一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆的制作方法

1.本发明涉及先进制造技术领域，尤其涉及一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆。


背景技术：

2.在炼油厂、化工厂的输变电线路及电气控制线路等所使用的电力电缆，由于作为电缆外护套的pvc或pe材料经常接触到酸、碱、有机溶剂等各种化学药品，容易受到腐蚀损害，从而造成通信质量下降、电缆使用寿命降低等不良影响。因此，为了满足在化工领域使用的要求，需要开发一种具有优良耐化学腐蚀性能的电力电缆。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆。
4.本发明提出的一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆，包括：导体；包覆在所述导体外部的绝缘层；包覆在所述绝缘层外部的内护套层；包覆在所述内护套层外部的屏蔽层；和包覆在所述屏蔽层外部的外护套层；
5.所述内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯40-60份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯3-5份、马来酸酐接枝氟橡胶5-10份、eva树脂2-3份、改性氢氧化铝20-30份、改性六方氮化硼纳米片2-4份、抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份。
6.优选地，所述马来酸酐接枝高密度聚乙烯的马来酸酐接枝率为1-2％。
7.其中，马来酸酐接枝高密度聚乙烯可以采用常规的溶液接枝法或者熔融接枝法制备。例如可以是：将马来酸酐、引发剂溶解于适量丙酮中，然后与高密度聚乙烯混合，采用双螺杆挤出机在150-180℃下熔融挤出，即得；其中，引发剂优选为dcp、bpo或其组合，高密度聚乙烯与马来酸酐的质量比优选为100：(1.5-3)，高密度聚乙烯与引发剂的质量比优选为100：(0.3-0.5)。
8.优选地，所述马来酸酐接枝氟橡胶的马来酸酐接枝率为1-3％。
9.其中，马来酸酐接枝氟橡胶可以采用常规的熔融接枝法制备。例如可以是：将氟橡胶、马来酸酐和引发剂加入密炼机中，在140-160℃下熔融接枝反应10-30min，即得；其中，引发剂优选为dcp、bpo或其组合，氟橡胶与马来酸酐的质量比优选为100：(4-10)，氟橡胶与引发剂的质量比优选为100：(0.1-1)。
10.优选地，所述改性六方氮化硼纳米片的制备方法包括：
11.s1、将六方氮化硼纳米片加入氢氧化钠溶液中分散均匀，然后加热搅拌反应，反应结束后经过离心、洗涤、干燥，得到羟基化六方氮化硼纳米片；
12.s2、采用氨基硅烷偶联剂对将所述羟基化六方氮化硼纳米片进行表面接枝改性，得到改性六方氮化硼纳米片。
13.优选地，所述六方氮化硼纳米片的直径为50-500nm，所述氢氧化钠溶液的浓度为3-5mol/l，六方氮化硼纳米片与氢氧化钠溶液的比例为(0.3-1)g：100ml。
14.优选地，s1中，加热搅拌反应的温度为80-95℃，时间为12-24h。
15.优选地，s2中，所述氨基硅烷偶联剂与羟基化六方氮化硼纳米片的质量比为(1-2)：10。
16.优选地，s2中，采用氨基硅烷偶联剂对将所述羟基化六方氮化硼纳米片进行表面接枝改性的具体步骤为：将氨基硅烷偶联剂、乙醇和水按质量比为1：(20-50)：(2-5)混合均匀，然后加入羟基化六方氮化硼纳米片分散均匀，在70-90℃下搅拌反应1-3h，过滤、干燥，即得。
17.优选地，所述氨基硅烷偶联剂为kh550、kh540、kh792、kh602中的至少一种。
18.优选地，所述改性氢氧化铝是由硅烷偶联剂对氢氧化铝进行表面接枝改性得到；优选地，硅烷偶联剂对氢氧化铝进行表面接枝改性的具体步骤为：将硅烷偶联剂、乙醇和水按质量比为1：(40-60)：(4-6)混合均匀，然后加入氢氧化铝分散均匀，在60-90℃下搅拌反应1-3h，过滤、干燥，即得；优选地，所述硅烷偶联剂与氢氧化铝的质量比为(2-5)：100；其中，所述硅烷偶联剂的具体种类不作限制，可以是常用的硅烷偶联剂，优选为kh550、kh540、kh792、kh602中的至少一种。
19.优选地，所述导体为多股绞合紧压铜导体。
20.优选地，所述绝缘层为交联聚乙烯绝缘层，是以交联聚乙烯绝缘料为原料制成。本发明对交联聚乙烯绝缘料不作特别限制。
21.优选地，所述屏蔽层为双层铝塑复合带纵包层，并设有镀锡铜丝引流线。
22.本发明的有益效果如下：
23.本发明的电缆采用多股绞合压型导体，绝缘层采用交联聚乙烯，与普通绝缘材料相比具有一定的耐化学药品腐蚀能力；屏蔽层使用双面铝塑复合带，铝层可以阻止芳香烃等穿透伤害内绝缘层；内、外护套材料使用聚烯烃复合材料，以高密度聚乙烯、马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝氟橡胶、eva树脂、改性氢氧化铝、改性六方氮化硼纳米片以合适的比例复配，其中马来酸酐对聚乙烯、氟橡胶的接枝提高了不同高分子材料之间以及与填料的相容性，eva树脂提高了材料的加工性能，改性六方氮化硼纳米片通过表面羟基化改性和含氨基硅烷偶联剂的接枝，不仅在树脂基体中分散效果好，而且由于氨基能与基体树脂上接枝的马来酸酐极性基团发生化学键合作用，从而强化六方氮化硼纳米片在树脂基体中的抗化学腐蚀性，改性氢氧化铝能够在树脂中分散均匀，使护套层具有优良的阻燃性能，通过上述配方的优化，使得内、外护套层不仅具有具有优良的耐化学腐蚀性能，具有耐药品性和抑制药品穿透性，而且阻燃性能好，在燃烧的情况下不熔融、不滴落，不延燃；因此，本发明的电缆具有优良的耐化学腐蚀性能和阻燃性能，能较好的适应炼油厂、化工厂、钢铁厂等领域的安全使用要求，适合应用于化工领域。
具体实施方式
24.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
25.下述实施例和对比例中，高密度聚乙烯牌号为陶氏3364；氟橡胶为26型氟橡胶，牌号为杜邦viton a；eva树脂牌号为杜邦260；交联聚乙烯绝缘料牌号为陶氏hfdb-4201nt k。
26.实施例1
