基于巖棉的耐高溫電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于巖棉的耐高溫電纜及其制備方法，該耐高溫電纜包括相互絞合的多股線芯單元，多股線芯單元的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套，鍍銀芳綸絲編織套內(nèi)填充有巖棉；鍍銀芳綸絲編織套的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第一絕緣層、臨界層和第二絕緣層；第一絕緣層為丙烯腈?丁二烯?丙烯酸酯共聚物層，臨界層填充有納米碳化鋯，第二絕緣層為乙烯?四氟乙烯共聚物層。通過該方法制得的電纜具有優(yōu)異的耐高溫性能。
【專利說明】
基于巖棉的耐高溫電纜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及絕緣電纜，具體地，涉及一種基于巖棉的耐高溫電纜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電纜通常是由幾根或幾組導(dǎo)線絞合而成的類似繩索的電纜，每組導(dǎo)線之間相互絕 緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。多架設(shè)在空中或裝在地 下、水底，用于電訊或電力輸送。電纜主要由以下4部分組成，①導(dǎo)電線心：用高電導(dǎo)率材料 (銅或鋁）制成。根據(jù)敷設(shè)使用條件對電纜柔軟程度的要求，每根線心可能由單根導(dǎo)線或多 根導(dǎo)線絞合而成。②絕緣層:用作電纜的絕緣材料應(yīng)當(dāng)具有高的絕緣電阻，高的擊穿電場強 度，低的介質(zhì)損耗和低的介電常數(shù)。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、交 聯(lián)聚乙烯、橡皮等。電纜常以絕緣材料分類，例如油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯電纜、交聯(lián)聚乙 烯電纜等。③密封護套:保護絕緣線心免受機械、水分、潮氣、化學(xué)物品、光等的損傷。對于易 受潮的絕緣，一般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保護密封護套免受機械損 傷。一般采用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜），鎧裝層 同時起電場屏蔽和防止外界電磁波干擾的作用。
[0003] 雖然現(xiàn)有的電纜能夠在絕大多數(shù)的場合能夠滿足生產(chǎn)和生活的需求，但是在高溫 條件下，電纜的性能往往會受到極大的負面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于巖棉的耐高溫電纜及其制備方法，通過該方法制得 的電纜具有優(yōu)異的耐高溫性能和力學(xué)性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于巖棉的耐高溫電纜，該耐高溫電纜包 括相互絞合的多股線芯單元，多股線芯單元的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套，鍍銀芳綸絲 編織套內(nèi)填充有巖棉;鍍銀芳綸絲編織套的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第一絕緣 層、臨界層和第二絕緣層;第一絕緣層為丙烯腈_丁二烯_丙烯酸酯共聚物層，臨界層填充有 納米碳化鋯，第二絕緣層為乙烯_四氟乙烯共聚物層。
[0006] 優(yōu)選地，鍍銀芳綸絲編織套的直徑為0.85-0.90mm，第一絕緣層的厚度為0.15-0.20_，臨界層的厚度為0.05-0.12_，第二絕緣層的厚度為0.20-0.25_。
[0007] 優(yōu)選地，鍍銀芳綸絲編制套中的鍍銀芳綸絲的外表面上的鍍銀層的厚度為1-2M1。
[0008] 優(yōu)選地，以鍍銀芳綸絲編織套的橫截面的面積為基準(zhǔn)，鍍銀芳綸絲編織套的橫截 面中巖棉占有的面積為35-45%。
[0009] 優(yōu)選地，線芯單元包括相互絞合的多股鍍銀銅絲，多股鍍銀銅絲的外部設(shè)置有保 護層，保護層由聚苯乙烯填充而成。
[0010] 優(yōu)選地，鍍銀銅絲的直徑為〇. 05-0.08mm，保護層的直徑為0.20-0.30mm。
[0011]優(yōu)選地，多股鍍銀銅絲的外表面的鍍銀層的厚度為〇. 5-0.9mi。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述的基于巖棉的耐高溫電纜的制備方法，該制備方法包 括：
[0013] 1)將多股線芯單元相互絞合，接著將鍍銀芳綸絲編織套套設(shè)于多股線芯單元的外 部，然后將巖棉填充至鍍銀芳綸絲編織套的內(nèi)部；
[0014] 2)將丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于鍍銀芳綸絲編織套的外部以形成第 一絕緣層，接著將納米碳化鋯嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層，然后將乙烯-四氟乙烯 共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層以制得基于巖棉的耐高溫電纜。
[0015] 優(yōu)選地，在步驟1)之前，方法還包括:將芳綸絲浸泡于酸液中，接著取出并在芳綸 絲的外表面上鍍上銀層以制得鍍銀芳綸絲，然后將鍍銀芳綸絲編織成鍍銀芳綸絲編織套。
