一种新型海洋装备用阻水电缆的制作方法

本发明属于电线电缆，涉及阻水电缆，尤其涉及一种新型海洋装备用阻水电缆。

背景技术：

1、二十一世纪是海洋的世纪，海洋装备和海军装备有较大的发展，水下电缆是海洋装备和海军装备必不可少的组成部分。目前，水下舰船及深水域设备用电缆发展速度远远跟不上海洋装备和海军装备发展步伐，寿命和可靠性已无法满足使用的需求。因此，提高水下舰船及深水域设备用电缆的性能和寿命势在必行。

2、水下舰船及深水域设备的发展，要求有具备高压水环境中优良纵、横向阻水性能的电缆与之配套。舰船用纵向水密封电力、控制以及信号电缆是舰船电力、照明、控制以及信号传输专用电线电缆，为潜艇、深海航行器、舰船换能器、离岸换能器、海洋石油平台等所必需。电缆的纵向水密封特性保证船舶或设备发生局部事故且殃及电缆时，电缆可维持一定时间的正常工作，提高船只或设备的生存能力。

3、水下舰船及深水域设备用防水电缆主要用于有水或潮气的较恶劣环境中，电缆要求纵向防水。纵向阻水电缆不仅要保持横向水密，而且在径向水密破坏后，进而深入到电缆内部造成大长度电缆电缆无法使用；因此纵向阻水电缆不仅要保持横向水密性，而且在径向水密性破化后，限制水沿轴向扩散的速度。现有电缆阻水性远远不能保证电缆在进水后限制水的二次破坏，不能满足深海复杂条件的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型海洋装备用阻水电缆，旨在解决现有电缆阻水性能差，能够长期浸入有水的环境中，阻止水分/水汽的侵入，有效保护电缆的电气性能持续运行，提高电缆使用寿命和稳定性，使得进水后不容易被损坏的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种新型海洋装备用阻水电缆，包括设置于内层的多根线芯，包裹多根所述线芯的第一复合阻水层，包裹所述第一复合阻水层的屏蔽层，包裹所述屏蔽层的第二复合阻水层，包裹所述第二复合阻水层的抗冲击层，包裹所述抗冲击层的防腐层以及包裹所述防腐层的外护层，所述线芯与所述第一复合阻水层之间设有填充油膏；其中，所述线芯由金属导体与包裹金属导体的绝缘层，包裹绝缘层的吸水抗压层组成，所述金属导体由若干单铝合金丝拉制，进行不退扭绞合而成，单铝合金丝的横切面为梯形，短边朝内共同围成一个圆形结构，导体相邻的绞线层方向相反，在每层单铝合金丝之间设有阻水纱或阻水带。

4、作为本发明的一种优选方案，所述绝缘层采用含有延缓水树发展和生长的添加剂、聚合物改性剂或填料的抗水树105℃辐照交联聚乙烯绝缘料制成。

5、作为本发明的一种优选方案，所述吸水抗压层由阻水弹性橡胶材料制成，外侧为致密隔水膜，内侧设置有若干吸水孔，吸水孔与绝缘层相互接触；内部呈蜂巢网状结构空腔，内部蜂巢结构设置有导水孔，所述导水孔与内侧的吸水孔相连通。

6、作为本发明的一种优选方案，所述填充油膏的制备方法包括以下步骤：

7、1)加入聚乙二醇peg-2000或peg-4000和聚四氢呋喃二醇ptmg-1000，加热至溶化，真空脱水；降温，搅拌下加入甲苯二异氰酸酯tdi，升温反应1.5h，真空脱泡；加入三羟甲基丙烷tmp搅拌均匀，加入催化剂搅拌均匀，倒入已预热的模具中，合模，排气，硫化，得到遇水膨聚氨酯弹性体；

8、2)将丙烯酰胺、醋酸乙烯、十二烷基苯磺酸钠与过硫酸钾加入水中，反应；加入野大豆油和异丙醇，继续反应；反应完成后加入硅烷低聚物，减压蒸馏得到混合物a；将三聚氰胺与甲醛混合，调节ph反应，得到混合物b；将混合物a和聚α烯烃合成油混合后得到混合物c；将混合物b、混合物c和丁苯橡胶混合，反应制得油膏；

9、3)将步骤2)制得的油膏加热，加入步骤1)得到的遇水膨聚氨酯弹性体、抗氧剂和催化剂，反应，依次经搅拌均质、抽真空脱水，得到填充油膏。

10、作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，所述peg-2000或peg-4000、ptmg-1000、tdi、tmp与催化剂的质量比为20～30：20～30:15～30:15～25：0.5～1。

11、作为本发明的一种优选方案，步骤2)中，所述丙烯酰胺、醋酸乙烯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸钾、野大豆油与异丙醇的质量比为30～50:5～10:2～5:0.5～1.5:5～10:20～30:5～10；所述三聚氰胺和甲醛的质量比为1:1～2。

12、作为本发明的一种优选方案，步骤3)中，所述油膏、遇水膨聚氨酯弹性体、抗氧剂和催化剂的质量比为80～90:10～15:0.5～1。

13、作为本发明的一种优选方案，所述第一复合阻水层为铝塑复合带与聚乙烯隔离层组成；所述屏蔽层采用高抗拉强度铝合金单丝编织而成；所述第二复合阻水层为：在所述屏蔽层的空隙出均匀涂覆阻水粉，在外侧绕包芳纶高温带，在芳纶高温带外侧绕包重叠绕包双面阻水带，得到第二复合阻水层。

