一种耐生物侵蚀的电力保护管的制作方法

文档序号:22472341发布日期:2020-10-09 22:05阅读:170来源:国知局

本申请涉及一种耐生物侵蚀的电力保护管,更加具体的是涉及一种防鼠、白蚁等侵蚀的电力保护管。



背景技术:

通信电缆外侧包覆层多为塑料类物质,如pvc\pe等,埋在地下,经常会遇到老鼠的啃咬,从而造成通信中断以及可能引发火灾等,因此电缆防止鼠咬是一项现实的课题,每年因老鼠咬破从而导致经济损失,且检测更换费时费力。

到目前为止,国内外科技人员及工程人员为此进行了大量的研究,对此不外乎采用通用的两种方法如下:

1)化学防鼠:采用在光缆护套材料内加驱避物质的方法来防止光缆被松鼠噬咬破坏,驱避物质主要是辣味素等强烈刺激性的化学物质。为此诸如中国专利cn2019214746186公开了一种便于接头连接的光电缆防鼠管,包括腥辣层、限位板、光电缆线、导体、外壳、螺纹固定销、连接口、尼龙层、防水层、绝缘层、螺钉、连接板、螺帽、铰链、连接块和螺纹。本实用新型设计简单,可以通过尼龙层和腥辣层同时进行防鼠,外部的尼龙层可以对老鼠的啃咬达到长久的耐性,内部套接的腥辣层可以起到最后防护措施,从而可以最有效的达到对光电缆保护。中国发明专利cn201811477346.5公开了一种防鼠蚁电缆,其包括线芯和包套在所述线芯外侧的保护层,所述保护层包括由内至外依次包覆线芯的编织层和护套层,所述护套层采用防鼠蚁防护材料制成,所述防鼠蚁防护材料由下列重量份的成分组成:丁苯橡胶40-70份、氢化丁腈橡胶30-45份、乙丙橡胶20-40份、聚乙烯20-40份、氢氧化硅10-25份、固体钙锌稳定剂5-10份、碳酸钙5-10份、再生胶6-36份、导电炭黑4-10份、聚烯烃5-25份、白炭黑4-18份、氯化镁4-16份、硅烷偶联剂3-7份、滑石粉10-20份、樟脑10-15份、除虫菊酯10-20份。选用了除虫菊酯、樟脑、辣椒素对抗防鼠防白蚁。日本专利jp2000113736a公开了防鼠氯乙烯护套电缆,为解决进一步改善电缆防鼠,防止防鼠剂流入雨水等,防止对土壤和河流的污染,提供防水性,防止通过提供耐热性降低由于热引起的防鼠效应,提高防鼠效果的耐久性以防止大鼠长期损害,并改善外观以提高商业价值。具体解决的手段是:通过改变微胶囊化的环己酰亚胺与氯乙烯树脂的配比,得到两种抗鼠氯乙烯树脂组合物。内层护套9a由氯乙烯树脂与较大量的微囊化的环己酰亚胺配制而成,外层护套9b由氯乙烯树脂与较少量的微囊化的环己酰亚胺配制而成,以构成护套9。

2)物理防鼠:物理防鼠是指光缆采用鼠类无法破坏的材料进行阻挡,保证在鼠害发生后,最内层保护无任何损害,一般是通过设计光缆结构和选择适合材料来防止松鼠的破坏,分为金属类隔绝和非金属类隔绝。如中国专利cn201620763426.7公开了一种铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢丝铠装防鼠防白蚁护套加强型电缆,包括导体、导体屏蔽层、绝缘层、填充层、编织层、聚乙烯内护套层、抗拉钢丝网、聚乙烯外护套层,所述导体外部设有导体屏蔽层,所述导体屏蔽层和填充层之间设有绝缘层,所述填充层和聚乙烯内护套层之间设有编织层,所述聚乙烯内护套层和聚乙烯外护套层之间设有抗拉钢丝网。该种铝合金芯交联聚乙烯绝缘钢丝铠装防鼠防白蚁护套电缆,有效地防止了老鼠和白蚁等动物对电缆造成的破坏并增强耐磨性,保证了电缆安全、正常的使用,且具有良好的绝缘屏蔽性能,减少电缆与外界互相之间的电信号影响,可承受较大的电流。美国专利us20080247717a1揭示了一种高度柔软的防水防啮齿电缆,它包括一个光学或导电中心区域,一个覆盖中心区域的具有高拉伸强度和阻水性能的纱线层,一层软退火钢丝,其形式为覆盖纱线层的编织物以及覆盖钢丝层的聚合物材料的外护套。

