丁苯橡膠填充的防水電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種丁苯橡膠填充的防水電纜及其制備方法，該防水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有鍍銀芳綸絲編織套，鍍銀芳綸絲編織套內填充有丁苯橡膠；鍍銀芳綸絲編織套的外部沿著由內向外的方向依次設置有第一絕緣層、臨界層和第二絕緣層；第一絕緣層為丙烯腈?甲基丙烯酸甲酯共聚物層，臨界層填充有納米氮化鋁，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)異的防水性能。
【專利說明】
丁苯橡膠填充的防水電纜及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及絕緣電纜，具體地，涉及一種丁苯橡膠填充的防水電纜及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 電纜通常是由幾根或幾組導線絞合而成的類似繩索的電纜，每組導線之間相互絕 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導電線心：用高電導率材料 (銅或鋁）制成。根據敷設使用條件對電纜柔軟程度的要求，每根線心可能由單根導線或多 根導線絞合而成。②絕緣層:用作電纜的絕緣材料應當具有高的絕緣電阻，高的擊穿電場強 度，低的介質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和生活的需求，但是在在深 水中，由于受到水壓的擠壓以及水中微生物的侵蝕，電纜中的各導線容易擠壓在一起進而 導致各線心之前互相干擾，同時，使用壽命也受到極大地影響。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種丁苯橡膠填充的防水電纜及其制備方法，通過該方法制 得的電纜具有優(yōu)異的防水性能和力學性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種丁苯橡膠填充的防水電纜，該防水電纜包 括相互絞合的多股線芯單元，多股線芯單元的外部套設有鍍銀芳綸絲編織套，鍍銀芳綸絲 編織套內填充有丁苯橡膠;鍍銀芳綸絲編織套的外部沿著由內向外的方向依次設置有第一 絕緣層、臨界層和第二絕緣層;第一絕緣層為丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物層，臨界層填 充有納米氮化鋁，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1-2μπι。
[0008] 優(yōu)選地，以鍍銀芳綸絲編織套的橫截面的面積為基準，鍍銀芳綸絲編織套的橫截 面中丁苯橡膠占有的面積為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. 5-0.9μπι。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種上述的丁苯橡膠填充的防水電纜的制備方法，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于多股線芯單元的外 部，然后將丁苯橡膠填充至鍍銀芳綸絲編織套的內部；
[0014] 2)將丙烯腈-甲基丙烯酸甲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，接著將納米氮化鋁嵌設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丁苯橡膠填充的防水電纜。
[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]根據上述技術方案，本發(fā)明通過在多股線芯單元的外部依次設置丁苯橡膠、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)異的防水性能和力學性能;尤其是，臨界層中的納米氮化鋁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 和力學性能。由于該電纜的優(yōu)異的絕緣性能和力學性能，從而使得該電纜能夠在深水中穩(wěn) 定地進行工作，進而保證其使用壽命。
[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，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明提供的丁苯橡膠填充的防水電纜的結構示意圖。
[0021] 附圖標記說明
[0022] 1、線芯單元 2、鍍銀銅絲
[0023] 3、鍍銀層 4、保護層
[0024] 5、丁苯橡膠 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] 以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，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、外"等包含在術語中的方位詞僅代表 該術語在常規(guī)使用狀態(tài)下的方位，或為本領域技術人員理解的俗稱，而不應視為對該術語 的限制。
[0029] 本發(fā)明提供了一種丁苯橡膠填充的防水電纜，如圖1所示，該防水電纜包括相互絞 合的多股線芯單元1，多股線芯單元1的外部套設有鍍銀芳綸絲編織套6,鍍銀芳綸絲編織套 6內填充有丁苯橡膠5;鍍銀芳綸絲編織套6的外部沿著由內向外的方向依次設置有第一絕 緣層7、臨界層8和第二絕緣層9;第一絕緣層7為丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物層，臨界層8 填充有納米氮化鋁，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的外部依次設置丁苯橡膠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中的納米氮化鋁能夠向 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 以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高電纜的防水性能，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. Οδ-Ο · 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調 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1_2μπι。
[0033] 此外，在本電纜中，丁苯橡膠5的含量可以在寬的范圍內改變，但是為了使得丁苯 橡膠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，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中丁苯 橡膠5占有的面積為35-45%。
[0034] 在上述內容的基礎上，線芯單元1的具體結可以在寬的范圍內選擇，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0.5-0.9um〇
[0036] 本發(fā)明還提供了一種上述的丁苯橡膠填充的防水電纜的制備方法，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套設于多股線芯單元1 的外部，然后將丁苯橡膠5填充至鍍銀芳綸絲編織套6的內部；
[0038] 2)將丙烯腈-甲基丙烯酸甲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,接著將納米氮化鋁嵌設于第一絕緣層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以制得丁苯橡膠填充的防水電纜。
