一种耐酸电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐酸电缆及其制备方法，涉及电力电缆技术领域。本发明专利技术制备的耐酸电缆，包括导体、内绝缘层和外绝缘层，导体为铜导体，内绝缘层为三元乙丙橡胶共混改性炭黑制得，外绝缘层为酰胺丁腈橡胶；改性炭黑在表面氧化后的炭黑表面引入海藻酸钙并冷冻干燥，在炭黑表面沉积海藻酸钙气凝胶制得；制备酰胺丁腈橡胶时，先将丁腈橡胶进行环氧化，再进行氢化，最后与叠氮甲烷共混制得；本申请制得的耐酸电缆，具备优异的耐磨、耐热性，且拉伸强度较好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种耐酸电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电力电缆
，具体为一种耐酸电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]众所周知，电缆是数据通讯的基础，电力工程、远程控制、建筑工程不管在施工过程或者在投入使用后，供电系统尤为重要，电缆是供电系统载体，强电系统、弱电系统分别靠动力电缆、控制电缆来控制。电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，具有内通电，外绝缘的特征。
[0003]很多领域都需要高性能电缆，电缆常常在较为恶劣的工作环境，尤其是在一些酸碱的环境中。电缆外层含有三元乙丙橡胶的电缆往往耐酸性较强，但耐磨、耐热和拉伸强度等较弱。因此本申请研究制备一种耐磨、耐热和拉伸强度较好的耐酸电缆。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐酸电缆及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种耐酸电缆，主要包括以下重量份数的原料组分：40～80份导体，3～5份内绝缘层，6～10份外绝缘层。
[0006]优选的，所述导体为单晶铜丝绞合制得的铜导体。
[0007]优选的，所述内绝缘层包括三元乙丙橡胶、改性炭黑和橡胶防老剂制得；所述改性炭黑是在氧化后的炭黑表面沉积海藻酸钙气凝胶制得。
[0008]优选的，所述外绝缘层包括酰胺丁腈橡胶、蒙脱土、聚酰胺和亚磷酸酯。
[0009]优选的，所述酰胺丁腈橡胶是先将丁腈橡胶进行环氧化，再进行氢化，最后与叠氮甲烷共混制得。
[0010]优选的，一种耐酸电缆的制备方法，所述耐酸电缆制备方法为：导体制备，内绝缘层制备，外绝缘层制备，耐酸电缆制备。
[0011]优选的，所述一种耐酸电缆的制备方法，包括以下具体步骤：
[0012](1)将单晶铜丝放入绞线机进行绞合制得铜导体；
[0013](2)将氧化后的炭黑与海藻酸钠按质量比3：1～3.5：1混合，分散在炭黑质量5～8倍的超纯水中，在800～1200rpm下搅拌加热至70～80℃，加入炭黑质量0.04～0.08倍质量分数为98％的硫酸，继续搅拌反应6～8h，冷却至室温，以10～20滴/min的速率滴加炭黑质量0.15～0.2倍质量分数为5％的氯化钙溶液，再加入炭黑质量0.2～0.3倍质量分数为5％的乙二胺溶液，继续搅拌1～2h，过滤并用超纯水洗涤5～8次，转移至低温冰箱中在
‑
80℃下冷冻4h，在迅速转移至冷冻干燥机中，
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50℃、10Pa下干燥8h，制得改性炭黑；
[0014](3)将改性炭黑、三元乙丙橡胶和橡胶防老剂按质量比15：80：3～20：80：5混合置于加热挤塑机，加热至熔融态，在成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在导体上形成带有
内绝缘层的电缆；
[0015](4)将丁腈橡胶分散在丁腈橡胶质量3～5倍质量分数为25％的三苯基膦的苯溶液中，搅拌至形成胶液状后加入丁腈橡胶质量0.3～0.5倍质量分数为10％的乙酸溶液，水浴加热至70～80℃，以15～20滴/min的速率滴加丁腈橡胶质量0.1～0.18倍的过氧化氢，反应1～2h后，转移至反应釜中，加入丁腈橡胶质量0.05～0.08倍的氯化三合铑，在氢气氛围下进行氢化反应，反应结束后，用无水乙醇进行凝聚，并置于真空干燥箱中，在60～80℃下干燥1.5h，制得环氧氢化丁腈橡胶；
[0016](5)将环氧氢化丁腈橡胶分散在环氧氢化丁腈橡胶质量3～5倍质量分数为25％的三苯基膦的苯溶液中，加入环氧氢化丁腈橡胶质量0.2～0.3倍的叠氮甲烷，加热至80～90℃，静置保温反应0.5～1h，升温至120～130℃，继续反应20～30min，用无水乙醇进行凝聚，并置于真空干燥箱中，在60～80℃下干燥1.5h，制得酰胺丁腈橡胶；
[0017](6)将酰胺丁腈橡胶、蒙脱土、聚酰胺、亚磷酸酯按质量比40：10：8：0.2～45：15：12：0.3混合置于加热挤塑机，加热至熔融态，在成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在带有内绝缘层的电缆上，制得耐酸电缆。
