一种耐老化补偿电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐老化补偿电缆，包括导体，在导体外包覆有绝缘层，在绝缘层外包覆有屏蔽层，在屏蔽层外包覆有护套层；护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料包括：氯磺化聚乙烯、W型氯丁橡胶、顺丁橡胶BR9000、氯醇橡胶、氧化锌、硬脂酸、硫磺、2,5?二甲基?2,5?二叔丁基过氧化已烷、二硫化二苯并噻唑、改性纳米二氧化硅、白炭黑、蒙脱土、促进剂、硬脂酸钙、己二酸正辛正癸酯、环氧脂肪酸丁酯、防老剂。本发明提出的耐老化补偿电缆，其强度高，耐老化性能优异，使用寿命长。
【专利说明】
一种耐老化补偿电缆
技术领域
[0001]本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐老化补偿电缆。
【背景技术】
[0002]电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘层制成，包括电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。补偿电缆是电缆中常用的种类之一，目前已被用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业以及国防、科研等领域。补偿电缆在使用过程中，除了高温对电缆有影响外，外界的环境也将影响电缆的使用寿命。当补偿电缆处于高温或恶劣条件下时，电缆及其外护套都将受到高温、氧化、冲击力的影响，从而使电缆出现老化严重的现象，导致传输的信号不精准，甚至不能正常工作。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐老化补偿电缆，其强度高，耐老化性能优异，使用寿命长。
[0004]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶25-50份、顺丁橡胶BR9000 15_30份、氯醇橡胶5_20份、氧化锌1_3份、硬脂酸0.5-2份、硫磺0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1-2份、二硫化二苯并噻唑0.5-1.5份、改性纳米二氧化硅30-45份、白炭黑5-15份、蒙脱土3-15份、促进剂1-1.5份、硬脂酸钙0.5-1份、己二酸正辛正癸酯1-2.5份、环氧脂肪酸丁酯1-3份、防老剂2-5份；
[0005]其中，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散20-50min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的35-50 %，在80-110°C下搅拌反应5_10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将25-40份N-苯基对苯二胺加入50-100份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入10-20份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在65-75 V下反应3_5h，通入氮气，然后加入25-40份中间产物和0.3-1.2份过硫酸钠，搅拌反应2-5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
[0006]优选地，所述改性氯磺化聚乙稀复合材料的原料中，氯磺化聚乙稀、W型氯丁橡胶、顺丁橡胶81?9000、氯醇橡胶的重量比为100: 30-45: 20-28:9_17。
[0007]优选地，所述改性氯磺化聚乙稀复合材料的原料中，氧化锌、硫磺、2,5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷、二硫化二苯并噻唑、促进剂的重量比为1.2-2.6:0.8-1.7:1.2-1.8:0.8-1.3:1.2-1.4ο
[0008]优选地，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶40份、顺丁橡胶BR9000 22份、氯醇橡胶15份、氧化锌2份、硬脂酸1.3份、硫磺1.3份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1.6份、二硫化二苯并噻唑I份、改性纳米二氧化硅40份、白炭黑11份、蒙脱土 12份、促进剂1.3份、硬脂酸钙0.8份、己二酸正辛正癸酯2份、环氧脂肪酸丁酯I.3份、防老剂3份。
[0009]优选地，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散35-42min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的41-46%，在95-105°C下搅拌反应6.5-8h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将30-38份N-苯基对苯二胺加入65-80份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入13-18份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在70-73°C下反应3.8-4.3h，通入氮气，然后加入30-38份中间产物和0.7-1.1份过硫酸钠，搅拌反应3.2_4h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
[0010]优选地，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散40min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的43%，在100°C下搅拌反应7h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将33份N-苯基对苯二胺加入75份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入14份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在72 °C下反应4h，通入氮气，然后加入35份中间产物和I份过硫酸钠，搅拌反应3.5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化娃。
[0011]优选地，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TATD、促进剂T、促进剂CZ中的一种或者多种的混合物。
[0012]优选地，所述防老剂为防老剂264、防老剂616、防老剂A、防老剂MB、防老剂SP-P、防老剂4020中的一种或者多种的混合物。
[0013]本发明所述改性氯磺化聚乙烯复合材料可以按照常规的氯磺化聚乙烯复合材料的制备工艺制备而成。