[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1.5μπι)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0.7μπι)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于多股線芯單元的外 部，然后將丁苯橡膠填充至鍍銀芳綸絲編織套的內部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面 積為基準，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中丁苯橡膠5占有的面積為40% );
[0047] 3)將丙烯腈-甲基丙烯酸甲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)，接著將納米氮化鋁嵌設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_)以制得丁苯橡膠填充的防水電纜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0.5μπι)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于多股線芯單元的外 部，然后將丁苯橡膠填充至鍍銀芳綸絲編織套的內部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面 積為基準，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中丁苯橡膠5占有的面積為35% );
[0051] 3)將丙烯腈-甲基丙烯酸甲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)，接著將納米氮化鋁嵌設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_)以制得丁苯橡膠填充的防水電纜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0.9μπι)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于多股線芯單元的外 部，然后將丁苯橡膠填充至鍍銀芳綸絲編織套的內部（以鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面的面 積為基準，鍍銀芳綸絲編織套6的橫截面中丁苯橡膠5占有的面積為45% );
[0055] 3)將丙烯腈-甲基丙烯酸甲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)，接著將納米氮化鋁嵌設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_)以制得丁苯橡膠填充的防水電纜A3。
[0056] 對比例1
[0057] 按照實施例1的方法進行制得防水電纜B1，所不同的是，在步驟3)中未使用納米氮 化錯。
[0058] 對比例2
[0059] 按照實施例1的方法進行制得防水電纜B2,所不同的是，在步驟2)中未使用丁苯橡 膠。
[0060] 檢測例1
[0061] 1)檢測上述電纜的抗壓強度(〇bc；/MPa)，具體結果見表1;
[0062] 2)將上述電纜置于100m深的水(水壓為9.8X105Pa)中3個月，然后再檢測置電纜 信號傳輸速率的誤差
，其中，傳輸速度1為電纜置于水中 之前的傳輸速度，傳輸速度2為電纜置于水中3個月后的傳輸速度;具體結果見表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)異抗水性能和 穩(wěn)定性。
[0066]以上結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)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡 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，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，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【主權項】
1. 一種丁苯橡膠填充的防水電纜，其特征在于，所述防水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)的外部套設有鍍銀芳綸絲編織套(6)，所述鍍銀芳綸絲編 織套(6)內填充有丁苯橡膠(5);所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的外部沿著由內向外的方向依 次設置有第一絕緣層(7)、臨界層(8)和第二絕緣層(9);所述第一絕緣層(7)為丙烯腈-甲基 丙烯酸甲酯共聚物層，所述臨界層(8)填充有納米氮化鋁，所述第二絕緣層(9)為乙烯-四氟 乙烯共聚物層。2. 根據權利要求1所述的防水電纜，其特征在于，所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的直徑為 0.85-0.90mm，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.Οδ-Ο. 12mm ， 所述第二絕緣層 (9) 的厚度為 0.20-0.25mm 。3. 根據權利要求1或2所述的防水電纜，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. 根據權利要求3所述的防水電纜，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，所述鍍銀芳綸絲編織套（6)的橫截面中丁苯橡膠（5)占有的面積為35-45% 〇5. 根據權利要求1或2所述的防水電纜，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)的外部設置有保護層(4)，所述保護層(4)由聚苯 乙烯填充而成。6. 根據權利要求5所述的防水電纜，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. 根據權利要求6所述的防水電纜，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. -種如權利要求1-7中任意一項所述的丁苯橡膠填充的防水電纜的制備方法，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)套設于所述多 股線芯單元(1)的外部，然后將所述丁苯橡膠(5)填充至所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的內部； 2) 將所述丙烯腈-甲基丙烯酸甲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)，接著將所述納米氮化鋁嵌設于所述第一絕緣層(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)以制得丁苯橡膠填充的防水電纜。9. 根據權利要求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. 根據權利要求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】H01B13/00GK106024122SQ201610523961
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】趙明哲, 孫小亞, 陶定文, 王徐惠
【申請人】蕪湖航天特種電纜廠股份有限公司