一种耐高温线缆的制作方法

allin2025-04-22  28


本发明属于线缆,尤其涉及一种耐高温线缆。


背景技术:

1、线缆是用于传输电能、信号或数据的导线集合,它们可以是单根导线或由多根导线组成的电缆。线缆的种类繁多,根据其用途和特性,可以分为不同的类型,如电力电缆、通信电缆、光缆、同轴电缆等。一些特别行业如石油化工、钢铁、航空航天、造船、军工、制药、食物、塑料机械、锅炉等与热、高温有关的,都需要能耐高温的线缆。这些线缆通常由常规材料制成,具有丰富的途径来源,所以容易大规模出,成本也相对低。然而一般的市售线缆不能满足耐高温的要求,无法保证电力和信号的安全运行。

2、随着电力行业的进步,对线缆的需求量急剧上升。这种增长带来了对线缆安全性的更高标准。这是因为电气设备在发生火灾时,不仅难以迅速扑灭,而且线缆中使用的有机材料在燃烧过程中会产生大量有害烟雾,对人体健康构成严重威胁。因此研究耐高温、阻燃防火的线缆极其重要。


技术实现思路

1、针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明通过将改性密胺树脂微球加入到线缆的外护层中,提高了线缆的拉伸强度、耐热性和耐磨性,增强了线缆的安全性和可靠性。

2、为了实现上述目的,采用了如下技术方案:本发明提供了一种耐高温线缆,包括:四条相互抵触的线芯、包覆在线芯外部的内护层、包覆在内护层外部的铠装层和包覆在铠装层外部的外护层,所述外护层由耐高温材料挤包得到。

3、进一步地,所述耐高温材料包括如下重量份的组分:甲基乙烯基硅橡胶30-40份、丙烯酸酯橡胶20-25份、超高分子量聚乙烯15-20份、改性密胺树脂微球5-15份、硫化剂0.1-5份、抗老剂0.1-0.5份和稳定剂0.05-0.2份。

4、进一步地,所述改性密胺树脂微球通过以下步骤制得:

5、s1、将(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷分散在n-甲基吡咯烷酮中,加入3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯,在60-80℃反应6-8h,然后将反应液倒入水中,离心分离出固体,用去离子水和乙醇洗涤三次后,80-110℃真空干燥6-12h,得到改性(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷;

6、s2、将异氰尿酸三缩水甘油酯、六羟甲基三聚氰胺和去离子水混合,用2mol/l的naoh溶液调整溶液的ph=10-12,加入过氧化二苯甲酰反应0.5-1h,然后加入改性(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷和硅烷偶联剂,加入甲酸,继续反应1-2h,然后离心分离出固体,用去离子水和乙醇洗涤三次后,在60-90℃真空干燥6-12h干燥得到所述改性密胺树脂微球。

7、进一步地,所述步骤s1中(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、n-甲基吡咯烷酮、3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯的质量比为1:40-60:0.5-1.5。

8、进一步地,所述步骤s2中异氰尿酸三缩水甘油酯、六羟甲基三聚氰胺、去离子水、过氧化二苯甲酰、改性(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、硅烷偶联剂、甲酸的质量比为1:2-5:80-150:0.015-0.1:4.5-8:0.5-3:2.2-4.8:42-65。

9、进一步地,所述硅烷偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570、kh-602和kh-901中的一种或多种。

10、进一步地,所述硫化剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化二异丁基秋兰姆、四甲基一硫化秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆和六硫化双五甲撑秋兰姆中的一种或多种。

11、进一步地,所述抗老剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246和抗氧剂264中的一种或多种。

12、进一步地,所述稳定剂为光稳定剂783、光稳定剂770、光稳定剂622和光稳定剂944中的一种。

13、进一步地,所述外护层通过以下步骤制备得到:将甲基乙烯基硅橡胶、丙烯酸酯橡胶和超高分子量聚乙烯在混炼机中160-200℃混炼50-80min,降温至80-100℃,加入所述改性密胺树脂微球、硫化剂、抗老剂和稳定剂,混合均匀后挤包于所述铠装层外得到所述外护层。

14、进一步地,所述线芯包括:由多股铜导线绞合得到的导体,包覆在导体外部的防火层,包覆在防火层外部的绝缘层,包覆在绝缘层外部的屏蔽层和设置在屏蔽层与内护层之间的填充层。

15、进一步地,所述防火层为陶瓷化硅橡胶带;所述绝缘层由聚酰亚胺树脂挤包得到;所述屏蔽层由eva6110m树脂挤包得到;所述填充层由聚丙烯树脂挤包得到;所述内护层由ectfe树脂挤包得到;所述铠装层为镀锌钢带铠装。

16、本发明的有益效果是:

17、(1)本发明通过在线缆外护层中添加由(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯、四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷等物质制备的改性密胺树脂微球,显著提升了线缆的拉伸强度、耐热性和耐磨性,增强了线缆的安全性和可靠性,在制备过程中,通过氰尿酸三缩水甘油酯的使用,改善了改性密胺树脂微球的流动性和成型性,使其与基体材料的相容性更佳,从而在线缆外护层中均匀分散,有效提高了线缆的抗冲击性能;