以及3)物理化学相结合,如中国专利cn2016201717976公开了一种防鼠电缆,包括导体、包裹在导体外层的绝缘层,所述绝缘层外包裹有金属网,所述金属网包括经线与纬线,所述纬线每两根一组与一根所述经线垂直交织,当一根所述经线位于所述纬线的上方时,相邻的另一根所述经线位于所述纬线的下方;在金属网的外层包裹有第二绝缘层,在第二绝缘层的外层设有柔韧性较强的薄膜层,在薄膜层与第二绝缘层之间塞有浸泡有风油精或人工香精的药棉。采用药棉与金属网相结合的结构,可驱赶老鼠,同时,又避免老鼠咬破电缆绝缘层。

上述各种电缆管线防鼠措施各有优缺点,总体来说物理方法制备工序复杂,且成本较高,市场竞争力相对不足,用户群体目标窄;化学方法优点成本低,光缆结构变化不大;光缆敷设与普通光缆一样无区别;缺点:对环境及周围可能造成潜在污染风险,同时更加重要的是由于用量较多的原因导致了电缆的物理化学性能降低,同时由于分散不均匀,驱避鼠的效果一般,以及持久力不足等。



技术实现要素:

针对现有技术所存在的上述技术问题,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种有效驱避生物的电力电缆及其保护管,能够降低对环境的污染,对施工安装的不便以及操作人员的刺激性,降低电力电缆的受侵蚀风险性等任一方面或几方面问题。

本发明人在现有技术的基础上,通过研究在现有的各种防鼠技术措施,经过不断的实验发现,并进而为了解决上述技术问题,采用如下研究获得的技术方案:

本发明的一个实施方面在于,一种耐生物侵蚀聚氯乙烯电力电缆保护管的制备方法,包括基层和表层,所述的基层为pvc层,表层为pvc基仿生物侵蚀层,该表层的制备方法如下:将树脂毒素进行聚乙烯醇基材料包覆,形成树脂毒素为核,聚乙烯醇基材料为壳的结构,经kh792硅烷偶联剂表面接枝改性后,与pvc基料制备成母粒,然后进双层造管机进行造管,从而形成覆盖在基层表面的防生物侵蚀表层,制得所述电力电缆保护管;

1)所述的树脂毒素包覆过程如下:将树脂毒素与聚乙烯醇以1:3-5加入到正己烷中,在搅拌的条件下均匀分散后,逐渐加入十八烷二酸,在40-80℃下反应1-5h,得核壳结构的聚乙烯醇基包覆的树脂毒素;

2)所述聚乙烯醇基核壳材料的表面改性:往上述核壳材料的反应溶液中加入kh790,kh790的加入量与核壳材料的比为20-30:1,反应温度为20-40℃,反应时间为30-60min;

3)制备表层pvc母粒:将上述改性好的核壳材料与pvc基料以1-5:100混合造粒,

4)利用双层造管机进行造管,形成基层为传统pvc材质层,外层为由pvc母粒形成的防生物侵蚀层。

所述的防生物侵蚀层,所述的生物是指微生物、细菌、鼠类、蚁类、虫类,优选鼠类、蚁类,特别优选鼠类。

本发明的另一个方面在于提供一种耐生物侵蚀聚氯乙烯电力电缆保护管,为至少双层结构管,包括至少一层基层,所述基层为通用pvc材质,至少一层防生物侵蚀层。

所述的防生物侵蚀层,含有气味剂,所述气味剂优选为经包覆的气味剂。

本发明的第三个方面在于提供一种电力电缆保护方法,将电力电缆套在所述的保护管内。

本发明的第四方面在于提供一种电力电缆,含有电缆以及套装在电力电缆上的保护管或提供另外一种电力电缆,电力电缆的皮层为含有防生物侵蚀层。

本发明与现有技术相比具有如下显著优点:

1)能够更加有效驱避生物,尤其是鼠类,现有技术的气味剂通常选用辣椒、樟脑、薄荷、风油精之类的,其虽然对驱避有一定作用,但是由于生物适应能力强,不能长时有效的实现驱避作用,本发明选用了树脂毒素,其驱避力更大;

