一种高载流拖链动力伺服电缆及其制备方法与流程

本发明涉及电力电缆，具体涉及一种高载流拖链动力伺服电缆及其制备方法。

背景技术：

1、目前，市面上现有的拖链动力伺服缆的绝缘护套材料为交联聚乙烯、tpe、聚氯乙烯等热塑性塑料，此电缆的主要结构及所用材料如下：

2、导体采用绞合5类或6类绞合铜丝；绝缘层采用低烟无卤交联聚乙烯等耐温等级最高105℃的塑料；填充层采用棉绳或纤维丝；编织屏蔽采用镀锡铜丝材料；内护套及外护套均采用聚氯乙烯、tpu、tpe等塑料。

3、也就是说，此款传统电缆的绝缘层采用的是塑料。其耐温等级最高为105℃。随着机器功能的增加，加工速率的提升对动力电缆的负载能力要求也大大提升。在以往设计及使用中通过加大导体界面的形式来满足需求；但导体界面越大导致电缆越硬、弯曲性能越差，加大了出现单丝弯曲后无法回位致使用寿命出现不小降低的概率。

4、因此，有必要提供一种柔软、耐高低温等级高适用范围广、抗负载能力强的高寿命拖链动力伺服电缆。

技术实现思路

1、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种结构简单，柔软、耐高低温、强度和韧性高的高载流拖链动力伺服电缆。本技术硅橡胶组合物配方具有耐高、低温性，具有良好的机械强度性能。同时，具有抗水、耐磨、抗紫外性能。而且，还不含重金属及各种卤素，具有良好的环保性能。此外，其还拥有优良的抗撕裂性能。

2、本发明解决上述技术问题的方案如下：

3、一种高载流拖链动力伺服电缆，包括：位于电缆中心的纤维绳，以纤维绳为圆心一圈排布的n个电缆芯，n为3、4或5，挤包在n个电缆芯外周的防护层，包裹在防护层外周的屏蔽层，以及包裹在屏蔽层外周的外护套，屏蔽层和外护套固定连接；

4、所述的电缆芯包括绝缘层和多条导体，多条导体正规绞和，绝缘层包裹在多条导体外部；

5、所述绝缘层和防护层的材料组成相同，均为：以下重量份数的高强度耐高低温硅橡胶组合物：

6、甲基乙烯基苯基硅橡胶50-65份；

7、聚氨酯粉5-15份；

8、纳米白炭黑15-30份；

9、纳米级活性陶土5-15份；

10、润滑剂0.5-3份；

11、加工助剂5-10份；

12、交联剂0.5-3份；

13、硫化剂0.5-2.5份；

14、所述外护套为：以下重量份数的高强度耐磨硅橡胶组合物：

15、甲基乙烯基苯基硅橡胶30-60份；

16、聚氨酯10-20份；

17、纳米白炭黑20-25份；

18、纳米级活性陶土10-15份；

19、润滑剂0.2-1.5份；

20、加工助剂2-6份；

21、交联剂0.5-1.2份；

22、硫化剂0.5-1.5份；

23、炭黑1-5份；

24、所述绝缘层、防护层和外护套中，甲基乙烯基苯基硅橡胶的分子量为55-75万，苯基含量15％-25％，其中，绝缘层和防护层中甲基乙烯基苯基硅橡胶和聚氨酯粉的重量百分数≥65％。

25、本技术所述的甲基乙烯基苯基硅橡胶的分子量为55-75万、苯基含量15％-25％，能够有效保证胶料具有优良的柔软性和高强度。同时，兼具耐高低温性能，耐高温性达200-260℃，耐低温达-50℃。本技术所述的高强度耐高低温硅橡胶组合物中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶和聚氨酯粉的质量百分数≥65％，能够有效保证强度和韧性及耐磨性，使电缆在长期使用过程中保持形态。

26、本技术中绝缘层和防护层的材料为高强度耐高低温硅橡胶组合物，外护套为高强度耐磨硅橡胶组合物，这两组组合物的区别在于，外护套中添加了可以抗紫外线辐射以及着色功能的炭黑，炭黑的型号优选n330、n220及以上等级的炭黑，其能起到着色抗紫外能力，同时起到共同提升耐磨的作用。另外，绝缘层和防护层与外护套的主剂和补强剂的原料虽然相同，但其添加比例不同，绝缘层物料和配比，采用高强度、耐高低温硅橡胶组合物制备，具有良好的耐高温和耐低温的抗寒性；防护层物料和配比，采用高强度、耐高低温硅橡胶组合物制备得到，具有高抗张强度性能和耐高低温性；外护套物料和配比，采用硅橡胶和聚氨酯混合硫化物制备得到，具有抗水、抗紫外、耐油、耐磨性能好等优点。导体采用柔韧结构导线，能极大提高导体的柔韧性和稳定性；在高强度高韧性绝缘的组合下具有高弯曲性，高抗拉性；特别适合在拖链这种往复弯曲移动，高加速度急起急停的工况下使用。

27、优选地，所述伺服电缆的中心有起到抗拉和弯曲支持的高强度、低伸率的纤维绳，为伺服电缆移动加速阶段提供很好的抗拉和纵向稳定性；同时，在弯曲时对电缆芯具有支撑性，维持结构稳定。