[0016] 優(yōu)選地，酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一種或多種;并且，酸液的 濃度為50-70重量％。
[0017]根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過在多股線芯單元的外部依次設(shè)置巖棉、鍍銀芳綸 絲編織套、第一絕緣層、臨界層和第二絕緣層，通過各部件的協(xié)同作用使得該電纜具有優(yōu)異 的耐高溫性能和力學(xué)性能;尤其是，臨界層中的納米碳化鋯能夠向第一絕緣層和第二絕緣 層中擴散進而使得第一絕緣層與第二絕緣層形成一體進而提高了兩者單獨的絕緣性能和 力學(xué)性能。在各層的協(xié)同作用下，尤其是巖棉，使得制得的電纜具有優(yōu)異的耐高溫性能和力 學(xué)性能。
[0018] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0019] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明提供的基于巖棉的耐高溫電纜得結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說明
[0022] 1、線芯單元 2、鍍銀銅絲
[0023] 3、鍍銀層 4、保護層
[0024] 5、巖棉 6、鍍銀芳綸絲編織套
[0025] 7、第一絕緣層 8、臨界層
[0026] 9、第二絕緣層
【具體實施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0028] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，"內(nèi)、外"等包含在術(shù)語中的方位詞僅代表 該術(shù)語在常規(guī)使用狀態(tài)下的方位，或為本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的俗稱，而不應(yīng)視為對該術(shù)語 的限制。
[0029]本發(fā)明提供了一種基于巖棉的耐高溫電纜，如圖1所示，該耐高溫電纜包括相互絞 合的多股線芯單元1，多股線芯單元1的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套6,鍍銀芳綸絲編織套 6內(nèi)填充有巖棉5;鍍銀芳綸絲編織套6的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第一絕緣層 7、臨界層8和第二絕緣層9;第一絕緣層7為丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物層，臨界層8填 充有納米碳化鋯，第二絕緣層9為乙烯-四氟乙烯共聚物層。
[0030]上述的多股線芯單元1的外部依次設(shè)置巖棉5、鍍銀芳綸絲編織套6、第一絕緣層7、 臨界層8和第二絕緣層9，通過各部件的協(xié)同作用使得該電纜具有優(yōu)異的絕緣性能，同時，該 電纜能夠在惡劣的環(huán)境中保持優(yōu)異的穩(wěn)定性;其中，臨界層8中的納米碳化鋯能夠向第一絕 緣層7和第二絕緣層9中擴散進而使得第一絕緣層7與第二絕緣層9形成一體進而提高了兩 者單獨的絕緣性能。同時，該電纜具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠在惡劣的環(huán)境中保持穩(wěn)定的性 能，進而保證其能夠穩(wěn)定工作。
[0031]在本發(fā)明中，鍍銀芳綸絲編織套6、第一絕緣層7、臨界層8和第二絕緣層9的尺寸可 以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進一步提高電纜的耐高溫性能，優(yōu)選地，鍍銀芳綸絲編織套 6的直徑為0.85-0.90mm，第一絕緣層7的厚度為0.15-0.20mm，臨界層8的厚度為0.05-0 ? 12mm，第二絕緣層9的厚度為0 ? 20-0 ? 25mm。
[0032]同時，鍍銀芳綸絲編制套中的鍍銀芳綸絲的鍍銀層的厚度可以在寬的范圍內(nèi)調(diào) 整，但是為了進一步提高電纜的電磁屏蔽性能以及穩(wěn)定性，優(yōu)選地，鍍銀芳綸絲編制套中的 鍍銀芳綸絲的外表面上的鍍銀層的厚度為l-2wii。
[0033]此外，在本電纜中，巖棉5的含量可以在寬的范圍內(nèi)改變，但是為了使得巖棉5能夠 充分地填充于多股線芯單元1之間以及線芯單元1與鍍銀芳綸絲編織套6之間，優(yōu)選地，以鍍 銀芳綸絲編織套6的橫截面的面積為基準(zhǔn)，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中巖棉5占有的面 積為 35-45 %。
[0034] 在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，線芯單元1的具體結(jié)可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高 電纜信號傳輸過程中的信號的穩(wěn)定性以及信號的傳輸質(zhì)量，優(yōu)選地，線芯單元1包括相互絞 合的多股鍍銀銅絲2,多股鍍銀銅絲2的外部設(shè)置有保護層4,保護層4由聚苯乙烯填充而成。 這樣，通過聚苯乙烯能夠充分地將各個線芯單元1之間絕緣開來，進而保證每個單獨的線芯 單元1能夠傳輸不同的信號，并且各個線芯單元1傳輸?shù)男盘栔g不會造成干擾，優(yōu)選地，鍍 銀銅絲2的直徑為0.05-0.08mm，保護層4的直徑為0.20-0.30mm。
