一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体，在导体外包覆有绝缘层，在绝缘层外包覆有护套层；护套层采用丁苯橡胶复合材料制备而成，丁苯橡胶复合材料的原料包括：丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、高苯乙烯橡胶、硬脂酸、氧化锌、硫磺、滑石粉、蒙脱土、改性纳米二氧化钛、纳米氧化镧、防老剂4020、防老剂RD、防老剂NBC、防老剂DTPD、促进剂NOBS、促进剂DM、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅烷偶联剂、季铵盐。本发明提出的海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其强度高，耐老化性能优异，耐酸碱性好，应用于海上石油平台中，综合性能好，使用寿命长。
【专利说明】
-种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆
技术领域
[0001] 本发明设及电缆技术领域，尤其设及一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆。
【背景技术】
[0002] 目前，世界各国都不断加强对海洋资源的开发和利用，特别是对近海石油的开发 和利用，作为电力传输及通讯用的石油平台用电缆已有较长的应用历史，随着各国对能源 勘探海上石油平台不断增加，人们对海上石油平台用电缆的性能提出了更高的要求，现有 的石油平台用电缆的耐老化、耐酸碱性不是很理想，在使用的过程中，电缆会出现泛黄、变 硬等现象，从而限制了海上石油平台电缆的使用。
【发明内容】
[0003] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种海上石油平台专用耐老化耐酸 碱电缆，其强度高，耐老化性能优异，耐酸碱性好，应用于海上石油平台中，综合性能好，使 用寿命长。
[0004] 本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体，在所述导体 外包覆有绝缘层，在所述绝缘层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用下苯橡胶复合材料 制备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、氯横化聚乙締20-45份、高苯乙締橡胶10-30份、硬脂酸1-3份、氧化锋1-3份、硫横1.5-3份、滑石粉5-15份、蒙 脱±5-15份、改性纳米二氧化铁10-25份、纳米氧化铜2-8份、防老剂4020 0.5-1份、防老剂 畑0.3-1.2份、防老剂NBC 0.2-1.5份、防老剂DTPD 0.5-1.5份、促进剂NOBSO. 5-1.5份、促进 剂DM 0.2-1.2份、硬脂酸锋0.5-2份、硬脂酸巧0.8-2.5份、硅烷偶联剂2-3份、季锭盐2-5份；
[0005] 其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备：按重量份将50-100份纳米 二氧化铁、10-20份2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并S挫加入HAAKE转矩流变仪中，在100-130°C的溫度下剪切共混30-50min，然后加入10-20份紫外线吸收剂UV-425，在100-120°C的 溫度下剪切共混l〇-25min，研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0006] 优选地，所述下苯橡胶复合材料的原料中，下苯橡胶、氯横化聚乙締、高苯乙締橡 胶的重量比为100:25-42:16-27。
[0007] 优选地，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、氯横化聚 乙締33-36份、高苯乙締橡胶20-24份、硬脂酸1.6-2.2份、氧化锋2-2.6份、硫横2.1-2.6份、 滑石粉8.5-9.3份、蒙脱±10-12份、改性纳米二氧化铁17-21份、纳米氧化铜5.3-6份、防老 剂4020 0.6-0.9份、防老剂畑0.7-1.1份、防老剂NBC 0.75-0.9份、防老剂DTPD 0.9-1.3份、 促进剂NOBSO. 8-1.2份、促进剂DM 0.6-1份、硬脂酸锋1.2-1.6份、硬脂酸巧1.8-2.1份、硅烷 偶联剂2.2-2.8份、季锭盐2.9-3.4份。
[000引优选地，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、氯横化聚 乙締35份、高苯乙締橡胶22份、硬脂酸2份、氧化锋2.4份、硫横2.3份、滑石粉9份、蒙脱±11 份、改性纳米二氧化铁20份、纳米氧化铜5.7份、防老剂4020 0.8份、防老剂RD 1份、防老剂 NBC 0.8份、防老剂DTPD 1份、促进剂NOBS 1份、促进剂DM 0.75份、硬脂酸锋1.4份、硬脂酸 巧2份、硅烷偶联剂2.6份、季锭盐3份。
[0009] 优选地，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将70-85份纳米 二氧化铁、13-17份2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并S挫加入HAAKE转矩流变仪中，在110-120°C的溫度下剪切共混38-46min，然后加入16-18份紫外线吸收剂UV-425,在108-113°C的 溫度下剪切共混18-21min，研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0010] 优选地，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将80份纳米二 氧化铁、16份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在115°C的溫 度下剪切共混42min，然后加入17份紫外线吸收剂UV-425,在Iior的溫度下剪切共混 20min，研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0011] 优选地，所述硅烷偶联剂为丫-氨基丙基=乙氧基硅烷、丫-缩水甘油酸氧丙基= 甲氧基硅烷、丫-甲基丙締酷氧基丙基=甲氧基硅烷、硅烷偶联剂A-171中的一种或者多种 的混合物。