28、优选的，所述绝缘层、防护层和外护套中，

29、所述甲基乙烯基苯基硅橡胶为聚甲基乙烯基苯基硅氧烷；

30、所述聚氨酯为聚醚类聚氨酯树脂细粉；

31、所述润滑剂选自硬脂酸锌或硬脂酸钙中的至少一种；

32、所述加工助剂为羟基硅氧烷；

33、所述交联剂为氢基硅氧烷；

34、所述硫化剂为铂金硫化剂。

35、优选的，本技术中，添加聚氨酯粉料作为强度补强桥架，与硅橡胶充分的混合均匀后，硅橡胶通过硫化剂相互交联固化将分散的聚氨酯锁定行成稳定结构。提高硅橡胶的强度，同时提高硅橡胶的耐磨性。因此，绝缘层和防护层中甲基乙烯基苯基硅橡胶和聚氨酯粉的质量百分数≥65％。

36、优选的，在本技术中，所述纳米白炭黑采用气相法制备，作为主补强填充，可以加强硅橡胶组合物的抗张抗撕裂强度及硬度。

37、优选的，本技术中，纳米活性陶土作为主补强剂，明显能够改善硅橡胶的挤出效果，同时，在燃烧过程能分解释放一定量的水分子有效抑制燃烧蔓延，对聚氨酯及硅橡胶阻燃效果有明显提升。

38、优选的，在本技术中，所述润滑剂选自硬脂酸锌或硬脂酸钙中的至少一种。硬脂酸锌、硬脂酸钙作为加工润滑剂能够改善伺服电缆的加工挤出性。

39、优选的，在本技术中，所述加工助剂为羟基硅氧烷。羟基硅氧烷作为加工助剂能起到使纳米白炭黑和甲基乙烯基苯基硅橡胶有机结合，从而提高抗水性能的作用。

40、优选的，在本技术中，所述交联剂为氢基硅氧烷。氢基硅氧烷作为交联剂能够促进硅橡胶交联反应程度，从而获得具有良好物理性能的材料。

41、优选的，在本技术中，所述硫化剂为铂金硫化剂。采用铂金作为硫化剂，属于食品级硫化剂，其在硫化过程中化学反应物无毒、无味。

42、优选的，在本技术中，所述炭黑为n330、n220及以上等级的炭黑。

43、优选的，所述绝缘层和防护层之间设置有滑石粉层进行隔离。

44、优选的，在本技术中，所述多条导体，每个导体包括位于导体中心的第一塑料丝和多个铜股线束绞而成，铜股线以第一塑料丝为圆心，在第一塑料丝的外周排布有6条铜股线，以第一塑料丝为圆心，在6条铜股线的外周排布有12条铜股线；所述多个铜股线，每个铜股线包括位于铜股线中心的第二塑料丝和多条铜单丝束绞而成，以第二塑料丝为圆心，在第二塑料丝的外周排布有6条铜单丝，以第二塑料丝为圆心，在6条铜单丝的外周排布有12条铜单丝。

45、更进一步的，所述第一塑料丝和第二塑料丝直径不同，第一塑料丝和第二塑料丝硬度为不小于邵d50。

46、优选的，在本技术中，所述屏蔽层采用镀锡铜丝和与镀锡铜丝直径相同的纤维丝同编织而成，且镀锡铜丝编织密度不低于85％、镀锡铜丝和纤维丝以90-95％编织密度进行编织。

47、相比现有技术，本技术的方案具有以下优点：

48、1.本技术硅橡胶组合物，采用了甲基乙烯基苯基硅橡胶，其具有优良的柔软性和高强度。同时，该硅橡胶组合物还具有高耐高温性达200-260℃及耐低温-50℃，同时，具有较好的硬度和韧性能在长期使用过程中保持形态。

49、2.本技术硅橡胶组合物，甲基乙烯基苯基硅橡胶的分子量为55-75万、苯基含量15％-25％，能够有效保证胶料强度，同时，兼具耐高低温性能。

50、3.本技术绝缘层和防护层中硅橡胶组合物，甲基乙烯基苯基硅橡胶和聚氨酯粉的重量百分数≥65％，能够有很好的强度和硬度。

51、4.本技术硅橡胶组合物，添加聚氨酯树脂，能有效的提高硫化物的强度，具有较好的耐磨性、韧性和抗撕裂性能。

52、5.本技术硅橡胶组合物，不含重金属及各种卤素，具有良好的环保性能。

53、6、本技术的高载流拖链动力伺服电缆，绝缘层、绝缘防护层和外护套都以甲基苯基硅橡胶和聚氨酯作为胶料，使得线缆具有良好的强度，同时，具有优异的柔韧性和耐磨性，适用于拖链高速移动和反复弯曲的工况。

54、7、现有产品导体结构一般才用纯铜丝或铜丝加纤维绳补强抗拉的模式，该导体结构采用具有高硬度高弹性的塑料丝作为骨架结构，具有更好的抗弯曲防弯折效果。提高使用寿命或适合更高工作强度的场合。

55、8、本技术的高载流拖链动力伺服电缆，虽然使用的是新型材料，但在相同负载情况下所采用的产品成本方面比传统拖链电缆价格降低了10％左右，并且产品性能远远优于传统拖链电缆，拥有着巨大的发展前景。