[0035] 此外，多股鍍銀銅絲2的鍍銀層3的厚度可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高多 股鍍銀銅絲2的信號傳輸性能，優(yōu)選地，多股鍍銀銅絲2的外表面的鍍銀層3的厚度為0.5-0.9]im〇
[0036] 本發(fā)明還提供了一種上述的基于巖棉的耐高溫電纜的制備方法，該制備方法包 括：
[0037] 1)將多股線芯單元1相互絞合，接著將鍍銀芳綸絲編織套6套設(shè)于多股線芯單元1 的外部，然后將巖棉5填充至鍍銀芳綸絲編織套6的內(nèi)部；
[0038] 2)將丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于鍍銀芳綸絲編織套6的外部以形成第 一絕緣層7,接著將納米碳化鋯嵌設(shè)于第一絕緣層7的表面形成臨界層8,然后將乙烯-四氟 乙烯共聚物擠包于第一絕緣層7的外部形成第二絕緣層9以制得基于巖棉的耐高溫電纜。
[0039] 在本發(fā)明的制備方法中，鍍銀芳綸絲編織套6可以通過本領(lǐng)域中任何一種常規(guī)的 方法制備而得，但是為了提高鍍銀芳綸絲編織套6的電磁屏蔽性能，優(yōu)選地，在步驟1)之前， 該方法還包括:將芳綸絲浸泡于酸液中，接著取出并在芳綸絲的外表面上鍍上銀層以制得 鍍銀芳綸絲，然后將鍍銀芳綸絲編織成鍍銀芳綸絲編織套6。
[0040] 另外，酸液的種類和濃度也可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進一步提高制得的 鍍銀芳綸絲編織套6的抗電磁干擾能力，優(yōu)選地，酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液 中的一種或多種;并且，酸液的濃度為50-70重量％。
[0041 ]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0042] 制備例1
[0043] 將直徑為0.10mm的芳綸絲浸泡于60重量％的酸液(鹽酸溶液）中，接著取出并在芳 綸絲的外表面上鍍上銀層(鍍銀層的厚度為1.5wn)以制得鍍銀芳綸絲，然后將鍍銀芳綸絲 編織成鍍銀芳綸絲編織套6(直徑為0.88mm)。
[0044] 實施例1
[0045] 1)將多股鍍銀銅絲2(直徑為0.07mm，鍍銀層3的厚度為0.7mi)相互絞合，然后將聚 苯乙烯擠包于多股鍍銀銅絲2的外部形成保護層4(直徑為0.25mm)以制得線芯單元；
[0046] 2)將多股線芯單元相互絞合，接著將鍍銀芳綸絲編織套套設(shè)于多股線芯單元的外 部，然后將巖棉填充至鍍銀芳綸絲編織套的內(nèi)部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中巖棉5占有的面積為40% );
[0047] 3)將丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于鍍銀芳綸絲編織套的外部以形成第 一絕緣層7(厚度為0.18mm)，接著將納米碳化鋯嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚 度為0.08mm)，然后將乙烯-四氟乙烯共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚 度為0.22_)以制得基于巖棉的耐高溫電纜A1。
[0048] 實施例2
[0049] 1)將多股鍍銀銅絲2(直徑為0.05mm，鍍銀層3的厚度為0.5mi)相互絞合，然后將聚 苯乙烯擠包于多股鍍銀銅絲2的外部形成保護層4(直徑為0.20mm)以制得線芯單元；
[0050] 2)將多股線芯單元相互絞合，接著將鍍銀芳綸絲編織套套設(shè)于多股線芯單元的外 部，然后將巖棉填充至鍍銀芳綸絲編織套的內(nèi)部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中巖棉5占有的面積為35 % );
[0051] 3)將丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于鍍銀芳綸絲編織套的外部以形成第 一絕緣層7(厚度為0.15mm)，接著將納米碳化鋯嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚 度為0.05mm)，然后將乙烯-四氟乙烯共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚 度為0.20_)以制得基于巖棉的耐高溫電纜A2。
[0052] 實施例3
[0053] 1)將多股鍍銀銅絲2(直徑為0.08mm，鍍銀層3的厚度為0.9mi)相互絞合，然后將聚 苯乙烯擠包于多股鍍銀銅絲2的外部形成保護層4(直徑為0.30mm)以制得線芯單元；
[0054] 2)將多股線芯單元相互絞合，接著將鍍銀芳綸絲編織套套設(shè)于多股線芯單元的外 部，然后將巖棉填充至鍍銀芳綸絲編織套的內(nèi)部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中巖棉5占有的面積為45 % );
[0055] 3)將丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于鍍銀芳綸絲編織套的外部以形成第 一絕緣層7(厚度為0.20mm)，接著將納米碳化鋯嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚 度為0.12mm)，然后將乙烯-四氟乙烯共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚 度為0.25_)以制得基于巖棉的耐高溫電纜A3。
[0056] 對比例1
[0057]按照實施例1的方法進行制得電纜B1，所不同的是，在步驟3)中未使用納米碳化 鋯。
