一種高可靠性礦用電纜的制作方法
【專利摘要】高可靠性礦用電纜，包括線芯，包裹線芯的填充層，涂敷在填充層外的防水涂層，繞包在防水涂層外的繞包層，擠包在繞包層外的內(nèi)護(hù)套；包裹在內(nèi)護(hù)套外的鋼絲鎧裝層,擠包在鋼絲鎧裝層外的外護(hù)套；線芯包括三條動力線芯,三條控制線芯；動力線芯由導(dǎo)體，擠包在導(dǎo)體外的絕緣護(hù)層組成；控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體；擠包在鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體外的絕緣層,包裹絕緣層外的銅帶屏蔽層，繞包在銅帶屏蔽層外的聚酰亞胺膠帶繞包層。該高可靠性礦用電纜，具有優(yōu)異的耐熱、耐油、耐腐蝕、耐寒特點，物理機(jī)械性能突出、安裝方便、使用安全、運(yùn)行可靠。本電纜環(huán)保阻燃和耐老化優(yōu)異，電纜燃燒時，無HCL等腐蝕氣體釋放。
【專利說明】
一種高可靠性礦用電纜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜，特別是涉及一種高可靠性礦用電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]阻燃電纜的特點是延緩火焰沿著電纜蔓延使火災(zāi)不致擴(kuò)大。由于其成本較低，因此是防火電纜中大量采用的電纜品種。無論是單根線纜還是成束敷設(shè)的條件下，電纜知燃燒時能將火焰的蔓延控制在一定范圍內(nèi)，因此可以避免著火延燃而造成的重大災(zāi)害，從而提高電纜線路的防火水平。無鹵低煙阻燃電纜的特點是不僅擁有良好的阻燃性能，而且構(gòu)成低煙無鹵電纜材料的不含鹵素，燃燒時的腐蝕性和毒性較低，產(chǎn)生極少量的煙霧，從而減少了對人身、儀器、設(shè)備的損害，有利于發(fā)生火災(zāi)時及時救援，雖然有良好阻燃性、耐腐獨(dú)性、極少煙霧濃度等，但其在機(jī)械性及電氣性能比普通電纜稍差。耐火電纜是在火焰燃燒情況下能保持一定時間的正常運(yùn)行，可保持線路的完整性。耐火電纜燃燒時產(chǎn)生的酸氣煙霧量少，耐火阻燃性能大大提高，特別是在燃燒時，伴隨著水噴和機(jī)械打擊的情況下，電纜仍可保持線路的完整運(yùn)行。在煤礦領(lǐng)域當(dāng)中，電纜不容易經(jīng)常更換，電纜的壽命要長，而且煤礦環(huán)境封閉，電纜又要良好的環(huán)保阻燃耐火的性能;在工作的環(huán)境下，電纜還需要良好的機(jī)械性能，同時能適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有電纜的技術(shù)缺陷，提供一種具有無鹵低煙特性，具有優(yōu)異的耐熱、耐油、耐腐蝕、耐寒、耐老化特點，環(huán)保阻燃耐火同時具有突出的物理機(jī)械性能的高可靠性礦用電纜。
[0004]本發(fā)明的高可靠性礦用電纜，包括線芯，包裹所述線芯的填充層，涂敷在所述填充層外的防水涂層，繞包在所述防水涂層外的繞包層，擠包在所述繞包層外的內(nèi)護(hù)套;包裹在所述內(nèi)護(hù)套外的鋼絲鎧裝層，擠包在所述鋼絲鎧裝層外的外護(hù)套;所述線芯包括三條動力線芯，三條控制線芯；
所述動力線芯由導(dǎo)體，擠包在所述導(dǎo)體外的絕緣護(hù)層組成；
所述控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體;擠包在所述鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體外的絕緣層，包裹所述絕緣層外的銅帶屏蔽層，繞包在所述銅帶屏蔽層外的聚酰亞胺膠帶繞包層。
[0005]作為優(yōu)化，高可靠性礦用電纜，包括線芯，包裹所述線芯的填充層，涂敷在所述填充層外的防水涂層，繞包在所述防水涂層外的特氟龍膠帶繞包層，擠包在所述特氟龍膠帶繞包層外的橡膠內(nèi)護(hù)套;包裹在所述橡膠內(nèi)護(hù)套外的鋼絲鎧裝層，擠包在所述鋼絲鎧裝層外的橡膠外護(hù)套;所述線芯包括三條動力線芯，三條控制線芯；
所述動力線芯由導(dǎo)體，擠包在所述導(dǎo)體外的高密度聚乙烯絕緣護(hù)層組成；
所述控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體;擠包在所述鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體外的高密度聚乙烯絕緣層，包裹所述高密度聚乙烯絕緣層外的銅帶屏蔽層，繞包在所述銅帶屏蔽層外的聚酰亞胺膠帶繞包層。
