船舶用抗腐蝕電纜密封護套及其製備方法與流程
2023-11-08 14:22:37
本發明涉及電纜生產領域，具體地，涉及一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套及其製備方法。
背景技術：
：電纜的密封護套大多是絕熱的，其導熱係數一般在0.2w/(m·k)左右，這使得密封護套在提供絕緣性能的同時，一定程度上阻礙了電纜內部熱量的散失，熱量的聚集會加快密封護套的老化速度，使得其抗腐蝕能力下降，從而縮短電纜的壽命。在密封護套材料中加入導熱填料能夠很好解決上述問題，但是，導熱填料在高分子基體中易於團聚、沉積而分散性差，最終導緻密封護套的力學性能下降，不能滿足密封護套的使用工藝要求。因此，提供一種具備優良力學性能、散熱性能和抗腐蝕能力的船舶用抗腐蝕電纜密封護套及其製備方法是本發明亟需解決的問題。技術實現要素：本發明的目的是提供一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套及其製備方法，解決了導熱填料在高分子基體中易於團聚、沉積而分散性差，最終導緻密封護套的散熱性能、力學性能和抗腐蝕能力下降，不能滿足密封護套的使用工藝要求的問題。為了實現上述目的，本發明提供了一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套的製備方法，所述製備方法包括：(1)納米填料的製備：將納米二氧化矽和乳化劑混合，在50-60℃下進行水浴加熱，水浴加熱1-1.5h後加入分散劑，在70-80℃下繼續水浴加熱30-40min後進行離心處理，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥，得到納米填料m；(2)納米填料的改性：將所述納米填料m、矽烷偶聯劑kh560、乙醇和水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為120-140℃，第一次熱處理的時間為1-2h，第二次熱處理的溫度為70-80℃，第二次熱處理的時間為30-40min；(3)密封護套的製備：將所述納米填料n、醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂和乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套。本發明還提供了一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套，所述船舶用抗腐蝕電纜密封護套由上述的製備方法製得。通過上述技術方案，本發明提供了一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套的製備方法，所述製備方法包括：將納米二氧化矽和乳化劑混合，在50-60℃下進行水浴加熱，水浴加熱1-1.5h後加入分散劑，在70-80℃下繼續水浴加熱30-40min後進行離心處理，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥，得到納米填料m；將所述納米填料m、矽烷偶聯劑kh560、乙醇和水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為120-140℃，第一次熱處理的時間為1-2h，第二次熱處理的溫度為70-80℃，第二次熱處理的時間為30-40min；將所述納米填料n、醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂和乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套；通過對導熱填料的優化處理，使得其能夠很好的分散至密封護套的製備原料中，通過各原料之間的協同作用使得製得的密封護套具備優良的力學性能、導熱性能和抗腐蝕能力。本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。在本文中所披露的範圍的端點和任何值都不限於該精確的範圍或值，這些範圍或值應當理解為包含接近這些範圍或值的值。對於數值範圍來說，各個範圍的端點值之間、各個範圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值範圍，這些數值範圍應被視為在本文中具體公開。