一種高強(qiáng)度高韌性隔熱電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度高韌性隔熱電纜。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然橡膠是一種聚異戊二烯含量在90%以上的天然高分子化合物，由于其具有良 好的彈性、可塑性、強(qiáng)度和絕緣性能，被廣應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各種領(lǐng)域中，例如：電線、電纜、 輸送帶、膠管、電子、電器工業(yè)上使用的各種橡膠制品，以及汽車、飛機(jī)、船上使用的橡膠制 品等。
[0003] 天然橡膠也有一些缺點(diǎn)，如成本過高、強(qiáng)度低、韌性不足等，因此，工業(yè)生產(chǎn)中常添 加不同的配料以滿足多樣化需求。在電纜加工領(lǐng)域，高強(qiáng)度和高韌性是對電纜的基本要求， 同時，電纜在某些高溫環(huán)境下使用時，也需要調(diào)節(jié)其隔熱性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度高韌性隔熱電纜，具有 高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，同時隔熱性能優(yōu)異。
[0005] 本發(fā)明提出的一種高強(qiáng)度高韌性隔熱電纜，包括導(dǎo)體、包覆導(dǎo)體的絕緣層、包覆絕 緣層的填充層、包覆填充層的屏蔽層、包覆屏蔽層的鎧裝層和包覆鎧裝層的外護(hù)套；
[0006] 其中外護(hù)套的原料按重量份包括：天然橡膠55-58份，順丁橡膠24-27份，三元乙 丙橡膠20-22份，環(huán)氧樹脂13-16份，聚酰胺纖維5-8份，高韌性高隔熱性能凝膠7-10份， 空心玻璃微珠12-15份，重晶石粉11-13份，滑石粉7-10份，白云石粉7-9份，硅烷偶聯(lián)劑 KH-550 3-5份，硫磺粉0. 5-0. 8份，促進(jìn)劑TMTD0. 7-1. 1份，促進(jìn)劑TMTM 2. 2-2. 5份，過氧 化二異丙苯1. 6-2份，硬脂酸0. 5-1. 5份，椰子油1-1. 5份，石油磺酸苯酯3-5份，防老劑SP 0· 6-0. 9 份，防老劑 RD 2. 5-3. 5 份。
[0007] 優(yōu)選地，外護(hù)套的原料中，天然橡膠的含水量為4-7wt %。
[0008] 優(yōu)選地，外護(hù)套的原料中，天然橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、環(huán)氧樹脂的重量比 為 56-57 :25-26 :20·5-21 :14-15。
[0009] 優(yōu)選地，外護(hù)套的原料按重量份包括：天然橡膠56-57份，順丁橡膠25-26份，三 元乙丙橡膠20. 5-21份，環(huán)氧樹脂14-15份，聚酰胺纖維6-7份，高韌性高隔熱性能凝膠 8-9份，空心玻璃微珠13-14份，重晶石粉11. 5-12份，滑石粉8-9份，白云石粉7. 5-8份， 硅烷偶聯(lián)劑KH-550 3. 5-4. 5份，硫磺粉0. 6-0. 7份，促進(jìn)劑TMTD 0. 8-1份，促進(jìn)劑TMTM 2. 3-2. 4份，過氧化二異丙苯1. 7-1. 8份，硬脂酸0. 8-1. 2份，椰子油1. 2-1. 3份，石油磺酸 苯酯3. 5-4. 4份，防老劑SP 0. 7-0. 8份，防老劑RD 2. 7-3. 1份。
[0010] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法如下：
[0011] S1、將聚對苯撐苯并二噁唑纖維投入第一預(yù)制溶液中，浸泡后，干燥，破碎得到物 料A ;將物料A、硅烷偶聯(lián)劑KH-560攪拌均勻后，進(jìn)行氧氣等離子處理得到改性聚對苯撐苯 并二噁唑纖維；
[0012] S2、將二氧化鈦、改性聚對苯撐苯并二噁唑纖維、正硅酸乙酯、無水乙醇混合后，進(jìn) 行超聲處理得到物料B ;調(diào)節(jié)物料B的pH值后，升溫，保溫；接著加入氨水，攪拌后靜置得到 凝膠；
[0013] S3、將凝膠投入第二預(yù)制洗滌液中，浸泡后，繼續(xù)加入環(huán)己烷，靜置后，過濾，干燥 得到高韌性高隔熱性能凝膠。
[0014] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法如下：
[0015] S1、將聚對苯撐苯并二噁唑纖維投入第一預(yù)制溶液中，浸泡10_12h后，干燥，破 碎得到物料A ;將物料A、硅烷偶聯(lián)劑KH-560攪拌均勻后，進(jìn)行氧氣等離子處理得到改性 聚對苯撐苯并二噁唑纖維，氧氣等離子處理的壓力為32-35Pa，氧氣等離子處理的功率為 200-230W，氧氣等離子處理的時間為7-10min ;