[0014]本发明改性氯磺化聚乙烯复合材料中，以氯磺化聚乙烯为主料，并加入了W型氯丁橡胶、顺丁橡胶BR9000和氯醇橡胶对氯磺化聚乙烯进行改性，显著改善了复合材料的热稳定性能、耐寒性和耐曲饶性，并赋予复合材料较低的压缩变形，使得到的复合材料储存稳定性好；以氧化锌、硫磺、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷、二硫化二苯并噻唑和促进剂配合作为硫化体系，实现了体系的共硫化，增大了体系的正硫化时间、最低扭矩和最高扭矩，同时防止了焦烧，通过调节氧化锌、硫磺、2，5_ 二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷、二硫化二苯并噻唑和促进剂在体系中的比例，改善了复合材料的抗热老化性、耐候性能、抗黄变性能和加工稳定性能;在改性纳米二氧化硅的制备过程中，以纳米二氧化硅和乙烯基三乙氧基硅烷为原料，将乙烯基引入到了纳米二氧化硅的表面得到了中间产物；以N-苯基对苯二胺和3-烯丙基水杨醛为原料，通过控制反应的条件，使N-苯基对苯二胺中的伯胺与3-烯丙基水杨醛中的醛基发生了反应，加入中间产物后，其中的烯丙基与中间产物中的乙烯基发生了反应，从而将乙烯基三乙氧基硅烷、N-苯基对苯二胺和3-烯丙基水杨醛引入到了纳米二氧化硅的表面，得到了改性纳米二氧化硅，将其加入体系中，在体系中分散性良好，一方面，因在纳米二氧化硅的表面引入了 N-苯基对苯二胺、3-烯丙基水杨醛和有机硅，提高了复合材料的热分解温度，同时在体系中降低了其迀移率和挥发性，显著提高了复合材料的耐老化性，另一方面，与蒙脱土、白炭黑配合作为体系的填料，赋予复合材料优异的耐老化性，同时显著提高了复合材料的强度，降低了因顺丁橡胶BR9000的加入引起的体系的撕裂强度和拉伸强度降低的缺陷；己二酸正辛正癸酯与环氧脂肪酸丁酯按本发明的比例加入体系中，具有协同作用，显著改善了因顺丁橡胶BR9000和氯醇橡胶的加入引起的加工性能差的缺陷，改善了复合材料的加工性能。
[0015]本发明所述耐老化补偿电缆以改性氯磺化聚乙烯复合材料为护套层材料，从而将改性氯磺化聚乙烯复合材料的性质引入到了电缆中，得到的补偿电缆具有改性氯磺化聚乙烯复合材料的性质，其强度高，耐老化性能优异，使用寿命长。
【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]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶50份、顺丁橡胶BR9000 15份、氯醇橡胶20份、氧化锌I份、硬脂酸2份、硫磺0.5份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷2份、二硫化二苯并噻唑0.5份、改性纳米二氧化硅45份、白炭黑5份、蒙脱土 15份、促进剂I份、硬脂酸钙I份、己二酸正辛正癸酯I份、环氧脂肪酸丁酯3份、防老剂2份；
[0019]其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化硅加入甲苯中，超声分散20min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的50%，在110°C下搅拌反应5h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；按重量份将40份N-苯基对苯二胺加入50份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入20份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在65°C下反应5h，通入氮气，然后加入25份中间产物和1.2份过硫酸钠，搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
[0020]实施例2
[0021]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶25份、顺丁橡胶BR9000 30份、氯醇橡胶5份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、硫磺2份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷I份、二硫化二苯并噻唑1.5份、改性纳米二氧化硅30份、白炭黑15份、蒙脱土 3份、促进剂1.5份、硬脂酸钙0.5份、己二酸正辛正癸酯2.5份、环氧脂肪酸丁酯I份、防老剂5份；
[0022]其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化硅加入甲苯中，超声分散50min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的35%，在80°C下搅拌反应10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将25份N-苯基对苯二胺加入100份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入10份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在75°C下反应3h，通入氮气，然后加入40份中间产物和0.3份过硫酸钠，搅拌反应5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
[0023]实施例3
[0024]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶30份、顺丁橡胶BR9000 28份、氯醇橡胶9份、氧化锌2.6份、硬脂酸I份、硫磺1.7份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1.2份、二硫化二苯并噻唑1.3份、改性纳米二氧化硅36份、白炭黑11份、蒙脱土7份、促进剂NOBS 0.3份、促进剂TATD 0.5份、促进剂T 0.2份、促进剂CZ 0.4份、硬脂酸钙0.6份、己二酸正辛正癸酯2份、环氧脂肪酸丁酯1.6份、防老剂264 0.8份、防老剂616 I份、防老剂A 0.2份、防老剂MB 0.8份、防老剂SP-P 0.4份、防老剂4020 0.6份;
[0025]其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化硅加入甲苯中，超声分散42min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的41%，在105°C下搅拌反应6.5h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将38份N-苯基对苯二胺加入65份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入18份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在70°C下反应4.3h，通入氮气，然后加入30份中间产物和1.1份过硫酸钠，搅拌反应3.2h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化娃。
[0026]实施例4
[0027]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶45份、顺丁橡胶BR9000 20份、氯醇橡胶17份、氧化锌1.2份、硬脂酸1.5份、硫磺0.8份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1.8份、二硫化二苯并噻唑0.8份、改性纳米二氧化硅42份、白炭黑8份、蒙脱土12份、促进剂TATD 0.5份、促进剂T 0.7份、硬脂酸钙I份、己二酸正辛正癸酯1.4份、环氧脂肪酸丁酯2份、防老剂MB 0.5份、防老剂SP-P I份、防老剂4020 1.8份；
[0028]其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化硅加入甲苯中，超声分散35min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的46%，在95°C下搅拌反应8h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；按重量份将30份N-苯基对苯二胺加入80份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入13份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在73°C下反应3.Sh，通入氮气，然后加入38份中间产物和0.7份过硫酸钠，搅拌反应4h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化娃。
[0029]实施例5
[0030]本发明提出的一种耐老化补偿电缆，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶40份、顺丁橡胶BR9000 22份、氯醇橡胶15份、氧化锌2份、硬脂酸1.3份、硫磺1.3份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1.6份、二硫化二苯并噻唑I份、改性纳米二氧化硅40份、白炭黑11份、蒙脱土 12份、促进剂NOBS 1.3份、硬脂酸钙0.8份、己二酸正辛正癸酯2份、环氧脂肪酸丁酯1.3份、防老剂616 2份、防老剂A I份；
[0031]其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化硅加入甲苯中，超声分散40min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的43%，在100°C下搅拌反应7h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将33份N-苯基对苯二胺加入75份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入14份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在72 °C下反应4h，通入氮气，然后加入35份中间产物和I份过硫酸钠，搅拌反应3.5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
[0032]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。
【主权项】
1.一种耐老化补偿电缆，其特征在于，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屏蔽层，在所述屏蔽层外包覆有护套层;其中，所述护套层采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶25-50份、顺丁橡胶BR9000 15-30份、氯醇橡胶5_20份、氧化锌1_3份、硬脂酸0.5-2份、硫磺0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1-2份、二硫化二苯并噻唑0.5-1.5份、改性纳米二氧化硅30-45份、白炭黑5-15份、蒙脱土3-15份、促进剂1-1.5份、硬脂酸钙0.5-1份、己二酸正辛正癸酯1-2.5份、环氧脂肪酸丁酯1-3份、防老剂2-5份； 其中，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散20-50min，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的35-50%，在80-110°C下搅拌反应5-10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将25-40份N-苯基对苯二胺加入50-100份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入10-20份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在65-75 °C下反应3-5h，通入氮气，然后加入25-40份中间产物和0.3-1.2份过硫酸钠，搅拌反应2-5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。2.根据权利要求1所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氯磺化聚乙烯、W型氯丁橡胶、顺丁橡胶BR9000、氯醇橡胶的重量比为100:30-45:20-28:9-17。3.根据权利要求1或2所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氧化锌、硫磺、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷、二硫化二苯并噻唑、促进剂的重量比为1.2-2.6:0.8-1.7: 1.2-1.8:0.8-1.3: 1.2-1.4o4.根据权利要求1-3中任一项所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯100份、W型氯丁橡胶40份、顺丁橡胶BR900022份、氯醇橡胶15份、氧化锌2份、硬脂酸1.3份、硫磺1.3份、2，5_ 二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷1.6份、二硫化二苯并噻唑I份、改性纳米二氧化硅40份、白炭黑11份、蒙脱土 12份、促进剂1.3份、硬脂酸钙0.8份、己二酸正辛正癸酯2份、环氧脂肪酸丁酯1.3份、防老剂3份。5.根据权利要求1-4中任一项所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散35-42min，然后加入乙稀基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的41-46%，在95-105 °C下搅拌反应6.5-8h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将30-38份N-苯基对苯二胺加入65-80份无水乙醇中搅拌均勾，然后加入13-18份3-稀丙基水杨醛，搅拌均匀后在70-73°C下反应3.8-4.3h，通入氮气，然后加入30-38份中间产物和0.7-1.1份过硫酸钠，搅拌反应3.2-4h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。6.根据权利要求1-5中任一项所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性纳米二氧化娃按照以下工艺进行制备:将纳米二氧化娃加入甲苯中，超声分散40min，然后加入乙稀基三乙氧基硅烷，其中，乙烯基三乙氧基硅烷的重量为纳米二氧化硅重量的43%，在100°C下搅拌反应7h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物;按重量份将33份N-苯基对苯二胺加入75份无水乙醇中搅拌均匀，然后加入14份3-烯丙基水杨醛，搅拌均匀后在72°C下反应4h，通入氮气，然后加入35份中间产物和I份过硫酸钠，搅拌反应3.5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。7.根据权利要求1-6中任一项所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TATD、促进剂T、促进剂CZ中的一种或者多种的混合物。8.根据权利要求1-7中任一项所述耐老化补偿电缆，其特征在于，所述防老剂为防老剂.264、防老剂616、防老剂A、防老剂MB、防老剂SP-P、防老剂4020中的一种或者多种的混合物。
【文档编号】C08L23/34GK105906960SQ201610278230
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】肖文, 张传明, 王社峰, 王岳嵩, 叶宇, 宋渊, 盛招军, 盛茂
【申请人】安徽华宇电缆集团有限公司