一种耐低温防开裂电力电缆的制作方法

本发明属于电力电缆，具体涉及一种耐低温防开裂电力电缆。

背景技术：

1、电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线，在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500kv以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。

2、在电缆实际使用过程中，由于环境的影响，往往对电缆提出了各种性能要求，在一些超低温和高温环境中，需要耐超低温和高温环境的电缆，而耐温主要靠电缆的护套，护套耐低温或者耐高温性能不过关，轻者导致电缆开裂，使用寿命缩短，重者引发火灾，通电通讯中断，从而造成人员伤亡和巨大的财产损失。目前市面上的聚氯乙烯电缆护套，综合性能普遍偏低，做不到同时超耐寒，耐热，耐油，耐压的效果，不能适用于一些综合极端环境。但是现有的电力电缆存在了大量的缺点，比如现有的电力电缆不具有很好的耐低温效果，寒冷的气候，就会对电缆造成严重的损坏，并且现有的电力电缆不具有很好的防开裂功能，不同的气候，或者长时间的使用，就会造成电缆的开裂，以至于电缆不能很好地进行工作，并且严重地降低了电力电缆的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐低温防开裂电力电缆，以解决电力电缆在低温条件下耐低温性能较差、易开裂的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐低温防开裂电力电缆，包括保护层和缆芯，所述保护层包括以下重量份原料：聚氯乙烯树脂100份、马来酸酐接枝聚丙烯10-15份、改性炭黑35-45份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-3份、润滑剂0.1-0.5份；

4、所述改性炭黑通过如下步骤制备：

5、氮气气氛下，将改性二硅氧烷和n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行混合，升温至88-90℃，加入氢氧化钾和炭黑，继续搅拌反应，过滤烘干，研磨过筛，得到改性炭黑。

6、优选地，改性二硅氧烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氢氧化钾和炭黑的用量比为3-3.2ml：1.65-1.8g：0.042-0.045g：3-3.3g。

7、优选地，过筛过程中筛目为800-1000目。

8、优选地，改性二硅氧烷通过如下步骤制备：

9、将腰果酚、二硅氧烷和六水合氯铂酸进行混合，氮气气氛下，升温至100-110℃搅拌反应3-5h后，柱层析分离后得到改性二硅氧烷；其中腰果酚、二硅氧烷和六水合氯铂酸的用量比为2.5ml：1-1.15ml：0.015g。采用上述技术方案，二硅氧烷的分子主链中含有柔性si-o键，其键长较长，在低温下仍能够自由旋转，与树脂混合后可提高其耐低温性能；再将腰果酚中柔性长烷基链引入二硅氧烷中，对其分子链柔顺性提升效果显著，并且还能降低其表面能，提升二硅氧烷的耐热耐寒性能。同时，腰果酚中柔性长烷基链的引入改善了混合料的力学性能，增强电力电缆的韧性和弯曲强度。

10、优选地，二硅氧烷为中的六甲基二硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷一种。

11、优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂和癸二酸二辛酯中的一种。采用上述技术方案，将具有直链亚甲基(－ch2－)为主体的邻苯二甲酸二辛脂和癸二酸二辛酯作为增塑剂加入组分原料中，不仅能降低与树脂分子之间的相互作用力，还可使树脂软化温度和熔融温度都得以降低；此外，还具有较好的抗寒能力，且烷基链越长时，抗寒能力越强。

12、优选地，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1：1混合得到。

13、优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。

14、优选地，所述耐低温防开裂电力电缆通过如下步骤制备：

15、s1、按重量份称取各原料组分，将聚氯乙烯树脂100份、马来酸酐接枝聚丙烯10-15份、改性炭黑35-45份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-3份和润滑剂0.1-0.5份加入高速混合机中进行搅拌混合，得到混合料；

16、s2、将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出后包覆在缆芯表面，冷却固化后得到耐低温防开裂电力电缆。

17、优选地，步骤s1中搅拌混合速度为500-750r/min；步骤s2中所述双螺杆挤出机中1区温度为125-140℃、2区温度为155-175℃、3区温度为180-190℃、4区温度为190-200℃、5区温度为170-180℃、机头温度为180-200℃。

18、本发明的有益效果：

19、本发明中所制备的改性炭黑是通过改性二硅氧烷进行接枝反应而成，其分散性得到提高，且与基体树脂相容性提高，有效降低团聚现象；作为填料和基体树脂等材料共混，使得电力电缆力学性能得到改善；其改性炭黑表面接枝有改性二硅氧烷，能有效提升基体树脂的耐低温性能，增强聚合物分子链的柔顺性，可以进一步提高电料保护层料的耐低温性能；同时二硅氧烷具有一定的疏水性能，进而增强保护层料的防水性能，以防止水分渗入保护层料内部并冻结，防止电缆在低温环境中，其中水分被冻结冻结，导致电缆保护层开裂的现象。

20、本发明中的制备方法简单，操作方便，组成原料配方合理，便于实现工业化生产，且改性炭黑和耐寒增塑剂的加入，使得配方材料间的相容性好，提高了电力电缆的耐低温性能，本发明制备得到的电力电缆耐低温性能优良，不易产生裂纹。

技术特征：

1.一种耐低温防开裂电力电缆，包括保护层和缆芯，其特征在于，所述保护层包括以下重量份原料：聚氯乙烯树脂100份、马来酸酐接枝聚丙烯10-15份、改性炭黑35-45份、增塑剂3-5份、抗氧化剂1-3份、润滑剂0.1-0.5份；

2.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，改性二硅氧烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氢氧化钾和炭黑的用量比为3-3.2ml：1.65-1.8g：0.042-0.045g：3-3.3g。

3.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，过筛过程中筛目为800-1000目。

4.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，改性二硅氧烷通过如下步骤制备：

5.根据权利要求4所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，二硅氧烷为中的六甲基二硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷一种。

6.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂和癸二酸二辛酯中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1：1混合得到。

8.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或至少两种以任意比例混合的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，所述耐低温防开裂电力电缆通过如下步骤制备：

10.根据权利要求9所述的一种耐低温防开裂电力电缆，其特征在于，步骤s1中搅拌混合速度为500-750r/min；步骤s2中所述双螺杆挤出机中1区温度为125-140℃、2区温度为155-175℃、3区温度为180-190℃、4区温度为190-200℃、5区温度为170-180℃、机头温度为180-200℃。

技术总结本发明公开了一种耐低温防开裂电力电缆，属于电力电缆技术领域。其耐低温防开裂电力电缆通过如下步骤制备：S1、按重量份称取各原料组分，将聚氯乙烯树脂100份、马来酸酐接枝聚丙烯10‑15份、改性炭黑35‑45份、增塑剂3‑5份、抗氧化剂1‑3份和润滑剂0.1‑0.5份加入高速混合机中进行搅拌混合，得到混合料；S2、将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出后包覆在缆芯表面，冷却固化后得到耐低温防开裂电力电缆。本发明中所制备出的电缆具有优异的耐低温性能，并且可以有效防止电力电缆在低温下出现容易开裂等现象。技术研发人员：董吟梅,陈佳民,徐长玉受保护的技术使用者：安徽蓝润电缆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18