[0006]作為優(yōu)化，高可靠性礦用電纜，所述橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套，由以下重量份數(shù)的組分制成:甲基乙烯基硅橡膠80?86份、聚烯烴彈性體33?38份、肌醇六磷酸0.6?0.7份、仲辛基酸聚氧乙稀醚0.5?0.6份、平均粒徑40nm納米招酸乾2?2.5份、平均粒徑600nm納米氮化硼3.5?4份、六聚乙二醇單癸醚3?4份、硼酸酯偶聯(lián)劑I?1.3份、平均粒徑20um輕基磷灰石9?12份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉18?21份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉24?27份、赤藻糖酸鈉1.6?1.7份、癸二酸二異辛酯2?2.5份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.2?1.5份、焦亞硫酸鉀1.8?2份。
[0007]作為優(yōu)化，該高可靠性礦用電纜，橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套所用橡膠材料，采用以下步驟制成:
(1)將肌醇六磷酸0.6份、仲辛基酚聚氧乙烯醚0.5份，加入到20份的純凈水中，然后加入平均粒徑40nm納米鋁酸釔2份、平均粒徑600nm納米氮化硼3.5份；用磁力攪拌機(jī)攪拌5分鐘，在85 °C條件下超聲波震蕩120分鐘;然后在50 °C烘箱中干燥5小時；
(2)將六聚乙二醇單癸醚3份、硼酸酯偶聯(lián)劑I份、平均粒徑20um輕基磷灰石9份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉18份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉24份，在70?80°C條件下，混合均勻；
(3)將密煉機(jī)加熱至80?90°C，加入甲基乙烯基硅橡膠80份、聚烯烴彈性體33份，混煉3?5min;然后將密煉機(jī)升溫至100?110°C，加入步驟(2)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min；然后將密煉機(jī)降溫至92?96°C，加入步驟(I)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min；然后將密煉機(jī)降溫至66?76°C，依次加入赤藻糖酸鈉1.6份、癸二酸二異辛酯2份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.2份、焦亞硫酸鉀1.8份，繼續(xù)混煉2?3min;降溫至43°C?48°C出料；
(4)將步驟(3)中混合料投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的喂料口、第二加熱段、第三加熱段、第四加熱段到機(jī)頭的溫度分別設(shè)置為160°C、160°C、165°C、170°C、165°C。
[0008]該高可靠性礦用電纜，具有優(yōu)異的耐熱、耐油、耐腐蝕、耐寒特點，物理機(jī)械性能突出、安裝方便、使用安全、運(yùn)行可靠。該高可靠性礦用電纜，阻燃性能達(dá)到MT386-1995規(guī)定的全部燃燒試驗的要求，本電纜環(huán)保阻燃耐火和耐老化耐候性優(yōu)異，電纜燃燒時，無HCL等腐蝕氣體釋放;在火焰950 土 40°C 180分鐘，線路不擊穿，線路通電性能保持完整;在650 土 40°C 30分鐘后，承受15分鐘水噴淋或水浸，線路通電性能保持完整。工作溫度:-40°C?200Γ。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明高可靠性礦用電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面給出的實施例擬對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0011]實施例1:如圖1所示，高可靠性礦用電纜，包括線芯，包裹線芯的填充層I，涂敷在填充層I外的3M 8882彈性絕緣防水樹脂涂層2，繞包在3M 8882彈性絕緣防水樹脂涂層2外的特氟龍膠帶繞包層3，擠包在特氟龍膠帶繞包層3外的橡膠內(nèi)護(hù)套4 ；包裹在橡膠內(nèi)護(hù)套4外的鋼絲鎧裝層5，擠包在鋼絲鎧裝層5外的橡膠外護(hù)套6;線芯包括三條動力線芯，三條控制線芯；
動力線芯由導(dǎo)體7，擠包在導(dǎo)體7外的韓國湖石化學(xué)HDPE 5305E高密度聚乙烯(HDPE)絕緣護(hù)層8組成；
控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體9;擠包在鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體9外的韓國湖石化學(xué)HDPE5305E高密度聚乙烯(HDPE)絕緣層10，包裹韓國湖石化學(xué)HDPE 5305E高密度聚乙烯(HDPE)絕緣層10外的銅帶屏蔽層11，繞包在銅帶屏蔽層11外的聚酰亞胺膠帶繞包層12。