2)本发明人发现现有的化学类驱避剂的加入造成了对施工人员的刺激性,不利于施工,往往在驱避层外还要包覆额外的层,增加了制造困难和成本,本发明人还发现,至今并未有人使用树脂毒素作为驱避剂,其原因在于辣力过大,本申请创新的提出采用核壳结构包覆树脂毒素,一方面能够最大程度的利用树脂毒素的辣力,另一方面能够减免对施工操作人员的影响,实现了有效驱避生物和施工的协调。

3)现有的以辣椒等气味剂为主的驱避类在直接添加时不能够有效的分散,即使是形成包覆层也不能提高多少分散性,本发明创新的提出了采用十八烷二酸改性的聚乙烯醇包覆工艺,利用长链的非极性能够与pvc材能够更好的相容,提高了分散性,实现了树脂毒素在整个防生物侵蚀层中均匀分布;同时为了进一步提高分散性,采用kh792硅烷偶联剂,利用其丰富的氨基,能够有效反应残余的羟基或羧基,提高与pvc基材的相容性,进一步提高分散性和结合力以及整体的机械物理性能。

4)本发明降低了生物驱避剂的使用量,进一步降低了对pvc管材物理机械性能的影响;同时本发明采用微胶囊与pvc基料进行造粒以形成表层,能够进一步增强与基层的结合力。

具体实施方式

实施例1

1)树脂毒素包覆:将树脂毒素与聚乙烯醇以一定比例加入到正己烷中,在搅拌的条件下均匀分散后,逐渐加入十八烷二酸,在一定温度下反应一段时间,得核壳结构的聚乙烯醇基包覆的树脂毒素;

2)聚乙烯醇基包覆树脂毒素核壳材料的表面改性:往上述核壳材料的反应溶液中加入一定量的kh790,在一定反应温度为下,反应一段时间为;

3)制备表层pvc母粒:将上述改性好的核壳材料与pvc基料以一定比例混合造粒,

4)利用双层造管机进行造管,形成基层为传统pvc材质层,外层为由pvc母粒形成的防生物侵蚀层,所述基层和表层的pvc基料为通用pvc基料,可以选择市售或任何现有技术文献的任何可工业化的pvc管材基料。

所述术语聚乙烯醇基材料实质就是以聚乙烯醇为基材与交联剂反应而得的包覆层,以区别于聚乙烯醇单独包覆。

对比实验:

气味剂选用通用辣椒素;硅烷偶联剂为kh550。

测试效果实验:

1、防鼠性测试:

将本发明的防护管材与对比实验的管材切段放置于鼠笼里,48h后观察表面状况。

2、拉伸强度测试采用通用管材拉伸强度测试。

具体详细实验参数如表1。

表1配方工艺表

根据实验发现,如通过实施例1-3、对比例1-4相可以明显的看出,相比于传统的添加辣椒素而不对辣椒素进行包覆的对比例4可以看出,本发明的方案能够获得更好的防鼠性,同笼放置的所实验的两根管道,经48h后,添加有辣椒素的对比例4出现了轻微的咬伤,而实施例1-3则基本无咬伤,可见在同笼放置的情况下,更易于侵蚀辣椒素而非树脂毒素管道;且未包覆的对比例4则在拉伸强度也远远不如包覆的实施例1-3。

进一步的,在包覆胶囊结构上的选择,可以看出对比例1-3虽然采用了包覆,其拉伸强度较未包覆的对比例4有提高,但是与本发明的实施例1-3相比后,由于包覆剂成分的选择不同,本发明采用十八烷二酸结构而非传统的戊二醛类交联剂,更能提高拉伸强度,这主要在于采用了羧基以及较为长链端,比戊二醛的醛剂更加容易交联,以及交联后碳链更长;同时从实施例1与实施例4看来,kh792硅烷偶联剂能够相较于一般硅烷偶联剂如kh550能够进一步提高结合力,其拉伸强度进一步提高,这可能源于kh792提供了更多的氨基反应基团。

显然,本发明还可以是直接采用上述管道作为保护管的电缆用外防护装置,更加显而易见的是,不仅仅可以作为保护管,其可以作为电缆的皮层直接形成保护作用,无需外加进一步的防护层。

本发明尽管详细叙述了两层结构,但是制造商完全可以根据客服需要而提供其他的层。但是至少出于防护生物以及节约成本,本发明所述的两层可以提供足够的防护。

最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

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