本發明提供了一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套的製備方法，所述製備方法包括：(1)納米填料的製備：將納米二氧化矽和乳化劑混合，在50-60℃下進行水浴加熱，水浴加熱1-1.5h後加入分散劑，在70-80℃下繼續水浴加熱30-40min後進行離心處理，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥，得到納米填料m；(2)納米填料的改性：將所述納米填料m、矽烷偶聯劑kh560、乙醇和水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為120-140℃，第一次熱處理的時間為1-2h，第二次熱處理的溫度為70-80℃，第二次熱處理的時間為30-40min；(3)密封護套的製備：將所述納米填料n、醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂和乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得製得的密封護套具備更為優良的力學性能和導熱能力，相對於100重量份的所述納米二氧化矽，所述乳化劑的用量為300-500重量份，所述分散劑的用量為50-80重量份；相對於100重量份的所述納米填料m，所述矽烷偶聯劑kh560的用量為30-50重量份，所述乙醇的用量為300-500重量份，所述水的用量為200-300重量份；相對於100重量份的所述納米填料n，所述醇酸樹脂的用量為700-900重量份，所述環氧樹脂的用量為400-500重量份，所述甲酚的用量為200-300重量份，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為250-400重量份，所述丙烯酸樹脂的用量為100-200重量份，所述乙酸乙酯的用量為150-250重量份。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得納米二氧化矽能夠發揮更好的導熱填料效果，所述納米二氧化矽的粒徑為20-30nm。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得製得的密封護套具備更為優良的力學性能和導熱能力，所述乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚和/或辛基酚聚氧乙烯醚。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得製得的密封護套具備更為優良的力學性能和導熱能力，所述分散劑為硬脂酸鎂、硬脂酸鎘和硬脂酸銅中的一種或多種。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得納米填料m能夠被充分乾燥，步驟(1)中乾燥的溫度為40-60℃，乾燥的時間為40-50min。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得納米二氧化矽、乳化劑和分散劑能夠充分混合，步驟(1)中離心的速度為200-300r/s，離心的時間為5-10min。在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得製得的密封護套具備更為優良的力學性能和導熱能力，所述醇酸樹脂的重均分子量為2000-4000，所述環氧樹脂的重均分子量為5000-6000，所述丁醇醚化氨基樹脂的重均分子量為2000-3000，所述丙烯酸樹脂的重均分子量為4000-5000。本發明還提供了一種船舶用抗腐蝕電纜密封護套，所述船舶用抗腐蝕電纜密封護套由上述的製備方法製得。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例中，納米二氧化矽的粒徑為20-30nm，醇酸樹脂的重均分子量為2000-4000，環氧樹脂的重均分子量為5000-6000，丁醇醚化氨基樹脂的重均分子量為2000-3000，丙烯酸樹脂的重均分子量為4000-5000。實施例1將100g納米二氧化矽和300g烷基酚聚氧乙烯醚混合，在50℃下進行水浴加熱，水浴加熱1h後加入50g硬脂酸鎂，在70℃下繼續水浴加熱30min後進行離心處理(離心的速度為200r/s，離心的時間為5min)，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥(乾燥的溫度為40℃，乾燥的時間為40min)，得到納米填料m；將100g所述納米填料m、30g矽烷偶聯劑kh560、300g乙醇和200g水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為120℃，第一次熱處理的時間為1h，第二次熱處理的溫度為70℃，第二次熱處理的時間為30min；將100g所述納米填料n、700g醇酸樹脂、400g環氧樹脂、200g甲酚、250g丁醇醚化氨基樹脂、100g丙烯酸樹脂和150g乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套a1。