[0012]該高可靠性礦用電纜，橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套所用橡膠材料，采用以下步驟制成:
(1)將肌醇六磷酸0.6份、仲辛基酚聚氧乙烯醚(S0PE-7)0.5份，加入到20份的純凈水中，然后加入平均粒徑40nm納米鋁酸釔2份、平均粒徑600nm納米氮化硼3.5份；用磁力攪拌機(jī)攪拌5分鐘，在85 °C條件下超聲波震蕩120分鐘;然后在50 °C烘箱中干燥5小時；
(2)將六聚乙二醇單癸醚3份、揚(yáng)州市立達(dá)樹脂有限公司LD-100P硼酸酯偶聯(lián)劑I份、平均粒徑20um羥基磷灰石9份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉18份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉24份，在70?80 0C條件下，混合均勻；
(3)將密煉機(jī)加熱至80?900C，加入傲優(yōu)新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡膠80份、?？松梨?201P0E聚烯烴彈性體(P0E)33份，混煉3?5min;然后將密煉機(jī)升溫至100?110°C，加入步驟(2)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至92?960C，加入步驟(I)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至66?76°C，依次加入赤藻糖酸鈉1.6份、癸二酸二異辛酯2份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.2份、焦亞硫酸鉀1.8份，繼續(xù)混煉2?3min；降溫至43°C?48°C出料；
(4)將步驟(3)中混合料投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的喂料口、第二加熱段、第三加熱段、第四加熱段到機(jī)頭的溫度分別設(shè)置為160°C、160°C、165°C、170°C、165°C。本發(fā)明橡膠材料，采用獨(dú)特的配方，各組分之間協(xié)同作用突出；具有良好的機(jī)械性能和突出的撕裂強(qiáng)度；具有優(yōu)異的耐熱老化耐油性能和意想不到的阻燃性能和無鹵環(huán)保性能，達(dá)到了采用其他組分和助劑組合難以達(dá)到的性能。該橡膠材料性能，拉伸強(qiáng)度15.12MPa，伸長率382%，撕裂強(qiáng)度31.3KN/m ；熱空氣老化實驗185 °C X 168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:6.1%、斷裂伸長率變化率_7.2%;耐油試驗11^903 125°C X168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:9.2%、斷裂伸長率變化率-9.6%;氧指數(shù)41%;低溫脆化溫度，-63 0C ；燃燒能通過GB/T17651.2要求，最小透光率T>60%。氣體PH值為6.78。
[0013]實施例2:高可靠性礦用電纜，結(jié)構(gòu)如同實施例1，不同之處在于，橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套所用橡膠材料，采用以下步驟制成:
(1)將肌醇六磷酸0.7份、仲辛基酚聚氧乙烯醚(S0PE-7)0.6份，加入到20份的純凈水中，然后加入平均粒徑40nm納米鋁酸釔2.5份、平均粒徑600nm納米氮化硼4份；用磁力攪拌機(jī)攪拌5分鐘，在85 °C條件下超聲波震蕩120分鐘;然后在50 °C烘箱中干燥5小時；
(2)將六聚乙二醇單癸醚4份、揚(yáng)州市立達(dá)樹脂有限公司LD-100P硼酸酯偶聯(lián)劑1.3份、平均粒徑20um羥基磷灰石12份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉21份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉27份，在70?80°C條件下，混合均勻；
(3)將密煉機(jī)加熱至80?900C，加入傲優(yōu)新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡膠86份、埃克森美孚0201P0E聚烯烴彈性體(P0E)38份，混煉3?5min;然后將密煉機(jī)升溫至100?110°C，加入步驟(2)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至92?960C，加入步驟(I)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至66?76°C，依次加入赤藻糖酸鈉1.7份、癸二酸二異辛酯2.5份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.5份、焦亞硫酸鉀2份，繼續(xù)混煉2?3min；降溫至43°C?48°C出料；
