一種地下電纜及其製備方法
2023-09-15 07:14:30 1
一種地下電纜及其製備方法
【專利摘要】本發明屬於電力電纜領域，公開了一種地下電纜，其由電纜絕緣層包裹導線而成，所述電纜絕緣層由如下原料製備而成：聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、雙環戊二烯、聚矽氧烷、三烯丙基異氰脲酸酯、石墨、硼砂、鈉水玻璃、硅藻土、腐殖酸以及碳化矽粉。本發明地下電纜能夠有效地抗腐蝕；適合多種不同的惡劣環境下使用，保持了較好的機械性能以及絕緣性能等，優於一般電纜產品，杜絕了電纜保護管道損壞後帶來的安全隱患。
【專利說明】一種地下電纜及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於電力材料領域，公開了一種地下電纜及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 地下電纜，和常見的架空線相比，因其常埋於地下，故又稱地下電纜。電纜是由一 根或多根相互絕緣的導體外包絕緣層和保護層製成，用於將電力或信息從一處傳遞到另一 處的導線。地下電纜不同於高架高壓線路，電纜常鋪設於電纜溝、隧道、管道或室內。進入 現代社會後，由於城市用地緊張，交通壓力大，市容建設等原因，大城市普遍採用地下電纜 輸電方式。相對於架空線，電纜具有佔地小、輸電可靠、抗幹擾能力強等優點。
[0003] 地下電纜由於處於地下環境，極容易被破壞或腐蝕，因此，絕大多數的地下電纜都 會裝於管道中，由管道來隔絕外界環境，從而達到保護電纜的目的；但是很多不可控因素會 導致管道破損，從而使得電纜暴露於外部地下環境中，這樣容易導致電纜進水或者腐蝕，大 大減少了電纜的使用壽命以及地下工作的安全性。目前，現有技術的電纜大多不是針對地 下環境設計的，人們對地下電纜的安全性僅僅依賴管道保護，但是我們無法時刻監控管道 的是否損壞，而且即使監控到管道損壞，也需要較長時間的維修，此時，對電纜的要求比較 商。
[0004] 因此，鑑於上述原因，公共安全對地下輸電電纜及機器用電纜的要求越來越高，越 來越重視，要求電纜耐磨性好、阻水以及耐腐蝕，現有的電纜在這些方面還有待改進。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是解決現有技術中電纜的諸多缺陷，經過大量試驗和探索，改變現 有的原料組成及製備方法，提供一種地下電纜，該電纜具備耐磨性好、阻水以及耐腐蝕好等 優點，而且，該電纜使用的材料成本低廉以及製備工藝簡單等優點。
[0006] 為了實現上述目的，本發明的技術方案通過如下方式來實現的： 一種地下電纜，其由電纜絕緣層包裹導線而成，其特徵在於，所述電纜絕緣層由如下原 料製備而成： 聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、雙環戊二烯、聚矽氧烷、三烯丙基異氰脲酸酯、石 墨、硼砂、鈉水玻璃、硅藻土、腐殖酸以及碳化矽粉。
[0007] 所述電纜絕緣層的製備方法包括如下步驟： 步驟1):按重量份取聚氯乙烯100 - 120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30 - 40份、雙環 戊二烯10 - 15份、聚矽氧烷7 - 9份以及三烯丙基異氰脲酸酯3 - 5份混合均勻得到主 料，將主料置於單螺杆擠出機中共混，造粒得到基礎樹脂，打開密煉機並預熱至60-65°C，然 後加入上述基礎樹脂進行密煉，密煉時間為2-3min,得到複合物1 ; 步驟2):將石墨以及硼砂混合均勻，投入到含有無水乙醇的球磨罐中，按照球料比為 30: 1的重量比加入氧化鋁陶瓷球，球磨時間為12小時，球磨溫度為室溫，球磨機轉速500 轉/分鐘，磨至粉末粒徑為500目左右，蒸發掉無水乙醇，然後與鈉水玻璃混合均勻，得到復 合物2 ;其中，石墨，硼砂以及鈉水玻璃的重量比為3 :2 :1 ; 步驟3):將硅藻土和腐殖酸按照2 :1的重量比混合均勻，然後添加5% (V/V)的鹽酸浸 泡5min，以沒過原料為準，500轉離心3分鐘，收集沉澱，烘乾後，研磨成粒徑為500目的粉 末，即為複合物3 ; 步驟4):將複合物1、複合物2、複合物3以及碳化矽粉依次投入到離心機中，1000轉/ min離心攪拌5分鐘，混合均勻後，進入雙螺杆擠出機擠壓成熔融狀態，待混料完全熔融後 擠出到注塑機中，在300°C下注塑成型即得；其中，複合物1、複合物2、複合物3以及碳化 矽粉的重量比為50-60 :6-8 :4-5 :2-3 ; 優選地，鈉水玻璃的模數η為2. 5-3. 0。