18、(2)(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷的大环和刚性结构在材料中创造了稳定的化学环境,不仅增强了线缆的化学稳定性,还提升了其抗老化和抗腐蚀能力,通过3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯对(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷改性,在改性密胺树脂微球上引入了硅、硼、硫元素,不仅提高了线缆的耐磨性,还增强了其抗紫外线、热稳定性、阻燃性和整体力学性能;

19、(3)通过四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷的加入,与改性3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯协同作用促进了材料内部的交联反应,通过四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷含有的环氧基团便于改性材料通过偶联剂与密胺树脂以及其他基体材料偶联,从而形成了更为紧密和稳定的三维网络结构,提高材料的整体力学性能;

20、(4)在高温条件下,硅氧烷结构的氧化分解会生成纳米二氧化硅,从而与基体炭层结合,形成了一个稳定而致密的阻隔层,同时噻吩基团和硼酸基团在高温下能够促进聚合物的炭化,有效捕捉聚合物热分解产生的可燃小分子,从而抑制聚合物的热分解,减少可燃小分子的生成,这些机制共同作用,提高了线缆外护层的抑烟和防熔滴性能,进一步增强了线缆的阻燃耐火特性。



技术特征:

1.一种耐高温线缆,其特征在于:包括:四条相互抵触的线芯(1)、包覆在线芯外部的内护层(2)、包覆在内护层(2)外部的铠装层(3)和包覆在铠装层(3)外部的外护层(4),所述外护层(4)由耐高温材料挤包得到;所述耐高温材料包括如下重量份的组分:甲基乙烯基硅橡胶30-40份、丙烯酸酯橡胶20-25份、超高分子量聚乙烯15-20份、改性密胺树脂微球5-15份、硫化剂0.1-5份、抗老剂0.1-0.5份和稳定剂0.05-0.2份;

2.根据权利要求1所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述步骤s1中(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、n-甲基吡咯烷酮、3-噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯的质量比为1:40-60:0.5-1.5。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述步骤s2中异氰尿酸三缩水甘油酯、六羟甲基三聚氰胺、去离子水、过氧化二苯甲酰、改性(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、硅烷偶联剂、甲酸的质量比为1:2-5:80-150:0.015-0.1:4.5-8:0.5-3:2.2-4.8:42-65。

4.根据权利要求3所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述硅烷偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570、kh-602和kh-901中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述硫化剂为二硫化四甲基秋兰姆、二硫化二异丁基秋兰姆、四甲基一硫化秋兰姆、二硫化四苄基秋兰姆和六硫化双五甲撑秋兰姆中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述抗老剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246和抗氧剂264中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述稳定剂为光稳定剂783、光稳定剂770、光稳定剂622和光稳定剂944中的一种。

8.根据权利要求7所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述外护层(4)通过以下步骤制备得到:将甲基乙烯基硅橡胶、丙烯酸酯橡胶和超高分子量聚乙烯在混炼机中160-200℃混炼50-80min,降温至80-100℃,加入所述改性密胺树脂微球、硫化剂、抗老剂和稳定剂,混合均匀后挤包于所述铠装层(3)外得到所述外护层(4)。

9.根据权利要求8所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述线芯(1)包括:由多股铜导线绞合得到的导体(11),包覆在导体(11)外部的防火层(12),包覆在防火层(12)外部的绝缘层(13),包覆在绝缘层(13)外部的屏蔽层(14)和设置在屏蔽层(14)与内护层(2)之间的填充层(15)。

10.根据权利要求9所述的一种耐高温线缆,其特征在于:所述防火层(12)为陶瓷化硅橡胶带;所述绝缘层(13)由聚酰亚胺树脂挤包得到;所述屏蔽层(14)由eva6110m树脂挤包得到;所述填充层(15)由聚丙烯树脂挤包得到;所述内护层(2)由ectfe树脂挤包得到;所述铠装层(3)为镀锌钢带铠装。


技术总结
本发明公开了一种耐高温线缆,属于线缆技术领域,包括:四条相互抵触的线芯,包覆在线芯外部的内护层,包覆在内护层外部的铠装层和包覆在铠装层外部的外护层,所述外护层由耐高温材料挤包得到。所述耐高温材料包括如下重量份的组分:甲基乙烯基硅橡胶30‑40份、丙烯酸酯橡胶20‑25份、超高分子量聚乙烯15‑20份、改性密胺树脂微球5‑15份、硫化剂0.1‑5份、抗老剂0.1‑0.5份和稳定剂0.05‑0.2份。本发明通过在线缆外护层中添加由(乙酰氧基乙基)七甲基环四硅氧烷、3‑噻吩硼酸甲基亚氨基二乙酸酯、四环氧丙基‑4,4'‑二氨基二苯甲烷等物质制备的改性密胺树脂微球,显著提升了线缆的拉伸强度、耐热性和耐磨性,以及抗紫外线、热稳定性、阻燃性等特性,增强了线缆的安全性和可靠性。

技术研发人员:卢广为,李秀苓
受保护的技术使用者:德信线缆集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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