用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆制造技术

本发明专利技术涉及用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，属于电缆技术领域，包括导电电缆芯，导电电缆芯的外侧包覆有缆芯绝缘层，缆芯绝缘层的外侧包覆有填充层，填充层外侧包覆有屏蔽层，屏蔽层外侧包覆有护套层，本发明专利技术在导电电缆芯中引入碳纳米管，大大提高了电缆的导电率，同时采用阻燃改性复合橡胶作为填充层，纳米级氢氧化镁接枝聚苯乙烯之后分散性更好，在聚合物中分布更加均匀，阻燃效果更好，另外用乙烯

【技术实现步骤摘要】
用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆


[0001]本专利技术属于电缆
，具体地，涉及用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆。

技术介绍

[0002]电缆是一种电能或信号传输装置，包括由实心线或绞合线制成的导体、用于电绝缘的由介电材料制成的绝缘层以及用于电磁屏蔽的由导电材料制成的屏蔽层，电缆的尺寸和长度随着使用该电缆的设施的规模增加而增加，公告号为CN102969073B的专利技术专利公开了具有复合内导体浅海海底用同轴电缆及其制造方法，该专利技术在聚酯薄膜带外周包覆麻绳衬层，由于麻绳的密度相对较小，因而可以有效减轻电缆的质量，但是由于麻绳极易燃而存在很大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，解决了现有技术中存在的电缆质量大，阻燃性差的问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，包括导电电缆芯，导电电缆芯的外侧包覆有缆芯绝缘层，缆芯绝缘层的外侧包覆有填充层，填充层的外侧包覆有屏蔽层，屏蔽层的外侧包覆有护套层；
[0006]所述填充层的原料为阻燃改性复合橡胶，所述阻燃改性复合橡胶包括以下步骤制得：
[0007]步骤A1、将柠檬酸溶解于3.0
‑
3.5mol/L的氯化镁溶液中，60
‑
65℃下加热30
‑
40min，然后通过蠕动泵注入氨水溶液，将得到的悬浮液陈化1
‑/>1.5h，用去离子水洗涤3
‑
4次，于110
‑
120℃下干燥5
‑
6h，将得到的粉末在聚四氟乙烯内衬不锈钢高压灭菌器中220
‑
240℃恒温进行水热处理2
‑
3h，在水热过程中加入改性剂，样品自然冷却至室温后，用去离子水冲洗，80
‑
90℃干燥6
‑
7h，得到氢氧化镁纳米颗粒，其中柠檬酸作为分散剂；
[0008]步骤A2、将氢氧化镁纳米颗粒在115
‑
120℃下干燥6
‑
7h，放入高速混合器中，加入3
‑
(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、丙酮、水和乙酸搅拌20
‑
25min，得到改性粉末，
[0009]步骤A3、将改性粉末在80
‑
85℃下干燥10
‑
12h，然后将改性粉末、苯乙烯、AIBN放入搅拌机，在80
‑
85℃油浴锅中反应40
‑
45min，得到改性氢氧化镁纳米颗粒，用3
‑
(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷作为硅烷交联剂对氢氧化镁进行处理，在其表面引入碳碳双键，再将苯乙烯通过碳碳双键接枝聚合在氢氧化镁表面；
[0010]步骤A4、将改性氢氧化镁纳米颗粒、低密度聚乙烯、废橡胶粉、发泡剂、硫化促进剂加入砂磨机中，然后熔融挤出，造粒得到阻燃改性复合橡胶。
[0011]进一步地，步骤A1中所述柠檬酸、氯化镁、氨水的质量比为0.3
‑
0.5：50
‑
55：60
‑
65，所述氨水溶液的浓度为15
‑
20％。
[0012]进一步地，步骤A1中所述蠕动泵的流速为0.8
‑
1mL/min，避免氨水局部浓度过大，晶核生长速度过快而发生团聚。
[0013]进一步地，步骤A1中所述改性剂为乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种以任意比例混合，改性剂的加入可以促进氢氧化镁颗粒的溶解
‑
再结晶过程，以提高氢氧化镁纳米颗粒的纯度。
[0014]进一步地，步骤A2中所述氢氧化镁纳米颗粒、3
‑
(甲基丙烯酰氧基)
‑
丙基三甲氧基硅烷、丙酮、水和乙酸的质量比为0.5
‑
0.7：0.6
‑
0.65：2
‑
3：2
‑
2.2：2.5