[0012] 优选地，所述季锭盐为十二烷基=甲基氯化锭、十八烷基=甲基漠化锭、十六烷基 =甲基漠化锭中的一种或者多种的混合物。
[0013] 本发明所述下苯橡胶复合材料可W按照常规的橡胶复合材料制备工艺，将各原料 混合均匀后经混炼、硫化得到。
[0014] 氯横化聚乙締具有较好的耐乙醇、耐酸和耐碱性，同时也具备良好的耐紫外线和 臭氧稳定性，高苯乙締橡胶无毒、无臭，杂质含量低，其制品具有优异的耐老化性能、硬度、 刚性和强度，本发明所述下苯橡胶复合材料中，选择了耐龟裂性和耐天候老化性能好的下 苯橡胶为主料，并在下苯橡胶中添加了氯横化聚乙締和高苯乙締橡胶进行改性，=者按上 述比例加入体系中，在体系中共混性好，赋予下苯橡胶复合材料优异的机械性能、弹性和耐 老化性;改性纳米二氧化铁的制备过程中，首先选择了纳米二氧化铁和2-(2'-径基-5'-叔 辛基苯基)苯并=挫为原料进行剪切共混，在剪切共混的过程中，纳米二氧化铁表面的径基 与2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并=挫中的径基发生了脱水反应，生成了酸键，从而将2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并S挫接枝到了纳米二氧化铁的表面，加入紫外线吸收剂UV-425后，紫外线吸收剂UV-425中的径基与纳米二氧化铁表面的径基产生了氨键作用，从而将 纳米二氧化铁、2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并S挫和紫外线吸收剂UV-425结合为一体 得到了改性纳米二氧化铁，加入体系中后，使纳米二氧化铁的聚集体尺寸达到了纳米水平， 比表面积增大，对紫外线的吸收与散射面积也增大，更容易对紫外线进行散射与吸收，在纳 米二氧化铁对紫外线散射增大的同时，2-(2径基-5叔辛基苯基)苯并=挫和紫外线吸 收剂UV-425则能够吸收更多的散射紫外线，另外，在紫外线发生散射之后，它在聚合物中通 过的距离增大，更容易接触到纳米二氧化铁、2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并=挫和紫外 线吸收剂UV-425,提高了其对紫外光的散射与吸收，纳米二氧化铁具有紫外线屏蔽的作用， 2-(2'-径基-5'-叔辛基苯基)苯并S挫和紫外线吸收剂UV-425具有紫外线吸收的作用，协 同后显著改善了下苯橡胶复合材料的抗紫外线性，与滑石粉、蒙脱±、改性纳米二氧化铁、 纳米氧化铜按上述比例配合加入体系中，在硅烷偶联剂和季锭盐的作用下，在体系中分散 均匀，对橡胶基体起到了增强的作用，阻碍了下苯橡胶复合材料微裂纹的扩展，限制了大分 子运动的能力和承载效率，改善了下苯橡胶复合材料的力学性能和耐酸碱性能，与防老剂 4020、防老剂RD、防老剂NBC、防老剂DTPD配合后显著提高了下苯橡胶复合材料的耐老化性 能;本发明中，将所述下苯橡胶复合材料作为电缆的护套材料，从而将下苯橡胶复合材料的 性质引入到了电缆中，得到的电缆具有强度高，耐老化性能优异，耐酸碱性好的特点，应用 于海上石油平台中，综合性能好，使用寿命长。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018] 图1为本发明所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆的结构示意图，参照图1， 本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体1，在所述导体1外包覆 有绝缘层2,在所述绝缘层2外包覆有护套层3;其中，所述护套层3采用下苯橡胶复合材料制 备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、氯横化聚乙締20份、 高苯乙締橡胶30份、硬脂酸1份、氧化锋3份、硫横1.5份、滑石粉15份、蒙脱±5份、改性纳米 二氧化铁25份、纳米氧化铜2份、防老剂4020 1份、防老剂RD 0.3份、防老剂NBC 1.5份、防老 剂DTPD 0.5份、促进剂NOBS 1.5份、促进剂DM 0.2份、硬脂酸锋2份、硬脂酸巧0.8份、硅烷偶 联剂3份、季锭盐2份；
[0019] 其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将100份纳米二氧 化铁、10份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在130°C的溫度 下剪切共混30min，然后加入20份紫外线吸收剂UV-425,在100°C的溫度下剪切共混25min， 研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0020] 实施例2
[0021] 参照图1，本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体1，在 所述导体1外包覆有绝缘层2，在所述绝缘层2外包覆有护套层3;其中，所述护套层3采用下 苯橡胶复合材料制备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、 氯横化聚乙締45份、高苯乙締橡胶10份、硬脂酸3份、氧化锋1份、硫横3份、滑石粉5份、蒙脱 ±15份、改性纳米二氧化铁10份、纳米氧化铜8份、防老剂4020 0.5份、防老剂RD 1.2份、防 老剂NBC 0.2份、防老剂DTPD 1.5份、促进剂NOBS 0.5份、促进剂DM 1.2份、硬脂酸锋0.5份、 硬脂酸巧2.5份、硅烷偶联剂A-171 2份、十二烷基=甲基氯化锭5份；