27.一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆，包括：多股绞合紧压铜导体；包覆在导体外
部的绝缘层，绝缘层是以交联聚乙烯绝缘料为原料制成；包覆在绝缘层外部的内护套层；包覆在内护套层外部的屏蔽层，屏蔽层为双层铝塑复合带纵包层，并设有镀锡铜丝引流线；和包覆在屏蔽层外部的外护套层；
28.内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯50份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯4份、马来酸酐接枝氟橡胶6份、eva树脂2.5份、改性氢氧化铝25份、改性六方氮化硼纳米片3份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.3份。
29.马来酸酐接枝高密度聚乙烯的马来酸酐接枝率为1.12％，其制备方法为：将马来酸酐、引发剂dcp溶解于适量丙酮中，然后与高密度聚乙烯混合，采用双螺杆挤出机在160-180℃下熔融挤出，即得，其中高密度聚乙烯、马来酸酐与引发剂dcp的质量比为100：2：0.4。
30.马来酸酐接枝氟橡胶的接枝率为1.65％，其制备方法为：将氟橡胶、马来酸酐和引发剂dcp加入密炼机中，在150℃下熔融接枝反应15min，即得，其中氟橡胶、马来酸酐与引发剂dcp的质量比为100：6：0.3。
31.改性六方氮化硼纳米片的制备方法为：
32.s1、将直径为200nm的六方氮化硼纳米片加入浓度为4mol/l的氢氧化钠溶液中分散均匀，然后在90℃下加热搅拌反应18h，反应结束后经过离心、洗涤、干燥，得到羟基化六方氮化硼纳米片，其中六方氮化硼纳米片与氢氧化钠溶液的比例为0.4g：100ml；
33.s2、将硅烷偶联剂kh550、乙醇和水按质量比为1：30：3混合均匀，然后加入羟基化六方氮化硼纳米片分散均匀，在80℃下搅拌反应2h，过滤、干燥，即得，其中硅烷偶联剂kh550与羟基化六方氮化硼纳米片的质量比为1.5：10。
34.改性氢氧化铝的制备方法为：将硅烷偶联剂kh550、乙醇和水按质量比为1：50：5混合均匀，然后加入氢氧化铝分散均匀，在80℃下搅拌反应2h，过滤、干燥，即得，其中硅烷偶联剂kh550与氢氧化铝的质量比为3：100。
35.抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
36.实施例2
37.一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆，包括：多股绞合紧压铜导体；包覆在导体外部的绝缘层，绝缘层是以交联聚乙烯绝缘料为原料制成；包覆在绝缘层外部的内护套层；包覆在内护套层外部的屏蔽层，屏蔽层为双层铝塑复合带纵包层，并设有镀锡铜丝引流线；和包覆在屏蔽层外部的外护套层；
38.内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯40份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯3份、马来酸酐接枝氟橡胶5份、eva树脂2份、改性氢氧化铝20份、改性六方氮化硼纳米片2份、抗氧剂0.1份、润滑剂0.1份。
39.马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝氟橡胶、改性氢氧化铝、改性六方氮化硼纳米片的制备方法同实施例1。
40.抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
41.实施例3
42.一种具有耐化学腐蚀性能的电力电缆，包括：多股绞合紧压铜导体；包覆在导体外部的绝缘层，绝缘层是以交联聚乙烯绝缘料为原料制成；包覆在绝缘层外部的内护套层；包
覆在内护套层外部的屏蔽层，屏蔽层为双层铝塑复合带纵包层，并设有镀锡铜丝引流线；和包覆在屏蔽层外部的外护套层；
43.内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯60份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯5份、马来酸酐接枝氟橡胶10份、eva树脂3份、改性氢氧化铝30份、改性六方氮化硼纳米片4份、抗氧剂1份、润滑剂1份。
44.马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝氟橡胶、改性氢氧化铝、改性六方氮化硼纳米片的制备方法同实施例1。
45.抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
46.对比例1
47.对比例1与实施例1的区别仅为：内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯54份、氟橡胶6份、eva树脂2.5份、改性氢氧化铝25份、改性六方氮化硼纳米片3份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.3份。
48.改性氢氧化铝、改性六方氮化硼纳米片的制备方法同实施例1。
49.抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
50.对比例2
51.对比例2与实施例1的区别仅为：内护套层、外护套层由下述质量份的原料制成：高密度聚乙烯50份、马来酸酐接枝高密度聚乙烯4份、马来酸酐接枝氟橡胶6份、eva树脂2.5份、改性氢氧化铝25份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.3份。
52.马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝氟橡胶、改性氢氧化铝的制备方法同实施例1。
53.抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
54.试验例
55.对实施例1与对比例1-2的护套层进行腐蚀试验，试验温度为30℃，时间为7d，测试其拉伸强度、断裂伸长率的变化率。结果如表1所示：
56.表1
[0057][0058][0059]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。