[0008] 優選地，碳化矽粉的粒徑控制在500目以上。
[0009] 導線可以根據需要選擇常規的導線，例如銅導線或鋁導線等。
[0010] 本發明取得的有益效果主要包括： 本發明電纜為地下專用電纜，具有高耐磨性能，高機械強度，防水耐腐蝕，符合地下環 境對電纜的要求，提高電纜的使用壽命和地下工作的安全性；本發明通過添加多種輔助原 料助劑，改善了一些材料本身的缺陷，提高了防水以及抗腐蝕性能；本發明製備工藝簡單， 適合大規模工業化生產。
[0011]
【具體實施方式】
[0012] 為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請具 體實施例，對本發明進行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部 分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出 創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
[0013] 實施例1 一種地下電纜，其由電纜絕緣層包裹導線而成，其特徵在於，所述電纜絕緣層由如下原 料製備而成： 聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、雙環戊二烯、聚矽氧烷、三烯丙基異氰脲酸酯、石 墨、硼砂、鈉水玻璃、硅藻土、腐殖酸以及碳化矽粉。
[0014] 所述電纜絕緣層的製備方法包括如下步驟： 步驟1):按重量份取聚氯乙烯120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物40份、雙環戊二烯15份、 聚矽氧烷9份以及三烯丙基異氰脲酸酯5份混合均勻得到主料，將主料置於單螺杆擠出機 中共混，造粒得到基礎樹脂，打開密煉機並預熱至65°C，然後加入上述基礎樹脂進行密煉， 密煉時間為3min，得到複合物1 ; 步驟2):將石墨以及硼砂混合均勻，投入到含有無水乙醇的球磨罐中，按照球料比為 30:1的重量比加入氧化鋁陶瓷球，球磨時間為12小時，球磨溫度為室溫，球磨機轉速500轉 /分鐘，磨至粉末粒徑為500目，蒸發掉無水乙醇，然後與鈉水玻璃混合均勻，得到複合物2 ; 其中，石墨，硼砂以及鈉水玻璃的重量比為3 :2 :1 ; 步驟3):將硅藻土和腐殖酸按照2 :1的重量比混合均勻，然後添加5% (V/V)的鹽酸浸 泡5min，以沒過原料為準，500轉/min離心3分鐘，收集沉澱，烘乾後，研磨成粒徑為500目 的粉末，即為複合物3 ; 步驟4):將複合物1、複合物2、複合物3以及碳化矽粉依次投入到離心機中，1000轉/ min離心攪拌5分鐘，混合均勻後，進入雙螺杆擠出機擠壓成熔融狀態，待混料完全熔融後 擠出到注塑機中，在300°C下注塑成型即得；其中，複合物1、複合物2、複合物3以及碳化 矽粉的重量比為60 :8 :5 :3,碳化矽粉的粒徑控制在500目。
[0015] 實施例2 一種地下電纜，其由電纜絕緣層包裹導線而成，其特徵在於，所述電纜絕緣層由如下原 料製備而成： 聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、雙環戊二烯、聚矽氧烷、三烯丙基異氰脲酸酯、石 墨、硼砂、鈉水玻璃、硅藻土、腐殖酸以及碳化矽粉。