[0018]优选的，上述步骤(2)中：氧化炭黑的过程为：将炭黑与炭黑质量6倍质量分数为98％的硝酸混合，室温、800～1200rpm下搅拌30min，油浴加热至150～180℃，保温6～8h，冷却至室温、过滤并用去离子水洗涤至洗液中性，最后置于75℃的干燥箱中干燥3h。
[0019]优选的，上述步骤(3)中：内绝缘层厚度为0.03～0.05mm。
[0020]优选的，上述步骤(6)中：外绝缘层厚度为0.06～0.1mm。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0022]本专利技术制备的耐酸电缆，包括导体、内绝缘层和外绝缘层，导体为铜导体，内绝缘层为三元乙丙橡胶共混改性炭黑制得，外绝缘层为酰胺丁腈橡胶；
[0023]改性炭黑在表面氧化后的炭黑表面引入海藻酸钙并冷冻干燥，在炭黑表面沉积海藻酸钙气凝胶制得；表面氧化的炭黑表面引入了羧基和羟基，与海藻酸钠表面的羧基和羟基发生反应产生交联，再与氯化钙交联形成海藻酸钙，最后通过乙二胺进行交联使气凝胶的结构增强，降低了炭黑表面的极性基团；与三元乙丙橡胶共混时，与炭黑表面的内酯基和醌基形成交联结构，同时三元乙丙橡胶吸附在气凝胶表面，增大交联密度，使得与改性炭黑的结合力增强，增强内绝缘层的耐磨性，同时由于极性基团的减少增强了改性炭黑在三元乙丙橡胶中的分散稳定性和相容性，在炭黑和三元乙丙橡胶之间的海藻酸钙气凝胶热导率较低，增强了内绝缘层的耐热性；当电缆内绝缘层与外绝缘层同时破损时，受到酸的侵蚀，导体与酸受热反应生成铜离子被瞬间吸附到气凝胶中，与导体分离，使导体断开的速率加快，保证人员的安全；
[0024]制备酰胺丁腈橡胶时，先将丁腈橡胶进行环氧化，再进行氢化，最后与叠氮甲烷共混制得；经过环氧化的丁腈橡胶分子间作用力增大，具有很强的粘合性，氢化后提高了丁腈橡胶的耐老化性，与叠氮甲烷共混加热，叠氮甲烷生成氮烯，插入丁腈橡胶的碳氢键中，形成酰胺，增强了丁腈橡胶的交联密度，进而增强外绝缘层酰胺丁腈橡胶与内绝缘层的粘结性；同时酰胺还会与内绝缘层中改性炭黑上的羟基、羧基反应，将内、外绝缘层紧密连接，增强电缆的拉伸强度。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
[0026]为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的耐酸电缆的各指标测试方法如下：
[0027]耐热性：将实施例和对比例制备的耐酸电缆参照GB/T2406进行极限氧指数测试。
[0028]耐磨性：将实施例和对比例制备的耐酸电缆使用磨损机进行磨损率测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐酸电缆，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：40～80份导体，3～5份内绝缘层，6～10份外绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种耐酸电缆，其特征在于，所述导体为单晶铜丝绞合制得的铜导体。3.根据权利要求2所述的一种耐酸电缆，其特征在于，所述内绝缘层包括三元乙丙橡胶、改性炭黑和橡胶防老剂制得；所述改性炭黑是在氧化后的炭黑表面沉积海藻酸钙气凝胶制得。4.根据权利要求3所述的一种耐酸电缆，其特征在于，所述外绝缘层包括酰胺丁腈橡胶、蒙脱土、聚酰胺和亚磷酸酯。5.根据权利要求4所述的一种耐酸电缆，其特征在于，所述酰胺丁腈橡胶是先将丁腈橡胶进行环氧化，再进行氢化，最后与叠氮甲烷共混制得。6.一种耐酸电缆的制备方法，其特征在于，所述耐酸电缆的制备方法为：导体制备，内绝缘层制备，外绝缘层制备，耐酸电缆制备。7.根据权利要求6所述的一种耐酸电缆的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将单晶铜丝放入绞线机进行绞合制得铜导体；(2)将氧化后的炭黑与海藻酸钠按质量比3：1～3.5：1混合，分散在炭黑质量5～8倍的超纯水中，在800～1200rpm下搅拌加热至70～80℃，加入炭黑质量0.04～0.08倍质量分数为98％的硫酸，继续搅拌反应6～8h，冷却至室温，以10～20滴/min的速率滴加炭黑质量0.15～0.2倍质量分数为5％的氯化钙溶液，再加入炭黑质量0.2～0.3倍质量分数为5％的乙二胺溶液，继续搅拌1～2h，过滤并用超纯水洗涤5～8次，转移至低温冰箱中在
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80℃下冷冻4h，在迅速转移至冷冻干燥机中，
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50℃、10Pa下干燥8h，制得改性炭黑；(3)将改性炭黑、三元乙丙橡胶和橡胶防老剂按质量比15：80：3～20：80：5混合置于加热挤塑机，加热至熔融态，在成形模具和挤压压力作用下，连续挤包在导体上形成带...

【专利技术属性】
技术研发人员：万晓玲，
申请(专利权)人：万晓玲，
类型：发明
国别省市：