14、作为本发明的一种优选方案，所述抗冲击层采用弹性硅胶条间隔排列双面补强结构。

15、作为本发明的一种优选方案，所述外护层为新型150℃耐油泥阻燃抗水压热固性聚烯烃护套料制成。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、1)本发明采用导体阻水结构在每层导体单丝之间拖入阻水纱或阻水带，其紧压系数高达97％以上，有效阻止水汽沿着圆形导体的间隙纵向蔓延；吸水抗压层外侧为一层致密隔水膜，能有效阻隔水分的渗入，内侧设置有若干吸水孔与内部的蜂巢结构空腔的导水孔相连通，能够吸收并阻隔水分或水汽的渗入和蔓延；使用新型膨胀油膏能够吸收水分，并迅速膨胀数百倍甚至数千倍，呈凝胶状态填充于电缆间隙，完全阻断水分的进；新型铝塑复合带+聚乙烯隔离层形成复合第一复合阻水层，这一复合带的接缝处完全粘结密封，水分几乎无法透过；金属丝编织屏蔽外涂覆的阻水粉+芳纶高温带+双面阻水带的组合结构形成第二复合阻水层；使电缆的密封、防水、隔潮性能得到明显的提高，大大提高电缆的安全运行，延长电缆使用寿命。

18、2)本发明绝缘层采用抗水树105℃辐照交联聚乙烯绝缘料，以及外护层为新型150℃耐油泥阻燃抗水压热固性聚烯烃护套料，大大提高电缆的耐热性能。

19、3)本发明绝缘层外面设置的吸水抗压层+金属丝编织铠装层+抗冲击层的组合结构，能有效保护电缆免受外部的机械冲击和损伤；能更好保护电缆免受破化。

20、4)本发明在第一复合阻水层外设置高抗拉强度铝合金单编织屏蔽，以屏蔽方式接地，防止漏电和电磁干扰，编织密度大于85％，减少电磁干扰散射，屏蔽耐电压冲击性能优异，另一方面也提高电缆整体的抗拉强度。

技术特征：

1.一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，包括设置于内层的多根线芯，包裹多根所述线芯的第一复合阻水层，包裹所述第一复合阻水层的编织层，包裹所述编织层的第二复合阻水层，包裹所述第二复合阻水层的抗冲击层，包裹所述抗冲击层的防腐层以及包裹所述防腐层的外护层，所述线芯与所述第一复合阻水层之间设有填充油膏；其中，所述线芯由金属导体与包裹金属导体的绝缘层，包裹绝缘层的吸水抗压层组成，所述金属导体由若干单铝合金丝拉制，进行不退扭绞合而成，单铝合金丝的横切面为梯形，短边朝内共同围成一个圆形结构，导体相邻的绞线层方向相反，在每层单铝合金丝之间设有阻水纱或阻水带。

2.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述绝缘层采用含有延缓水树发展和生长的添加剂、聚合物改性剂或填料的抗水树105℃辐照交联聚乙烯绝缘料制成。

3.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述吸水抗压层由阻水弹性橡胶材料制成，外侧为致密隔水膜，内侧设置有若干吸水孔，吸水孔与绝缘层相互接触；内部呈蜂巢网状结构空腔，内部蜂巢结构设置有导水孔，所述导水孔与内侧的吸水孔相连通。

4.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述填充油膏的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，步骤1)中，所述peg-2000或peg-4000、ptmg-1000、tdi、tmp与催化剂的质量比为20～30：20～30:15～30:15～25：0.5～1。

6.根据权利要求4所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，步骤2)中，所述丙烯酰胺、醋酸乙烯、十二烷基苯磺酸钠、过硫酸钾、野大豆油与异丙醇的质量比为30～50:5～10:2～5:0.5～1.5:5～10:20～30:5～10；所述三聚氰胺和甲醛的质量比为1:1～2。

7.根据权利要求4所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，步骤3)中，所述油膏、遇水膨聚氨酯弹性体、抗氧剂和催化剂的质量比为80～90:10～15:0.5～1。

8.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述第一复合阻水层为铝塑复合带与聚乙烯隔离层组成；所述屏蔽层采用高抗拉强度铝合金单丝编织而成；所述第二复合阻水层为：在所述屏蔽层的空隙出均匀涂覆阻水粉，在外侧绕包芳纶高温带，在芳纶高温带外侧绕包重叠绕包双面阻水带，得到第二复合阻水层。

9.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述抗冲击层采用弹性硅胶条间隔排列双面补强结构。

10.根据权利要求1所述的一种新型海洋装备用阻水电缆，其特征在于，所述外护层为新型150℃耐油泥阻燃抗水压热固性聚烯烃护套料制成。

技术总结
本发明公开了一种新型海洋装备用阻水电缆，包括设置于内层的多根线芯，包裹多根所述线芯的第一复合阻水层，包裹所述第一复合阻水层的屏蔽层，包裹所述屏蔽层的第二复合阻水层，包裹所述第二复合阻水层的抗冲击层，包裹所述抗冲击层的防腐层以及包裹所述防腐层的外护层，所述线芯与所述第一复合阻水层之间设有填充油膏；其中，所述线芯由金属导体与包裹金属导体的绝缘层，包裹绝缘层的吸水抗压层组成。本发明的海洋装备用阻水电缆能够长期浸入有水的环境中，阻止水分/水汽的侵入，有效保护电缆的电气性能持续运行，提高电缆使用寿命和稳定性，使得进水后不容易被损坏的问题。

技术研发人员：赵振国,李翔宇,高宇博,李金堂,高振军
受保护的技术使用者：浙江万马股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15