(4)將步驟(3)中混合料投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的喂料口、第二加熱段、第三加熱段、第四加熱段到機(jī)頭的溫度分別設(shè)置為160°C、160°C、165°C、170°C、165°C。本發(fā)明橡膠材料，采用獨(dú)特的配方，各組分之間協(xié)同作用突出；具有良好的機(jī)械性能和突出的撕裂強(qiáng)度；具有優(yōu)異的耐熱老化耐油性能和意想不到的阻燃性能和無鹵環(huán)保性能，達(dá)到了采用其他組分和助劑組合難以達(dá)到的性能。該橡膠材料性能，拉伸強(qiáng)度15.09MPa，伸長率384%，撕裂強(qiáng)度31.7KN/m;熱空氣老化實驗185°CX168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:6.1%、斷裂伸長率變化率_7.3%;耐油試驗11^903 125°C X168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:9.1%、斷裂伸長率變化率-9.6%;氧指數(shù)41%;低溫脆化溫度，-63 0C ；燃燒能通過GB/T17651.2要求，最小透光率T>60%。氣體PH值為6.77。
[0014]對比例1:高可靠性礦用電纜，結(jié)構(gòu)如同實施例1，不同之處在于，橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套所用橡膠材料，采用以下步驟制成:
(1)將肌醇六磷酸0.6份、仲辛基酚聚氧乙烯醚(S0PE-7)0.5份，加入到20份的純凈水中，然后加入平均粒徑600nm納米氮化硼3.5份；用磁力攪拌機(jī)攪拌5分鐘，在85°C條件下超聲波震蕩120分鐘;然后在50°C烘箱中干燥5小時；
(2)將六聚乙二醇單癸醚3份、揚(yáng)州市立達(dá)樹脂有限公司LD-100P硼酸酯偶聯(lián)劑I份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉18份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉24份，在70?80 V條件下，混合均勻；
(3)將密煉機(jī)加熱至80?900C，加入傲優(yōu)新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡膠80份、埃克森美孚0201P0E聚烯烴彈性體(P0E)33份，混煉3?5min;然后將密煉機(jī)升溫至100?110°C，加入步驟(2)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至92?960C，加入步驟(I)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至66?76°C，依次加入赤藻糖酸鈉1.6份、癸二酸二異辛酯2份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.2份、焦亞硫酸鉀1.8份，繼續(xù)混煉2?3min；降溫至43°C?48°C出料；
(4)將步驟(3)中混合料投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的喂料口、第二加熱段、第三加熱段、第四加熱段到機(jī)頭的溫度分別設(shè)置為160°C、160°C、165°C、170°C、165 °C。該橡膠材料性能，拉伸強(qiáng)度13.02MPa，伸長率384%，撕裂強(qiáng)度27.2KN/m;熱空氣老化實驗185°C X 168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:7.8%、斷裂伸長率變化率-8.9%;耐油試驗IRM903 1250C X 168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:10.2%、斷裂伸長率變化率-11.6%;氧指數(shù)38%;低溫脆化溫度，-59°C;燃燒能通過GB/T 17651.2要求，最小透光率T>60%。氣體PH值為6.76。
[0015]對比例2:高可靠性礦用電纜，結(jié)構(gòu)如同實施例1，不同之處在于，橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套所用橡膠材料，采用以下步驟制成:
