本发明涉及海洋工程装备材料
技术领域：
，具体为一种深海光缆用铠装材料及其制备方法。
背景技术：
：敷设在深海表面的光缆需要在光缆外绝缘层的外面加上一层由钢带材料制成的铠装层，铠装层主要用来保护深海光缆，以增加深海光缆的机械强度，同时提高深海光缆的防腐蚀性能。但是，钢带铠装层刚性强，这大大增加了深海光缆的弯曲半径，使深海光缆难以弯曲，从而增加了敷设深海光缆的工作难度。若采用玻璃纤维增强聚氯乙烯的方法，制备出增强复合材料，再采用增强复合材料制作深海光缆用铠装层，最后采用由增强复合材料制作的铠装层代替钢带铠装层，则这一技术方案能够有效地减小深海光缆的弯曲半径，使深海光缆易于弯曲，从而减小敷设深海光缆的工作难度。尤其是，玻璃纤维作为增强材料，有如下的一些优点：质硬而不透水，不会腐烂和发霉，耐热、耐化学腐蚀，有很高的拉伸强度和理想的弹性以及优良的电性能。本发明提供一种深海光缆用铠装材料及其制备方法，旨在解决现有技术中的深海光缆用铠装层，存在的柔性差的技术问题。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种深海光缆用铠装材料及其制备方法，解决了现有技术中的深海光缆用铠装层，存在的柔性差的技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海光缆用铠装材料，所述铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂50-100份、丁基橡胶5-10份、环氧树脂涂料5-10份、环氧脂肪酸辛脂3-8份、过氧化二异丙苯0.15-0.75份、抗氧剂0.15-0.45份、玻璃纤维10-20份、马来酸酐单体10-25份。优选的，所述铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂50份、丁基橡胶5份、环氧树脂涂料5份、环氧脂肪酸辛脂3份、过氧化二异丙苯0.15份、抗氧剂0.15份、玻璃纤维10份、马来酸酐单体10份。优选的，所述铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂100份、丁基橡胶10份、环氧树脂涂料10份、环氧脂肪酸辛脂8份、过氧化二异丙苯0.75份、抗氧剂0.45份、玻璃纤维20份、马来酸酐单体25份。优选的，所述铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂80份、丁基橡胶8份、环氧树脂涂料8份、环氧脂肪酸辛脂5份、过氧化二异丙苯0.45份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维12份、马来酸酐单体15份。优选的，所述铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂70份、丁基橡胶6份、环氧树脂涂料6份、环氧脂肪酸辛脂6份、过氧化二异丙苯0.3份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维12份、马来酸酐单体20份。一种深海光缆用铠装材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：s1.改性聚氯乙烯树脂的制备将50-100质量份的聚氯乙烯树脂、5-10质量份的丁基橡胶、5-10质量份的环氧树脂涂料、3-8质量份的环氧脂肪酸辛脂、0.1-0.5质量份的过氧化二异丙苯与0.1-0.3质量份的抗氧剂1010一起加入到密炼机中，在温度100-150℃、压力0.2-0.5mpa下，混合密炼20-50min，制备得到改性聚氯乙烯树脂；s2.改性玻璃纤维的制备将10-20质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在300-340℃，加热处理15-20s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡60-90min，取出置于真空干燥箱内，于105-120℃下，真空干燥1-2h，制备得到改性玻璃纤维；s3.增强复合共聚物的制备将步骤s1制备的改性聚氯乙烯树脂、步骤s2制备的改性玻璃纤维与10-25质量份的马来酸酐单体、0.05-0.15质量份的抗氧剂1010和0.05-0.25质量份的过氧化二异丙苯一起加入到高速混合机中，在温度220-245℃、转速600-800r/min下，高速混合共聚60-80min，制备得到增强复合共聚物；s4.