[0016] S2、將二氧化鈦、改性聚對苯撐苯并二噁唑纖維、正硅酸乙酯、無水乙醇混合后，進(jìn) 行超聲處理得到物料B，超聲處理的功率為200-300W，超聲處理的功率為55-60kHz，超聲處 理的時間為25-30min ;調(diào)節(jié)物料B的pH值至2. 5-3. 5后，升溫至52-55°C，保溫15-20min ; 接著加入濃度為3-7mol/L的氨水，攪拌后靜置40-50min得到凝膠；
[0017] S3、將凝膠投入第二預(yù)制洗滌液中，浸泡20_24h后，繼續(xù)加入環(huán)己烷，靜置l_2h 后，過濾，干燥得到高韌性高隔熱性能凝膠。
[0018] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法如下：
[0019] S1、按重量份將1-3份聚對苯撐苯并二噁唑纖維投入5-8份第一預(yù)制溶液中，浸泡 10-12h后，干燥，破碎得到物料A ;將物料A、2-5份硅烷偶聯(lián)劑KH-560攪拌均勻后，進(jìn)行氧 氣等離子處理得到改性聚對苯撐苯并二噁唑纖維，氧氣等離子處理的壓力為32-35Pa，氧氣 等離子處理的功率為200-230W，氧氣等離子處理的時間為7-10min ;
[0020] S2、按摩爾份將0. 1-0. 3份二氧化鈦、0. 3-0. 6份改性聚對苯撐苯并二噁唑纖維、 3-3. 5份正硅酸乙酯、8-12份無水乙醇混合后，進(jìn)行超聲處理得到物料B，超聲處理的功率 為200-300W，超聲處理的功率為55-60kHz，超聲處理的時間為25-30min ;調(diào)節(jié)物料B的pH 值至2. 5-3. 5后，升溫至52-55°C，保溫15-20min ;接著加入0. 2-0. 3份濃度為3-7mol/L的 氨水，攪拌后靜置40-50min得到凝膠；
[0021] S3、按重量份將2-3份凝膠投入8-10份第二預(yù)制洗滌液中，浸泡20-24h后，繼續(xù) 加入8-10份環(huán)己燒，靜置1-2h后，過濾，干燥得到高韌性高隔熱性能凝膠。
[0022] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法的S1中，第一預(yù)制溶液 是由丙酮、無水乙醇按體積比為1_2 :2_3混合制成的。
[0023] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法的S1中，物料A的長度 為 l_2mm〇
[0024] 優(yōu)選地，外護(hù)套原料中的高韌性高隔熱性能凝膠制備方法的S3中，第二預(yù)制溶液 是由正硅酸乙酯、無水乙醇按體積比為1-2 :5-7混合制成的。
[0025] 本發(fā)明外護(hù)套在制備過程中，使用特定含水量的天然橡膠，減少了硫化時間，降低 了"焦燒"的風(fēng)險，而天然橡膠與順丁橡膠、三元乙丙橡膠、環(huán)氧樹脂、聚酰胺纖維、高韌性 高隔熱性能凝膠配合作為本發(fā)明外護(hù)套的主料，大大提高了本發(fā)明外護(hù)套的強(qiáng)度、韌性和 隔熱性能；其中，聚酰胺纖維由于具備較長的絲狀原纖組織，能夠配合提高本發(fā)明外護(hù)套強(qiáng) 度、韌性的同時，還能增強(qiáng)本發(fā)明外護(hù)套的彈性和耐磨性能；而高韌性高隔熱性能凝膠的 制備過程中，聚對苯撐苯并二噁唑纖維的使用大幅提高了本發(fā)明的韌性、強(qiáng)度、模量和耐高 溫性能，將聚對苯撐苯并二噁唑纖維投入由特定體積比丙酮和無水乙醇混合制成的第一預(yù) 制溶液中浸泡，能夠去除聚對苯撐苯并二噁唑纖維表面的膠料和污染物，提高高韌性高隔 熱性能凝膠的純凈度，接著用硅烷偶聯(lián)劑KH-560浸潤并用氧氣進(jìn)行等離子處理，能夠在聚 對苯撐苯并二噁唑纖維表面刻蝕出大量坑狀形貌，使其表面凹凸不平，從而有利于改性聚 對苯撐苯并二噁唑纖維融入凝膠中，形成阻燃、隔熱、高模量的高韌性高隔熱性能凝膠；而 凝膠的制備中，將正硅酸乙酯作為主料混雜在無水乙醇中，并進(jìn)行超聲處理，有利于二氧化 鈦、改性聚對苯撐苯并二噁唑纖維、正硅酸乙酯的均勻分布，加速凝膠的析出，同時也使凝 膠中Si-0-Si基團(tuán)互相連接構(gòu)成的納米多孔結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，而添加的二氧化鈦?zhàn)鳛檎诠鈩?使用，能夠避免本發(fā)明在使用過程中由于光照導(dǎo)致的凝膠失效；接著添加的氨水作為堿性 催化劑的使用，促進(jìn)了縮聚反應(yīng)發(fā)生，進(jìn)一步加快了凝膠的形成；接著將凝膠體投入由特定 比例正硅酸乙酯和無水乙醇組成的溶液浸泡，使凝膠的網(wǎng)絡(luò)骨架進(jìn)一步固化；而添加的環(huán) 己烷能夠發(fā)揮溶劑替換作用，使接著進(jìn)行的干燥過程中，凝膠空隙里溶劑揮發(fā)完全，確保得 到高品質(zhì)的高韌性高隔熱性能凝膠；添加環(huán)氧樹脂，能夠防止硫化速度過快導(dǎo)致"焦燒"現(xiàn) 象的出現(xiàn)，同時增加膠料的貯存壽命，提高本發(fā)明外護(hù)套制備過程的安全性；空心玻璃微 珠、重晶石粉、滑石粉、白云石粉等無機(jī)補(bǔ)強(qiáng)填充劑配合使用，并在硅烷偶聯(lián)劑KH-550