方法，包括以下步骤：①选用与水下电缆相匹配的圆筒型模具，将绝缘层紧贴圆筒内壁铺展开，接着紧贴绝缘层继续铺设一圈橡胶片层；②紧贴橡胶片层设置一圈纤维立体支撑层；③按质量份数计，将树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100：（10～50）：（5～20）：（10～80）：（0-5）：（10～15）的比例配置混合浆料；④将步骤③所得的混合浆料填充于步骤②所述的纤维立体支撑层远离橡胶片层的一侧及纤维支撑的间隙中；⑤将圆筒型模具置于烘箱中固化干燥处理，得到用于水下电缆的柔性管套。在步骤⑤中，所述的固化工艺为先在25～90℃下固化0.5～2h、在100～120℃保温1～2h、最后140～160℃保温1～3h。通过本专利技术制备的柔性管套，在应用时将电缆导线直接穿过柔性管套中心，主要作为深海电缆的应用。本专利技术的积极有益效果如下：本专利技术提供了一种水下电缆用柔性管套及其制备方法，柔性管套采用一体化成型，成型工艺简单、生产效率高、成本低廉，有望实现在水下电缆领域的规模化生产应用。本专利技术通过设置纤维立体支撑层，将纤维层设计为波浪形结构，提高其与复合泡沫层的接触面积，能够充分发挥纤维的柔性。同时本专利技术在复合泡沫层混合浆料的配置过程中加入弹性体，并将其填充于波浪形纤维的间隙中，弹性体与纤维的结合对提高复合泡沫层整体的柔性具有重要的作用。本专利技术在靠近管套中心设置橡胶片层，在实际应用中与导线相互靠近，能够直接保证导线在弯折过程中的柔韧性，避免损伤，同时也对复合泡沫层起一定程度的缓冲作用。本专利技术制备得到的柔性管套兼具良好的柔韧性及力学性能。将本专利技术的管套用于水下缆绳的外壳保护层，能大大提高缆绳在水下使用的灵活度，便于电缆收卷，同时复合泡沫层独特的抗冲击及防水性能将增加缆绳的使用寿命。本专利技术对促进深海探测的研究具有重要的推动意义。附图说明图1为本专利技术中用于水下电缆的柔性管套的结构示意图。图中：1-绝缘层；2-橡胶片层；3-纤维立体支撑层；4-复合泡沫层。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明：实施例1：参见图1，一种用于水下电缆的柔性管套，从内到外依次由绝缘层1、橡胶片层2、纤维立体支撑层3和复合泡沫层4组成，复合泡沫层4填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中，绝缘层1与橡胶片层2之间采用胶黏剂胶接；所述的柔性管套采用一体化成型。绝缘层1由聚烯烃或聚氯乙烯材料加工而成；橡胶片层2由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和硅橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成；纤维立体支撑层3为波浪形结构，由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成；复合泡沫层4为空心玻璃填充树脂层。所述空心玻璃填充树脂层，各组分的比例按质量份数计，树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100：20：10：50：2：10的比例配置。其中：树脂为环氧树脂体系、酚醛树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或多种；空心玻璃微珠的密度为0.15～0.60g/cm3；弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种；固化剂为与所述树脂相配套的固化剂中的一种或多种，包括甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水下电缆的柔性管套，其特征在于：该柔性管套从内到外依次由绝缘层（1）、橡胶片层（2）、纤维立体支撑层（3）和复合泡沫层（4）组成，所述复合泡沫层（4）填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中，所述绝缘层（1）与橡胶片层（2）之间采用胶黏剂胶接；所述的柔性管套采用一体化成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于水下电缆的柔性管套，其特征在于：该柔性管套从内到外依次由绝缘层（1）、橡胶片层（2）、纤维立体支撑层（3）和复合泡沫层（4）组成，所述复合泡沫层（4）填充在纤维立体支撑层远离橡胶片层的一面及纤维支撑的间隙中，所述绝缘层（1）与橡胶片层（2）之间采用胶黏剂胶接；所述的柔性管套采用一体化成型。


2.根据权利要求1所述的用于水下电缆的柔性管套，其特征在于：所述绝缘层（1）由聚烯烃或聚氯乙烯材料加工而成；所述橡胶片层（2）由丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶和硅橡胶片中的一种或一种以上材料加工而成；所述纤维立体支撑层（3）为波浪形结构，由玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维、陶瓷纤维、生物质纤维中的一种或一种以上材料加工而成；所述复合泡沫层（4）为空心玻璃填充树脂层。


3.根据权利要求2所述的用于水下电缆的柔性管套，其特征在于：所述空心玻璃填充树脂层，各组分的比例按质量份数计，树脂、空心玻璃微珠、弹性体、固化剂、促进剂、活性稀释剂按100：（10～50）：（5～20）：（10～80）：（0-5）：（10～15）的比例配置。


4.根据权利要求3所述的用于水下电缆的柔性管套，其特征在于：所述树脂为环氧树脂体系、酚醛树脂体系、不饱和树脂体系以及其他具有粘结效应的树脂中的一种或一种以上；所述空心玻璃微珠的密度为0.15～0.60g/cm3；所述弹性体为热固性弹性体或热塑性弹性体中的一种；所述固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚栋嘉，吕多军，杨红霞，董会娜，张东生，吴恒，牛利伟，潘广镇，
申请(专利权)人：河南泛锐复合材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41