铠装材料的制备将步骤s3中制备的增强复合共聚物加入到双螺杆挤出机中，在一区温度220-230℃、二区温度230-245℃、三区温度235-245℃、四区温度235-250℃、机头温度245℃下，熔融后挤出造粒，制备得到铠装材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：1、该铠装材料，经测试，其机械物理性能均符合csac22.2no.51《铠装电缆》中规定的电缆连锁铠装试验要求的标准；其断裂拉伸应变为198-223％，与现有技术中的45钢的断裂拉伸应变16％相比，显著提高了铠装材料的断裂应变性能，取得了提高铠装材料的柔韧性能的技术效果。2、该制备方法，通过分别先对聚氯乙烯树脂和玻璃纤维分别进行改性，再将改性的聚氯乙烯树脂和玻璃纤维一起高速混合共聚，最后熔融挤出，制备得到铠装材料，制备出的铠装材料不仅取得了优异的机械力学性能，而且这一技术方案的制备方法简单，取得了有效地降低生产成本的技术效果。具体实施方式实施例一：铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂50份、丁基橡胶5份、环氧树脂涂料5份、环氧脂肪酸辛脂3份、过氧化二异丙苯0.15份、抗氧剂0.15份、玻璃纤维10份、马来酸酐单体10份。上述铠装材料的制备方法包括以下步骤：s1.将50质量份的聚氯乙烯树脂、5质量份的丁基橡胶、5质量份的环氧树脂涂料、3质量份的环氧脂肪酸辛脂、0.1质量份的过氧化二异丙苯与0.1质量份的抗氧剂1010一起加入到密炼机中，在温度100℃、压力0.5mpa下，混合密炼50min，制备得到改性聚氯乙烯树脂；s2.将10质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在300℃，加热处理20s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡60min，取出置于真空干燥箱内，于105℃下，真空干燥2h，制备得到改性玻璃纤维；s3.将步骤s1制备的改性聚氯乙烯树脂、步骤s2制备的改性玻璃纤维与10质量份的马来酸酐单体、0.05质量份的抗氧剂1010和0.05质量份的过氧化二异丙苯一起加入到高速混合机中，在温度220℃、转速800r/min下，高速混合共聚60min，制备得到增强复合共聚物；s4.将步骤s3中制备的增强复合共聚物加入到双螺杆挤出机中，在一区温度220℃、二区温度245℃、三区温度245℃、四区温度250℃、机头温度245℃下，熔融后挤出造粒，制备得到铠装材料。实施例二：铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂100份、丁基橡胶10份、环氧树脂涂料10份、环氧脂肪酸辛脂8份、过氧化二异丙苯0.75份、抗氧剂0.45份、玻璃纤维100份、马来酸酐单体25份。上述铠装材料的制备方法包括以下步骤：s1.将100质量份的聚氯乙烯树脂、10质量份的丁基橡胶、10质量份的环氧树脂涂料、8质量份的环氧脂肪酸辛脂、0.5质量份的过氧化二异丙苯与0.3质量份的抗氧剂1010一起加入到密炼机中，在温度150℃、压力0.2mpa下，混合密炼20min，制备得到改性聚氯乙烯树脂；s2.将20质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在340℃，加热处理15s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡90min，取出置于真空干燥箱内，于120℃下，真空干燥1h，制备得到改性玻璃纤维；s3.将步骤s1制备的改性聚氯乙烯树脂、步骤s2制备的改性玻璃纤维与25质量份的马来酸酐单体、0.15质量份的抗氧剂1010和0.25质量份的过氧化二异丙苯一起加入到高速混合机中，在温度245℃、转速600r/min下，高速混合共聚80min，制备得到增强复合共聚物；s4.将步骤s3中制备的增强复合共聚物加入到双螺杆挤出机中，在一区温度230℃、二区温度230℃、三区温度235℃、四区温度235℃、机头温度245℃下，熔融后挤出造粒，制备得到铠装材料。