[0058] 對比例2
[0059]按照實施例1的方法進行制得電纜B2，所不同的是，在步驟2)中未使用巖棉。
[0060] 檢測例1
[0061] 1)檢測上述電纜的拉伸強度(〇tl/MPa)，具體結(jié)果見表1;
[0062] 2)將上述電纜置于250°C的條件下10h，接著檢測電纜的拉伸強度(〇t2/MPa);具體 結(jié)果見表1。
[0063] 表 1
[0065]通過上述實施例、對比例和檢測例可知，本發(fā)明提供的電纜具有優(yōu)異的耐高溫性 能和力學(xué)性能。
[0066]以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0067] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0068] 此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種基于巖棉的耐高溫電纜，其特征在于，所述耐高溫電纜包括相互絞合的多股線 芯單元（1)，所述多股線芯單元（1)的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套(6)，所述鍍銀芳綸絲編 織套(6)內(nèi)填充有巖棉(5);所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè) 置有第一絕緣層(7)、臨界層(8)和第二絕緣層(9);所述第一絕緣層(7)為丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物層，所述臨界層(8)填充有納米碳化鋯，所述第二絕緣層(9)為乙烯-四氟乙 烯共聚物層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫電纜，其特征在于，所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的直徑 為0.85-0.90_，所述第一絕緣層(7)的厚度為0.15-0.20mm，所述臨界層(8)的厚度為0.05- 0.12mm，所述第二絕緣層(9)的厚度為0.20-0.25mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫電纜，其中，所述鍍銀芳綸絲編制套中的鍍銀芳綸 絲的外表面上的鍍銀層的厚度為1-2μπι。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫電纜，其特征在于，以所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的橫 截面的面積為基準(zhǔn)，所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的橫截面中巖棉(5)占有的面積為35-45%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫電纜，其特征在于，所述線芯單元（1)包括相互絞合 的多股鍍銀銅絲(2)，所述多股鍍銀銅絲(2)的外部設(shè)置有保護層(4)，所述保護層(4)由聚 苯乙烯填充而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐高溫電纜，其特征在于，所述鍍銀銅絲（2)的直徑為0. Οδ-Ο · 08mm ， 所述保護層 (4) 的直徑為 0 · 20-0 · 30mm 。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫電纜，其特征在于，所述多股鍍銀銅絲（2)的外表面的 鍍銀層(3)的厚度為0.5-0.9μπι。8. -種如權(quán)利要求1-7中任意一項所述的基于巖棉的耐高溫電纜的制備方法，其特征 在于，所述制備方法包括： 1) 將所述多股線芯單元（1)相互絞合，接著將所述鍍銀芳綸絲編織套(6)套設(shè)于所述多 股線芯單元(1)的外部，然后將所述巖棉(5)填充至所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的內(nèi)部； 2) 將所述丙烯腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物擠包于所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的外部以 形成所述第一絕緣層(7)，接著將所述納米碳化鋯嵌設(shè)于所述第一絕緣層(7)的表面形成所 述臨界層(8)，然后將所述乙烯-四氟乙烯共聚物擠包于所述第一絕緣層(7)的外部形成第 二絕緣層(9)以制得基于巖棉的耐高溫電纜。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在步驟1)之前，所述方法還包括:將芳 綸絲浸泡于酸液中，接著取出并在所述芳綸絲的外表面上鍍上銀層以制得鍍銀芳綸絲，然 后將所述鍍銀芳綸絲編織成所述鍍銀芳綸絲編織套(6)。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其中，所述酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫 酸溶液中的一種或多種;并且，所述酸液的濃度為50-70重量％。
【文檔編號】H01B13/14GK105957593SQ201610522128
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】吳天鳳, 趙明哲, 向天波, 米春海, 何秀梅
【申請人】蕪湖航天特種電纜廠股份有限公司