[0016] 所述電纜絕緣層的製備方法包括如下步驟： 步驟1):按重量份取聚氯乙烯100份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、雙環戊二烯10份、 聚矽氧烷7份以及三烯丙基異氰脲酸酯3份混合均勻得到主料，將主料置於單螺杆擠出機 中共混，造粒得到基礎樹脂，打開密煉機並預熱至60°C，然後加入上述基礎樹脂進行密煉， 密煉時間為2min，得到複合物1 ; 步驟2):將石墨以及硼砂混合均勻，投入到含有無水乙醇的球磨罐中，按照球料比為 30:1的重量比加入氧化鋁陶瓷球，球磨時間為12小時，球磨溫度為室溫，球磨機轉速500轉 /分鐘，磨至粉末粒徑為500目，蒸發掉無水乙醇，然後與鈉水玻璃混合均勻，得到複合物2 ; 其中，石墨，硼砂以及鈉水玻璃的重量比為3 :2 :1 ; 步驟3):將硅藻土和腐殖酸按照2 :1的重量比混合均勻，然後添加5% (V/V)的鹽酸浸 泡5min，以沒過原料為準，500轉離心3分鐘，收集沉澱，烘乾後，研磨成粒徑為500目的粉 末，即為複合物3 ; 步驟4):將複合物1、複合物2、複合物3以及碳化矽粉依次投入到離心機中，1000轉/ min離心攪拌5分鐘，混合均勻後，進入雙螺杆擠出機擠壓成熔融狀態，待混料完全熔融後 擠出到注塑機中，在300°C下注塑成型即得；其中，複合物1、複合物2、複合物3以及碳化 矽粉的重量比為50 :6 :4 :2,碳化矽粉的粒徑控制在600目。
[0017] 實施例3 本發明製備的地下電纜的性能測試： 1.實施例和實施例2製備的地下電纜的絕緣層機械性能抗腐蝕性能以及絕緣性能較 好，具體檢測結果可見表1，其中絕緣層厚度均為2mm :
【權利要求】
1. 一種地下電纜，由電纜絕緣層包裹導線而成，其特徵在於，所述電纜絕緣層由如下原 料製備而成： 聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、雙環戊二烯、聚矽氧烷、三烯丙基異氰脲酸酯、石 墨、硼砂、鈉水玻璃、硅藻土、腐殖酸以及碳化矽粉。
2. 如權利要求1所述的地下電纜，其特徵在於，所述電纜絕緣層的製備方法包括如下 步驟： 步驟1):按重量份取聚氯乙烯100 - 120份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30 - 40份、雙環 戊二烯10 - 15份、聚矽氧烷7 - 9份以及三烯丙基異氰脲酸酯3 - 5份，混合均勻得到主 料，將主料置於單螺杆擠出機中共混，造粒得到基礎樹脂，打開密煉機並預熱至60-65°C，然 後加入上述基礎樹脂進行密煉，密煉時間為2-3min,得到複合物1 ; 步驟2):將石墨以及硼砂混合均勻，投入到含有無水乙醇的球磨罐中，按照球料比為 30: 1的重量比加入氧化鋁陶瓷球，球磨時間為12小時，球磨溫度為室溫，球磨機轉速500 轉/分鐘，磨至粉末粒徑為500目左右，蒸發掉無水乙醇，然後與鈉水玻璃混合均勻，得到復 合物2 ;其中，石墨，硼砂以及鈉水玻璃的重量比為3 :2 :1 ; 步驟3):將硅藻土和腐殖酸按照2 :1的重量比混合均勻，然後添加5%的鹽酸浸泡 5min，隨後500轉/min離心3min，收集沉澱，烘乾後，研磨成粒徑為500目的粉末，即為複合 物3 ; 步驟4):將複合物1、複合物2、複合物3以及碳化矽粉依次投入到離心機中，1000轉 /min離心攪拌5min，混合均勻後，進入雙螺杆擠出機擠壓成熔融狀態，然後擠出到注塑機 中，在300°C下注塑成型即得；其中，複合物1、複合物2、複合物3以及碳化矽粉的重量比 為 50-60 :6-8 :4-5 :2-3。
3. 如權利要求2所述的地下電纜，其特徵在於，所述鈉水玻璃的模數為2. 5-3. 0。
4. 如權利要求2所述的地下電纜，其特徵在於，所述碳化矽粉的粒徑控制在500目以 上。
【文檔編號】C08K13/06GK104091630SQ201410344165
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月19日 優先權日:2014年7月19日
【發明者】籍興海, 彭東麗, 陳彤彤, 籍曉彤, 趙前程, 王國柱, 黃濤 申請人:國家電網公司, 國網山東費縣供電公司