实施例三：铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂80份、丁基橡胶8份、环氧树脂涂料8份、环氧脂肪酸辛脂5份、过氧化二异丙苯0.45份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维12份、马来酸酐单体15份。上述铠装材料的制备方法包括以下步骤：s1.将80质量份的聚氯乙烯树脂、8质量份的丁基橡胶、8质量份的环氧树脂涂料、5质量份的环氧脂肪酸辛脂、0.3质量份的过氧化二异丙苯与0.2质量份的抗氧剂1010一起加入到密炼机中，在温度120℃、压力0.3mpa下，混合密炼30min，制备得到改性聚氯乙烯树脂；s2.将12质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在320℃，加热处理18s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡70min，取出置于真空干燥箱内，于110℃下，真空干燥1h，制备得到改性玻璃纤维；s3.将步骤s1制备的改性聚氯乙烯树脂、步骤s2制备的改性玻璃纤维与15质量份的马来酸酐单体、0.1质量份的抗氧剂1010和0.15质量份的过氧化二异丙苯一起加入到高速混合机中，在温度230℃、转速700r/min下，高速混合共聚70min，制备得到增强复合共聚物；s4.将步骤s3中制备的增强复合共聚物加入到双螺杆挤出机中，在一区温度230℃、二区温度240℃、三区温度240℃、四区温度250℃、机头温度245℃下，熔融后挤出造粒，制备得到铠装材料。实施例四：铠装材料包括以下重量份数配比的原料：聚氯乙烯树脂70份、丁基橡胶6份、环氧树脂涂料6份、环氧脂肪酸辛脂6份、过氧化二异丙苯0.3份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维12份、马来酸酐单体20份。上述铠装材料的制备方法包括以下步骤：s1.将70质量份的聚氯乙烯树脂、6质量份的丁基橡胶、6质量份的环氧树脂涂料、6质量份的环氧脂肪酸辛脂、0.2质量份的过氧化二异丙苯与0.2质量份的抗氧剂1010一起加入到密炼机中，在温度140℃、压力0.4mpa下，混合密炼40min，制备得到改性聚氯乙烯树脂；s2.将12质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在330℃，加热处理20s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡90min，取出置于真空干燥箱内，于120℃下，真空干燥2h，制备得到改性玻璃纤维；s3.将步骤s1制备的改性聚氯乙烯树脂、步骤s2制备的改性玻璃纤维与20质量份的马来酸酐单体、0.1质量份的抗氧剂1010和0.1质量份的过氧化二异丙苯一起加入到高速混合机中，在温度240℃、转速700r/min下，高速混合共聚80min，制备得到增强复合共聚物；s4.将步骤s3中制备的增强复合共聚物加入到双螺杆挤出机中，在一区温度230℃、二区温度240℃、三区温度245℃、四区温度250℃、机头温度245℃下，熔融后挤出造粒，制备得到铠装材料。性能测试：一、依据csac22.2no.51《铠装电缆》中规定的测试方法，测试上述实施例中制备的铠装材料的机械物理性能，测试结果，见表1；二、依据gb/t8815-2008《电线电缆用软聚氯乙烯塑料》中规定的测试方法，测试上述实施例中制备的铠装材料的断裂拉伸应变，测试结果，见表2。表1试验项目实施例一实施例二实施例三实施例四铠装层的松紧度试验通过通过通过通过铠装层的柔韧性试验通过通过通过通过铠装层的张力试验通过通过通过通过铠装层的伸长试验通过通过通过通过低温柔韧性试验通过通过通过通过室温下的挤压试验通过通过通过通过室温下的冲击试验通过通过通过通过表2项目实施例一实施例二实施例三实施例四断裂拉伸应变/％198215223208判断标准：csac22.2no.51《铠装电缆》中规定的电缆连锁铠装试验要求及标准，见表3；45钢的断裂拉伸应变为16％。表3本发明的有益效果是：一、上述实施例中制备的铠装材料的机械物理性能均符合csac22.2no.51《铠装电缆》中规定的电缆连锁铠装试验要求的标准；二、上述实施例中制备的铠装材料的断裂拉伸应变为198-223％，与现有技术中的45钢的断裂拉伸应变16％相比，显著提高了铠装材料的断裂应变性能，取得了提高铠装材料的柔韧性能的技术效果。当前第1页12