‑
3.1。
[0015]进一步地，步骤A3中所述改性粉末、苯乙烯、AIBN的质量比为1
‑
1.2：1.5
‑
1.7：0.2
‑
0.25。
[0016]进一步地，步骤A4中所述改性氢氧化镁纳米颗粒、低密度聚乙烯、废橡胶粉、发泡剂、硫化促进剂的质量比为15
‑
25：45
‑
55：100
‑
120：1.5
‑
2：6
‑
8。
[0017]进一步地，所述导电电缆芯的原料为改性导体，所述改性导体包括以下步骤制得：
[0018]步骤B1、用甲烷作为辅助气体采用超音速火焰喷涂法将镍合金粉末喷涂到铜导体或铝导体上，得到碳纳米管金属复合导体；
[0019]步骤B2、将碳纳米管金属复合导体放入20
‑
30％的硫酸中浸泡10
‑
15min，使碳纳米管表面含有羟基、羧基等亲水基团，防止团聚，从而均匀分布在材料表面，然后将酸化后的碳纳米管金属复合导体放在去离子水中超声分散30
‑
40min，使金属离子通过毛细管作用进入碳纳米管空心管，最后干燥至恒重得到改性导体。
[0020]进一步地，步骤B1中所述镍合金粉由锡、镍、铜、锌按照质量比47.44
‑
52.64：23.72
‑
26.32：12.04
‑
16.04：5.02
‑
9.02混合，用搅拌式高能球磨机，20
‑
40℃、转速为280
‑
320rpm的条件下球磨20
‑
24h得到；
[0021]进一步地，所述缆芯绝缘层的原料为硅烷交联聚乙烯。
[0022]进一步地，所述屏蔽层的原料为乙烯
‑
四氟乙烯共聚物，乙烯
‑
四氟乙烯共聚物的密度仅为1.7g/cm3，是最轻的氟塑料之一，比普通电缆用屏蔽材料轻20％，而且乙烯
‑
四氟乙烯共聚物还可以进行高温薄层挤塑，使得屏蔽层的厚度大大降低，因此可以大大减轻电缆的质量。
[0023]进一步地，所述护套层的原料为聚全氟乙丙烯。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术采用改性导体作为导电电缆芯，用甲烷做辅助气体，采用超音速火焰喷涂法将镍合金粉末喷涂到改性导体上，超音速火焰喷涂时火焰温度会达到3000℃以上，甲烷在镍合金的催化作用下会生成高纯度的固态碳，即甲烷会裂解，在改性导体表面形成碳纳米管，但由于碳纳米管表面含有丰富的π电子，疏水性较强，易团聚，因此对其进行酸化处理，可以使表面含有羟基、羧基等亲水基团，增强碳纳米管的极性和亲水性，使碳纳米管均匀分布在材料表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，其特征在于：包括导电电缆芯(1)、导电电缆芯(1)的外侧包覆有缆芯绝缘层(2)，缆芯绝缘层(2)的外侧包覆有填充层(3)，填充层(3)的外侧包覆有屏蔽层(4)，屏蔽层(4)的外侧包覆有护套层(5)；所述填充层(3)的原料为阻燃改性复合橡胶，所述阻燃改性复合橡胶包括以下步骤制得：步骤A1、将柠檬酸溶于3.0
‑
3.5mol/L的氯化镁溶液中，60
‑
65℃下加热30
‑
40min，通过蠕动泵注入氨水溶液，将得到的悬浮液陈化1
‑
1.5h，洗涤干燥，然后将得到的粉末在220
‑
240℃下进行水热处理2
‑
3h，水热处理过程中加入改性剂，洗涤干燥，得到氢氧化镁纳米颗粒；步骤A2、将氢氧化镁纳米颗粒在115
‑
120℃下干燥6
‑
7h，放入高速混合器中，然后加入3
‑
(甲基丙烯酰氧基)
‑
丙基三甲氧基硅烷、丙酮、水和乙酸搅拌20
‑
25min，得到改性粉末；步骤A3、将改性粉末在80
‑
85℃下干燥10
‑
12h，然后将改性粉末、苯乙烯、AIBN放入搅拌机，在80
‑
85℃油浴锅中反应40
‑
45min，得到改性氢氧化镁纳米颗粒；步骤A4、将改性氢氧化镁纳米颗粒、低密度聚乙烯、废橡胶粉、发泡剂、硫化促进剂放入砂磨机中混碾，然后熔融挤出，造粒得到阻燃改性复合橡胶。2.根据权利要求1所述的用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，其特征在于：步骤A1中所述柠檬酸、氯化镁、氨水溶液和改性剂的质量比为0.3
‑
0.5：50
‑
55：60
‑
65:0.1
‑
0.2，所述氨水溶液的浓度为15
‑
20％。3.根据权利要求1所述的用于地下开采的长距离输送用轻质探测电缆，其特征在于：步骤A2中所述氢氧化镁纳米颗粒、3
‑
(甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁章国，朱从林，董建秀，於广勇，
申请(专利权)人：天长市徽宁电器仪表厂，
类型：发明
国别省市：