[0022] 其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将50份纳米二氧 化铁、20份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在100°C的溫度 下剪切共混50min，然后加入10份紫外线吸收剂UV-425,在120°C的溫度下剪切共混lOmin， 研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0023] 实施例3
[0024] 参照图1，本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体1，在 所述导体1外包覆有绝缘层2，在所述绝缘层2外包覆有护套层3;其中，所述护套层3采用下 苯橡胶复合材料制备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、 氯横化聚乙締36份、高苯乙締橡胶20份、硬脂酸2.2份、氧化锋2份、硫横2.6份、滑石粉8.5 份、蒙脱±12份、改性纳米二氧化铁17份、纳米氧化铜6份、防老剂4020 0.6份、防老剂RD 1.1份、防老剂NBC 0.75份、防老剂DTPD 1.3份、促进剂NOBS 0.8份、促进剂DMl份、硬脂酸锋 1.2份、硬脂酸巧2.1份、丫-氨基丙基=乙氧基硅烷0.5份、丫-缩水甘油酸氧丙基=甲氧基 硅烷0.5份、丫-甲基丙締酷氧基丙基S甲氧基硅烷0.6份、硅烷偶联剂A-171 0.6份、十八烧 基=甲基漠化锭1.4份、十六烷基=甲基漠化锭2份；
[0025]其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将70份纳米二氧 化铁、17份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在11 (TC的溫度 下剪切共混46min，然后加入16份紫外线吸收剂UV-425,在108°C的溫度下剪切共混21min， 研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[00%] 实施例4
[0027] 参照图1，本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体1，在 所述导体1外包覆有绝缘层2，在所述绝缘层2外包覆有护套层3;其中，所述护套层3采用下 苯橡胶复合材料制备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、 氯横化聚乙締33份、高苯乙締橡胶24份、硬脂酸1.6份、氧化锋2.6份、硫横2.1份、滑石粉9.3 份、蒙脱±10份、改性纳米二氧化铁21份、纳米氧化铜5.3份、防老剂4020 0.9份、防老剂RD 0.7份、防老剂NBC 0.9份、防老剂DTPD 0.9份、促进剂NOBS 1.2份、促进剂DM 0.6份、硬脂酸 锋1.6份、硬脂酸巧1.8份、丫-缩水甘油酸氧丙基=甲氧基硅烷0.5份、丫-甲基丙締酷氧基 丙基=甲氧基硅烷2.3份、十二烷基=甲基氯化锭1份、十八烷基=甲基漠化锭0.5份、十六 烷基=甲基漠化锭1.5份；
[0028] 其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将85份纳米二氧 化铁、13份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在120°C的溫度 下剪切共混38min，然后加入18份紫外线吸收剂UV-425,在113°C的溫度下剪切共混18min， 研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0029] 实施例5
[0030] 参照图1，本发明提出的一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，包括导体1，在 所述导体1外包覆有绝缘层2，在所述绝缘层2外包覆有护套层3;其中，所述护套层3采用下 苯橡胶复合材料制备而成，所述下苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:下苯橡胶100份、 氯横化聚乙締35份、高苯乙締橡胶22份、硬脂酸2份、氧化锋2.4份、硫横2.3份、滑石粉9份、 蒙脱±11份、改性纳米二氧化铁20份、纳米氧化铜5.7份、防老剂4020 0.8份、防老剂RD 1 份、防老剂NBC 0.8份、防老剂DTPD 1份、促进剂NOBS 1份、促进剂DM 0.75份、硬脂酸锋1.4 份、硬脂酸巧2份、丫-氨基丙基=乙氧基硅烷2.6份、十二烷基=甲基氯化锭1份、十六烷基 =甲基漠化锭2份；
[0031] 其中，所述改性纳米二氧化铁按照W下工艺进行制备:按重量份将80份纳米二氧 化铁、16份2-(2 径基-5 叔辛基苯基)苯并=挫加入HAAKE转矩流变仪中，在115 °C的溫度 下剪切共混42min，然后加入17份紫外线吸收剂UV-425,在Iior的溫度下剪切共混20min， 研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化铁。
[0032] 对本发明实施例1-5所述下苯橡胶复合材料进行性能检测，检测结果如下表所示：
[0033]
[(
[0035」由上表可知，本发明所述T苯稼胶复合材料具有优异的力学性能，甘耐酸碱性和 耐老化性能好;将其作为电缆的护套材料，从而将下苯橡胶复合材料的性质引入到了电缆 中，得到的电缆具有强度高，耐老化性能优异，耐酸碱性好的特点，应用于海上石油平台中， 综合性能好，使用寿命长。