實施例2將100g納米二氧化矽和500g辛基酚聚氧乙烯醚混合，在60℃下進行水浴加熱，水浴加熱1.5h後加入80g硬脂酸鎘，在80℃下繼續水浴加熱40min後進行離心處理(離心的速度為300r/s，離心的時間為10min)，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥(乾燥的溫度為60℃，乾燥的時間為50min)，得到納米填料m；將100g所述納米填料m、50g矽烷偶聯劑kh560、500g乙醇和300g水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為140℃，第一次熱處理的時間為2h，第二次熱處理的溫度為80℃，第二次熱處理的時間為40min；將100g所述納米填料n、900g醇酸樹脂、500g環氧樹脂、300g甲酚、400g丁醇醚化氨基樹脂、200g丙烯酸樹脂和250g乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套a2。實施例3將100g納米二氧化矽和400g辛基酚聚氧乙烯醚混合，在55℃下進行水浴加熱，水浴加熱1.2h後加入60g硬脂酸銅，在75℃下繼續水浴加熱35min後進行離心處理(離心的速度為250r/s，離心的時間為8min)，過濾後將濾渣進行洗滌、乾燥(乾燥的溫度為50℃，乾燥的時間為45min)，得到納米填料m；將100g所述納米填料m、40g矽烷偶聯劑kh560、400g乙醇和250g水混合，之後分別進行第一次熱處理和第二次熱處理，得到改性後的納米填料n；其中第一次熱處理的溫度為130℃，第一次熱處理的時間為1.5h，第二次熱處理的溫度為75℃，第二次熱處理的時間為35min；將100g所述納米填料n、800g醇酸樹脂、450g環氧樹脂、250g甲酚、350g丁醇醚化氨基樹脂、150g丙烯酸樹脂和200g乙酸乙酯混合，擠出成型後得到密封護套a3。對比例1按照實施例3的方法進行製備，不同的是，相對於100g的所述納米二氧化矽，所述辛基酚聚氧乙烯醚的用量為200g，所述硬脂酸銅的用量為40g；相對於100g的所述納米填料m，所述矽烷偶聯劑kh560的用量為20g，所述乙醇的用量為200g，所述水的用量為150g；相對於100g的所述納米填料n，所述醇酸樹脂的用量為650g，所述環氧樹脂的用量為350g，所述甲酚的用量為150g，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為200g，所述丙烯酸樹脂的用量為80g，所述乙酸乙酯的用量為120g，擠出成型後得到密封護套d1。對比例2按照實施例3的方法進行製備，不同的是，相對於100g的所述納米二氧化矽，所述辛基酚聚氧乙烯醚的用量為550g，所述硬脂酸銅的用量為85g；相對於100g的所述納米填料m，所述矽烷偶聯劑kh560的用量為55g，所述乙醇的用量為550g，所述水的用量為350g；相對於100g的所述納米填料n，所述醇酸樹脂的用量為950g，所述環氧樹脂的用量為550g，所述甲酚的用量為350g，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為450g，所述丙烯酸樹脂的用量為250g，所述乙酸乙酯的用量為300g，擠出成型後得到密封護套d2。對比例3按照實施例3的方法進行，不同的是，第一次熱處理的溫度為110℃，第一次熱處理的時間為0.8h，第二次熱處理的溫度為60℃，第二次熱處理的時間為20min，得到密封護套d3。對比例4按照實施例3的方法進行，不同的是，第一次熱處理的溫度為150℃，第一次熱處理的時間為2.5h，第二次熱處理的溫度為90℃，第二次熱處理的時間為50min，得到密封護套d4。對比例5按照實施例3的方法進行，不同的是，在密封護套的製備中，原料不包括醇酸樹脂，得到密封護套d5。對比例6按照實施例3的方法進行，不同的是，在密封護套的製備中，原料不包括丁醇醚化氨基樹脂，得到密封護套d6。對比例7按照實施例3的方法進行，不同的是，在密封護套的製備中，原料不包括丙烯酸樹脂，得到密封護套d7。測試例對製得的密封護套a1-a3，d1-d7分別進行電氣強度、導熱係數和耐腐蝕性測定；其中，電氣強度按照gb/t1408.1—2006標準進行測定，導熱係數按照astmc518-10標準進行測定，耐腐蝕性按照db63/t687-2007標準進行檢測，檢測結果見表1。表1實施例編號電氣強度(常態)導熱係數耐腐蝕性實施例122.8mv/m0.32w/(m·k)表面無明顯腐蝕痕跡實施例223.2mv/m0.33w/(m·k)表面無明顯腐蝕痕跡實施例324.1mv/m0.35w/(m·k)表面無明顯腐蝕痕跡對比例120.3mv/m0.14w/(m·k)表面有輕微腐蝕痕跡對比例221.2mv/m0.11w/(m·k)表面有嚴重腐蝕痕跡對比例320.5mv/m0.14w/(m·k)表面有輕微腐蝕痕跡對比例420.9mv/m0.15w/(m·k)表面有嚴重腐蝕痕跡對比例519.2mv/m0.14w/(m·k)表面有輕微腐蝕痕跡對比例621.1mv/m0.17w/(m·k)表面有輕微腐蝕痕跡對比例719.4mv/m0.18w/(m·k)表面有嚴重腐蝕痕跡通過上表數據可以看出在本發明範圍內製得的密封護套a1-a3，其具備優良的導熱性能和電性能，同時也具備優良的耐腐蝕能力，而在本發明範圍外製得的密封護套d1-d7，其各方面性能相對較差。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁12