一种双层橡皮绝缘软电缆及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种双层橡皮绝缘软电缆及其制备方法,该电缆由动力线芯导体（1）和地线芯导体（5）组成；动力线芯导体（1）和地线芯导体（5）中间有填充物（2）；动力线芯导体（1）和地线芯导体（5）外面有护套（6）；该电缆中只有一根地线芯导体（5），有两根或两根以上的动力线芯导体（1）；地线芯导体（5）外面包覆一层天然橡胶绝缘层（4）；动力线芯导体（1）外面包覆一层乙丙橡胶绝缘层（3），乙丙橡胶绝缘层（3）外面还包有一层天然橡胶绝缘层（4）。本发明电缆的电性能完全满足各产品标准的要求。本发明电缆的机械性能优于各产品标准的要求。本发明电缆的使用寿命及安全性优于同类产品。
【专利说明】一种双层橡皮绝缘软电缆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆【技术领域】，尤其涉及一种双层橡皮绝缘软电缆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]由于煤矿用电缆、船用电缆、通用橡套软电缆等各种型号的移动类电缆，经常移动并且人类经常接触，因而要求电缆要具有高的绝缘电阻及高的绝缘强度以保证电缆运行安全。煤矿用电缆产品标准MT818-2009规定绝缘必须采用符合GB/T7594.8-1987标准的由乙丙橡胶或其他相当材料的混合物组成的XJ-30A，但抗张强度不低于6.5MPa。乙丙橡胶的绝缘电阻高是目前电缆行业使用最广的绝缘材料，但乙丙橡胶本身机械强度很低，通过配合虽然可以在一定程度上提高机械强度但往往会降低绝缘电阻。天然橡胶具有很高的机械强度和较高的绝缘电阻。双层橡皮绝缘软电缆是采用先进的双层挤出设备、模具实现乙丙橡胶绝缘和天然橡胶绝缘这两种橡皮材料同时挤包在导电线芯上，组成复合绝缘以解决高绝缘电阻材料机械强度低而高机械强度材料绝缘电阻低的问题。
【发明内容】
[0003]橡皮绝缘软电缆，绝缘材料采用乙丙橡胶和天然橡胶，挤出设备为Φ65+Φ70、Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组。通过设计专用的共挤机头及挤出模具一般挤出机为单一挤出机及机头组成，胶料由机头内的模芯与模套间的流道挤包在导体上。而双层挤出是由两个挤出机共用一个机头组成，乙丙橡胶由机头内的模芯与衬模之间的流道挤包在内层，天然橡胶由机头内的衬模与模套之间的流道挤包在外层。实现高绝缘电阻乙丙橡胶和高机械强度天然橡胶的两种绝缘材料同时挤包在导电线芯上。形成复合绝缘以提高电缆绝缘层的绝缘电阻及机械强度。
[0004]本发明采用如下技术方案:
本发明的双层橡皮绝缘软电缆由动力线芯导体和地线芯导体组成；动力线芯导体和地线芯导体中间有填充物；动力线芯导体和地线芯导体外面有护套；该电缆中只有一根地线芯导体，有两根或两根以上的动力线芯导体；地线芯导体外面包覆一层天然橡胶绝缘层；动力线芯导体外面包覆一层乙丙橡胶绝缘层，乙丙橡胶绝缘层外面还包有一层天然橡胶绝缘层。
[0005]动力线芯导体外面的乙丙橡胶绝缘层和天然橡胶绝缘层的厚度比为4:1。
[0006]乙丙橡胶绝缘层的重量比组成为:
乙丙橡胶90-110氧化锌1-10防老剂RD0.1-1石蜡油5-10硬脂酸0.5-3硅烷偶联剂A-1720.5-1 纳米碳酸韩40-80
滑石粉30-60
白炭黑5-15 过氧化二异丙苯 1-5 三烯丙基异氰脲酸酯0.5-2。
[0007]优选:
乙丙橡胶100
氧化锌5
防老剂RD0.52
石蜡油8.4
硬脂酸1.52 硅烷偶联剂A-172 0.8
纳米碳酸韩68
滑石粉48
白炭黑10 过氧化二异丙苯 3.48 三烯丙基异氰脲酸酯1.32。
[0008]天然橡胶绝缘层的重量比组成为: 天然橡胶50-90
丁苯橡胶10-50
氧化锌5-15
促进剂 ZDC0.5-1.5
促进剂M0.2-0.9
防老剂MB1-5
防老剂DNP0.5-1
硬脂酸0.5-1.5
石腊6-15
滑石粉40-80
白炭黑10-50
碳酸钙80-130
硫化剂VA-70.3-1
促进剂 TMTD0.5-1.5。
[0009]优选:
天然橡胶70
丁苯橡胶30
氧化锌10
促进剂ZDC0.9
促进剂M0.65
防老剂MB3.15防老剂DNP0.8硬脂酸0.9石蜡9.5滑石粉60白炭黑30碳酸钙105硫化剂VA-70.7促进剂TMTD1.2。
[0010]滑石粉的粒径为80-200目。
[0011]填充物为非吸湿性填充材料，护套为氯化聚乙烯高阻燃性材料。
[0012]制备本发明的电缆的方法如下:
O拉制软铜单线、束绞软铜导体；
2)称取乙丙橡胶、天然橡胶绝缘层的组份，使用密闭式炼胶机混料，使用滤胶机对胶料过滤以保证胶料的清洁，过滤后的胶料经冷却存放后使用密闭式炼胶机加硫化剂、压片供Φ65+Φ70、Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组；
3)使用Φ65+Φ70或Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组，通过设计专用的双层共挤机头及挤出模具，一般挤出机为单一挤出机及机头组成，胶料由机头内的模芯与模套间的流道挤包在导体上。而双层挤出是由两个挤出机共用一个机头组成，乙丙橡胶由机头内的模芯与衬模之间的流道挤包在内层，天然橡胶由机头内的衬模与模套之间的流道挤包在外层。实现高绝缘电阻乙丙橡胶和高机械强度天然橡胶的两种绝缘材料同时挤包在导电线芯上组成绝缘线芯；
4)绝缘线芯进行中间检验，干试；
5)将挤包了双层绝缘的绝缘线芯组合成缆；
6)采用挤压的方法包覆阻燃外护套层，外护层与缆芯间无间隙。
[0013]本发明绝缘线芯绞对时采用低于产品标准的绞合节距，提高了电缆的弯曲性能使得产品更加柔软。
[0014]本发明采用高阻燃型材料作为电缆的外护层，该外护层的氧指数> 40，电缆燃烧时，阻燃外护套层可以炭化成壳，形成一道阻燃屏障，将电缆内部的易燃物(乙丙橡胶、天然橡胶)与外界隔离开；在燃烧时又能够分解释放出水蒸气，起到降温的作用。同时通过设计挤出模具，采用压力式挤出，使得护套材料填充到绝缘线芯的间隙，和内部紧密结合，电缆燃烧时因中间没有间隙使得空气不流通，对电缆的阻燃性有很大的改善，同时解决了电缆纵向进潮汽的问题。
[0015]本发明电缆的绝缘层和外护套层均采用挤压式结构。外护套不仅具有良好的机械性能，而且还具有优良的阻燃性能，起到既保护电缆内部部件，又能够阻燃的双重效果，可适用于对煤矿安全可靠性要求较高的场所。
[0016]本发明的积极效果如下:
I)本发明电缆的电性能完全满足各产品标准的要求。
[0017]2)本发明电缆的机械性能优于各产品标准的要求。
[0018]3)本发明电缆的使用寿命及安全性优于同类产品。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明双层橡皮绝缘软电缆断面图。
[0020]图2是普通橡皮绝缘软电缆断面图。
[0021]图3是本发明双层橡皮绝缘软电缆的制备工艺流程图。
[0022]I 一动力线芯导体；2 —填充物；3—乙丙橡胶绝缘层；4 一天然橡胶绝缘层；5—地线芯导体；6 —护套。
【具体实施方式】
[0023]下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0024]参见图1所示，双层橡皮绝缘软电缆，由内至外有动力线芯导体，非吸湿性填充物、乙丙橡胶绝缘层，天然橡胶绝缘层，地线芯导体和阻燃外护套层。
[0025]电缆的导体的结构和尺寸符合国家标准GB/T3956。
[0026]动力线芯导体的外挤压包覆乙丙橡胶和天然橡胶制成的双层绝缘层形成绝缘线芯，绝缘厚度符合相关产品标准的规定。乙丙橡胶绝缘及天然橡胶绝缘主要性能参数符合GB7954。铜导线与绝缘层 之间无任何间隙。
[0027]地线芯导体外挤压包覆天然橡胶制成的绝缘层形成保护线芯。
[0028]动力线芯和地线芯组合成缆在一起形成成缆线芯。
[0029]成缆线芯外面挤压包覆有阻燃外护套层，阻燃外护套层可以加阻燃剂使氧指数^ 40%，其厚度符合相关产品的规定。成缆线芯与阻燃外护套层之间无任何间隙。
[0030]实施例1
1.1乙丙橡胶绝缘层的重量组成为(Kg):
乙丙橡胶90
氧化锌1
防老剂RD0.1
石蜡油5
硬脂酸0.5
硅烷偶联剂A-172 0.5 纳米碳酸韩40
滑石粉30
白炭黑5
过氧化二异丙苯 1 三烯丙基异氰脲酸酯0.5。
[0031]1.2天然橡胶绝缘层的重量组成为(Kg):
天然橡胶50
丁苯橡胶10
氧化锌5
促进剂ZDC 0.5 促进剂M0.2
防老剂MB1防老剂DNP0.5
硬脂酸0.5
石蜡6
滑石粉40
白炭黑10
碳酸钙80
硫化剂VA-70.3
促进剂TMTD0.5。
[0032]1.3本发明电缆的制备方法O拉制软铜单线、束绞软铜导体；
2)称取乙丙橡胶、天然橡胶绝缘层的组份，使用密闭式炼胶机混料，使用滤胶机对胶料过滤以保证胶料的清洁，过滤后的胶料经冷却存放后使用密闭式炼胶机加硫化剂、压片供Φ65+Φ70、Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组；
3)使用Φ65+Φ70或Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组，通过设计专用的双层共挤机头及挤出模具，一般挤出机为单一挤出机及机头组成，胶料由机头内的模芯与模套间的流道挤包在导体上。而双层挤出是由两个挤出机共用一个机头组成，乙丙橡胶由机头内的模芯与衬模之间的流道挤包在内层，天然橡胶由机头内的衬模与模套之间的流道挤包在外层。实现高绝缘电阻乙丙橡胶和高机械强度天然橡胶的两种绝缘材料同时挤包在导电线芯上组成绝缘线芯；
4)绝缘线芯进行中间检验，干试；
5)将挤包了双层绝缘的绝缘线芯组合成缆；
6)采用挤压的方法包覆阻燃外护套层，外护层与缆芯间无间隙。
[0033]实施例2
2.1乙丙橡胶绝缘层的重量组成为(Kg):
乙丙橡胶110
氧化锌10
防老剂RDI
石蜡油10
硬脂酸3
硅烷偶联剂A-172 1.5纳米碳酸韩80
滑石粉60
白炭黑15
过氧化二异丙苯 5三烯丙基异氰脲酸酯2。
[0034]2.2天然橡胶绝缘层的重量组成为(Kg):
天然橡胶90
丁苯橡胶50
氧化锌15 促进剂ZDC1.5
促进剂M0.9
防老剂MB5
防老剂DNPI
硬脂酸1.5
石腊15
滑石粉80
白炭黑50
碳酸钙130
硫化剂VA-7I
促进剂TMTD1.5。
[0035]2.3本发明电缆的制备方法 制备方法同实施例1的1.3。
[0036]实施例3
3.1乙丙橡胶绝缘层的重量组成为(Kg):
乙丙橡胶100
氧化锌5
防老剂RD0.52
石蜡油8.4
硬脂酸1.52 硅烷偶联剂A-172 0.8
纳米碳酸韩68
滑石粉48
白炭黑10 过氧化二异丙苯 3.48 三烯丙基异氰脲酸酯1.32。
[0037]3.2天然橡胶绝缘层的重量组成为(Kg): 天然橡胶70
丁苯橡胶30
氧化锌10
促进剂ZDC0.9
促进剂M0.65
防老剂MB3.15
防老剂DNP0.8
硬脂酸0.9
石腊9.5
滑石粉60
白炭黑30
碳酸钙105硫化剂VA-7 0.7促进剂TMTD 1.2。
[0038]3.3本发明电缆的制备方法制备方法同实施例1的1.3。
[0039]实施例4
将本发明制备的双层绝缘电缆与市场上的普通电缆进行性能测定，结果如表1所示:
【权利要求】
1.一种双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:该电缆由动力线芯导体(1)和地线芯导体(5)组成；动力线芯导体(1)和地线芯导体(5)中间有填充物(2);动力线芯导体(1)和地线芯导体(5)外面有护套(6);该电缆中只有一根地线芯导体(5)，有两根或两根以上的动力线芯导体(1);地线芯导体(5)外面包覆一层天然橡胶绝缘层(4);动力线芯导体(1)外面包覆一层乙丙橡胶绝缘层(3 )，乙丙橡胶绝缘层(3 )外面还包有一层天然橡胶绝缘层(4 )。
2.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:动力线芯导体(1)外面的乙丙橡胶绝缘层(3 )和天然橡胶绝缘层(4)的厚度比为4:1。
3.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:乙丙橡胶绝缘层(3)的重量比组成为: 乙丙橡胶90-110 氧化锌1-10 防老剂RD0.1-1 石腊油5-10 硬脂酸0.5-3 硅烷偶联剂A-172 0.5-1.5 纳米碳酸韩40-80 滑石粉30-60 白炭黑5-15 过氧化二异丙苯 1-5 三烯丙基异氰脲酸酯0.5-2。
4.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:乙丙橡胶绝缘层(3)的重量比组成为: 乙丙橡胶100 氧化锌5 防老剂RD0.52 石蜡油8.4 硬脂酸1.52 硅烷偶联剂A-172 0.8 纳米碳酸韩68 滑石粉48 白炭黑10 过氧化二异丙苯 3.48 三烯丙基异氰脲酸酯1.32。
5.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:天然橡胶绝缘层(4)的重量比组成为: 天然橡胶50-90 丁苯橡胶10-50 氧化锌5-15 促进剂 ZDC 0.5-1.5促进剂M
0.2-0.9防老剂MB1-5防老剂DNP0.5-1硬脂酸
0.5-1.5石蜡
6-15滑石粉
40-80白炭黑
10-50碳酸钙
80-130硫化剂VA-70.3-1促进剂TMTD0.5-1.5。
6.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:天然橡胶绝缘层(4)的重量比组成为:天然橡胶70丁苯橡胶30氧化锌
10促进剂ZDC0.9促进剂M
0.65防老剂MB3.15防老剂DNP0.8硬脂酸
0.9石蜡
9.5滑石粉
60白炭黑
30碳酸钙
105硫化剂VA-70.7促进剂TMTD1.2。
7.如权利要求3-6任一项所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:滑石粉的粒径为80-200 目。
8.如权利要求1所述的双层橡皮绝缘软电缆，其特征在于:填充物(2)为非吸湿性填充材料，护套(6)为氯化聚乙烯高阻燃性材料。
9.一种制备如权利要求1-8任一项所述的双层橡皮绝缘软电缆的制备方法，其特征在于:该方法如下:
1)拉制软铜单线、束绞软铜导体；
2)称取乙丙橡胶、天然橡胶绝缘层的组份，使用密闭式炼胶机混料，使用滤胶机对胶料过滤以保证胶料的清洁，过滤后的胶料经冷却存放后使用密闭式炼胶机加硫化剂、压片供Φ65+Φ70、Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组；
3)使用Φ65+Φ70或Φ70+Φ90双层共挤连续硫化机组，通过双层共挤机头及挤出模具而实现高绝缘电阻乙丙橡胶和高机械强度天然橡胶的两种绝缘材料同时挤包在导电线芯上组成绝缘线芯；4)绝缘线芯进行中间检验，干试； 5)将挤包了双层绝缘的绝缘线芯组合成缆； 6)采用挤压的方法包覆阻燃外护套层，外护层与缆芯间无间隙。
10.如权利要求9所述的双层橡皮绝缘软电缆的制备方法，其特征在于:步骤(3)中，双层挤出模具是由两个挤出机共用一个机头组成，乙丙橡胶由机头内的模芯与衬模之间的流道挤包在内层，天然橡胶由机头内的`衬模与模套之间的流道挤包在外层。
【文档编号】H01B3/18GK103578620SQ201310600598
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】刘志平, 陈连庆, 姜志国, 宋士芹, 金铁民 申请人:刘志平, 宋士芹, 金铁民