[0036] W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掲露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加 W等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于，包括导体（1)，在所述导体 (1)外包覆有绝缘层(2)，在所述绝缘层(2)外包覆有护套层(3);其中，所述护套层(3)采用 丁苯橡胶复合材料制备而成，所述丁苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:丁苯橡胶1〇〇 份、氯磺化聚乙稀20-45份、尚苯乙稀橡胶10-30份、硬脂酸1-3份、氧化锌1-3份、硫磺1.5-3 份、滑石粉5_15份、蒙脱土5_15份、改性纳米二氧化钛10-25份、纳米氧化镧2-8份、防老剂 4020 0.5-1份、防老剂RD 0.3-1.2份、防老剂NBC 0.2-1.5份、防老剂DITD 0.5-1.5份、促进 剂NOBS 0.5-1.5份、促进剂DM 0.2-1.2份、硬脂酸锌0.5-2份、硬脂酸钙0.8-2.5份、硅烷偶 联剂2-3份、季铵盐2-5份； 其中，所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将50-100份纳米二氧 化钛、10-20份2-(2'_羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑加入HAAKE转矩流变仪中，在100-130 °C的温度下剪切共混30-50min，然后加入10-20份紫外线吸收剂UV-425,在100-120°C的温 度下剪切共混l〇_25min，研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化钛。2. 根据权利要求1所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于，所述丁苯橡 胶复合材料的原料中，丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、高苯乙烯橡胶的重量比为100:25-42:16-27〇3. 根据权利要求1或2所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于，所述丁 苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:丁苯橡胶100份、氯磺化聚乙烯33-36份、高苯乙烯橡 胶20-24份、硬脂酸1.6-2.2份、氧化锌2-2.6份、硫磺2.1-2.6份、滑石粉8.5-9.3份、蒙脱土 10-12份、改性纳米二氧化钛17-21份、纳米氧化镧5.3-6份、防老剂4020 0.6-0.9份、防老剂 RD 0.7-1.1 份、防老剂NBC 0.75-0.9份、防老剂DTPD 0.9-1.3份、促进剂NOBS 0.8-1.2份、 促进剂DM 0.6-1份、硬脂酸锌1.2-1.6份、硬脂酸钙1.8-2.1份、硅烷偶联剂2.2-2.8份、季铵 盐 2.9-3.4份。4. 根据权利要求1-3中任一项所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于， 所述丁苯橡胶复合材料的原料按重量份包括:丁苯橡胶100份、氯磺化聚乙烯35份、高苯乙 烯橡胶22份、硬脂酸2份、氧化锌2.4份、硫磺2.3份、滑石粉9份、蒙脱土 11份、改性纳米二氧 化钛20份、纳米氧化镧5.7份、防老剂4020 0.8份、防老剂RD 1份、防老剂NBC 0.8份、防老剂 DTPD 1份、促进剂NOBS 1份、促进剂DM 0.75份、硬脂酸锌1.4份、硬脂酸钙2份、硅烷偶联剂 2.6份、季铵盐3份。5. 根据权利要求1-4中任一项所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于， 所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备:按重量份将70-85份纳米二氧化钛、13-17 份2-(2'_羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑加入HAAKE转矩流变仪中，在110-120°C的温度下 剪切共混38-46min，然后加入16-18份紫外线吸收剂UV-425,在108-113°C的温度下剪切共 混18-21min，研磨成粉末后得到所述改性纳米二氧化钛。6. 根据权利要求1-5中任一项所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于， 所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将80份纳米二氧化钛、16份2-(2 羟基-5 叔辛基苯基)苯并三唑加入HAAKE转矩流变仪中，在115°C的温度下剪切共混 42min，然后加入17份紫外线吸收剂UV-425,在110°C的温度下剪切共混20min，研磨成粉末 后得到所述改性纳米二氧化钛。7. 根据权利要求1-6中任一项所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于， 所述硅烷偶联剂为γ -氨基丙基三乙氧基硅烷、γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ -甲 基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硅烷偶联剂Α-171中的一种或者多种的混合物。8.根据权利要求1-7中任一项所述海上石油平台专用耐老化耐酸碱电缆，其特征在于， 所述季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中 的一种或者多种的混合物。
【文档编号】H01B7/18GK105845240SQ201610181959
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】王社兵
【申请人】王社兵