(I)將肌醇六磷酸0.7份、仲辛基酚聚氧乙烯醚(S0PE-7)0.6份，加入到20份的純凈水中，然后加入平均粒徑600nm納米氮化硼4份；用磁力攪拌機(jī)攪拌5分鐘，在85°C條件下超聲波震蕩120分鐘;然后在50°C烘箱中干燥5小時； (2)將六聚乙二醇單癸醚4份、揚(yáng)州市立達(dá)樹脂有限公司LD-1OOP硼酸酯偶聯(lián)劑1.3份、平均粒徑20um羥基磷灰石12份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉21份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉27份，在70?80°C條件下，混合均勻；
(3)將密煉機(jī)加熱至80?900C，加入傲優(yōu)新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡膠86份、?？松梨?201P0E聚烯烴彈性體(POE)38份，混煉3?5min;然后將密煉機(jī)升溫至100?110°C，加入步驟(2)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至92?960C，加入步驟(I)中的混合物繼續(xù)混煉2?3min ；然后將密煉機(jī)降溫至66?76°C，依次加入癸二酸二異辛酯2.5份、焦亞硫酸鉀2份，繼續(xù)混煉2?3min;降溫至43°C?48°C出料；
(4)將步驟(3)中混合料投入雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，雙螺桿擠出機(jī)的喂料口、第二加熱段、第三加熱段、第四加熱段到機(jī)頭的溫度分別設(shè)置為160°C、160°C、165°C、170°C、165 °C。該橡膠材料性能，拉伸強(qiáng)度13.23MPa，伸長率386%，撕裂強(qiáng)度25.3KN/m;熱空氣老化實驗185 °C X 168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:9.4%、斷裂伸長率變化率-11.5%;耐油試驗IRM9031250C X 168 h，拉伸強(qiáng)度變化率:11.1%、斷裂伸長率變化率-12.6%;氧指數(shù)37%;低溫脆化溫度，-58°C;燃燒能通過GB/T 17651.2要求，最小透光率T>60%。氣體PH值為6.77。
【主權(quán)項】
1.一種高可靠性礦用電纜;其特征在于在于:包括線芯，包裹所述線芯的填充層，涂敷在所述填充層外的防水涂層，繞包在所述防水涂層外的繞包層，擠包在所述繞包層外的內(nèi)護(hù)套;包裹在所述內(nèi)護(hù)套外的鋼絲鎧裝層，擠包在所述鋼絲鎧裝層外的外護(hù)套;所述線芯包括三條動力線芯，三條控制線芯； 所述動力線芯由導(dǎo)體，擠包在所述導(dǎo)體外的絕緣護(hù)層組成； 所述控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體;擠包在所述鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體外的絕緣層，包裹所述絕緣層外的銅帶屏蔽層，繞包在所述銅帶屏蔽層外的聚酰亞胺膠帶繞包層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性礦用電纜，其特征在于包括線芯，包裹所述線芯的填充層，涂敷在所述填充層外的防水涂層，繞包在所述防水涂層外的特氟龍膠帶繞包層，擠包在所述特氟龍膠帶繞包層外的橡膠內(nèi)護(hù)套;包裹在所述橡膠內(nèi)護(hù)套外的鋼絲鎧裝層，擠包在所述鋼絲鎧裝層外的橡膠外護(hù)套;所述線芯包括三條動力線芯，三條控制線芯； 所述動力線芯由導(dǎo)體，擠包在所述導(dǎo)體外的高密度聚乙烯絕緣護(hù)層組成； 所述控制線芯由鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體;擠包在所述鍍銀軟圓銅線導(dǎo)體外的高密度聚乙烯絕緣層，包裹所述高密度聚乙烯絕緣層外的銅帶屏蔽層，繞包在所述銅帶屏蔽層外的聚酰亞胺膠帶繞包層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性礦用電纜，其特征在于所述橡膠外護(hù)套和橡膠內(nèi)護(hù)套，由以下重量份數(shù)的組分制成:甲基乙烯基硅橡膠80份、聚烯烴彈性體33份、肌醇六磷酸.0.6份、仲辛基酚聚氧乙烯醚0.5份、平均粒徑40nm納米鋁酸釔2份、平均粒徑600nm納米氮化硼3.5份、六聚乙二醇單癸醚3份、硼酸酯偶聯(lián)劑I份、平均粒徑20um羥基磷灰石9份、平均粒徑1um煅燒高嶺土粉18份、平均粒徑4um超細(xì)硫酸鋇粉24份、赤藻糖酸鈉1.6份、癸二酸二異辛酯2份、L-抗壞血酸棕櫚酸酯1.2份、焦亞硫酸鉀1.8份。
【文檔編號】C08L71/02GK105913957SQ201610535932
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月10日
【發(fā)明人】李保集
【申請人】李保集