本發明涉及電纜材料,具體涉及一種耐鹽腐的電纜材料及其制備方法。
背景技術:
海洋發電站中,電纜必不可少,但陸用風電用電纜性能并未考慮海洋風電的特殊環境,尤其是不具備長期經受海洋多鹽、酸、堿腐蝕、油污腐蝕以及耐海水潮濕浸漬性能。在海風發電扭轉時很容易發生故障,縮短使用壽命,造成工程成本增長甚至擱置。
開發耐鹽腐的電纜材料有助于提高海洋電纜的使用壽命。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種耐鹽腐的電纜材料及其制備方法。
本發明的上述目的是通過下面的技術方案得以實現的:
一種耐鹽腐的電纜材料,由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡膠,52~62份;順丁橡膠,8~16份;丁腈橡膠,6~10份;二烷基二苯胺,3~5份;甲基丙烯酰胺,5~7份;二叔丁基對甲酚,3~5份;六偏磷酸鈉,2~4份;巰基乙醇,3~5份;磷酸三甲酚酯,4~6份;水楊酸甲酯,2~4份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的4~6倍。
進一步地,所述的耐鹽腐的電纜材料由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的5倍。
進一步地,所述的耐鹽腐的電纜材料由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡膠,52份;順丁橡膠,8份;丁腈橡膠,6份;二烷基二苯胺,3份;甲基丙烯酰胺,5份;二叔丁基對甲酚,3份;六偏磷酸鈉,2份;巰基乙醇,3份;磷酸三甲酚酯,4份;水楊酸甲酯,2份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的4倍。
進一步地,所述的耐鹽腐的電纜材料由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡膠,62份;順丁橡膠,16份;丁腈橡膠,10份;二烷基二苯胺,5份;甲基丙烯酰胺,7份;二叔丁基對甲酚,5份;六偏磷酸鈉,4份;巰基乙醇,5份;磷酸三甲酚酯,6份;水楊酸甲酯,4份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的6倍。
上述耐鹽腐的電纜材料的制備方法,包括如下所述的步驟:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至55~65℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為4~6min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,600~800r/min攪拌4~8分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至110~130℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉2~4min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,在290~310℃注塑成型即得。
進一步地,步驟S4中將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,在300℃注塑成型即得。
本發明的優點:
本發明提供的電纜材料耐鹽腐性能優異,適合用于制備海洋電纜,使用壽命長。
具體實施方式
下面結合實施例進一步說明本發明的實質性內容,但并不以此限定本發明保護范圍。盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
實施例1:電纜材料的制備
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的5倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例2:電纜材料的制備
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,52份;順丁橡膠,8份;丁腈橡膠,6份;二烷基二苯胺,3份;甲基丙烯酰胺,5份;二叔丁基對甲酚,3份;六偏磷酸鈉,2份;巰基乙醇,3份;磷酸三甲酚酯,4份;水楊酸甲酯,2份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的4倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例3:電纜材料的制備
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,62份;順丁橡膠,16份;丁腈橡膠,10份;二烷基二苯胺,5份;甲基丙烯酰胺,7份;二叔丁基對甲酚,5份;六偏磷酸鈉,4份;巰基乙醇,5份;磷酸三甲酚酯,6份;水楊酸甲酯,4份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的6倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例4:電纜材料的制備
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的4倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例5:電纜材料的制備
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的6倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例6:對比實施例,磷酸三甲苯酯為水楊酸甲酯重量份的3倍
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的3倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例7:對比實施例,磷酸三甲苯酯為水楊酸甲酯重量份的7倍
原料重量份比:
三元乙丙橡膠,57份;順丁橡膠,12份;丁腈橡膠,8份;二烷基二苯胺,4份;甲基丙烯酰胺,6份;二叔丁基對甲酚,4份;六偏磷酸鈉,3份;巰基乙醇,4份;磷酸三甲酚酯,5份;水楊酸甲酯,3份;磷酸三甲苯酯,為水楊酸甲酯重量份的7倍。
制備方法:
步驟S1,將三元乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠混合均勻得到主料,將主料置于單螺桿擠出機中共混,造粒得到基礎樹脂;
步驟S2,打開密煉機并預熱至60℃,然后加入步驟S1所得基礎樹脂進行密煉,密煉時間為5min,即得混合料;
步驟S3,向步驟S2所得混合料加入二烷基二苯胺、甲基丙烯酰胺、二叔丁基對甲酚、六偏磷酸鈉、巰基乙醇、磷酸三甲酚酯,700r/min攪拌6分鐘,混合均勻得混合料;
步驟S4,將步驟S3所得混合料加熱至120℃,加入水楊酸甲酯和磷酸三甲苯酯混煉3min,然后進入雙螺桿擠出機擠壓成熔融狀態,待混料完全熔融后擠出到注塑機中,300℃注塑成型。
實施例8:效果實施例
對實施例1~7電纜材料制成的成品電纜進行耐海水鹽霧腐蝕性能、耐海水潮氣浸漬性能和耐扭轉性能試驗。
成品電纜耐海水鹽霧腐蝕性能要求:將三根長為1.1m的成品電纜試樣置于溫度為30±1℃的含鹽(NaCl)質量濃度為20%的溶液中浸泡40天。電纜浸泡時采用U型彎曲,試樣兩端各有30cm露出水面;浸泡結束后電纜能通過AC7kV/5min的耐壓試驗;將電纜纏繞在直徑為9倍電纜試樣外徑的圓軸上,要求絕緣表面無目測可見裂紋,且在上述過程中絕緣未從電纜發生剝離情況。
成品電纜耐海水潮氣浸漬性能要求:將電纜置于溫度為75℃的水中浸泡1天后絕緣的介電常數不大于6,浸泡第14天末與第1天末之間的交流電容增率不大于5,浸泡第14天末與第7天末之間的交流電容增率不大于3,浸泡14后的穩定因數不大于1,浸泡84天后絕緣電阻常數要求不小于3670MΩ·Km。
成品電纜耐扭轉性能要求:在-40℃低溫下,成品電纜按照順時針扭轉360°,然后恢復到自然狀態,再逆時針扭轉相同的角度,隨后再恢復到自然狀態為一個周期,規定進行11000個周期的試驗,扭轉速度為720°~1080°/min。其間同時進行8小時通電加熱和16小時自然冷卻的熱循環試驗,通電期間,使導體溫度穩定在電纜最高工作溫度,共進行14個熱循環試驗。結束后要求電纜外表不發生龜裂,絕緣電阻滿足IEC 60092-351的要求。
結果見下表:
試驗過程中還測試了本發明絕緣橡膠的拉伸強度、斷裂伸長率等電纜橡膠的常規性能,均符合標準。本發明電纜材料具有優異的耐鹽腐性能,適合用于制備海洋電纜,使用壽命長。
上述實施例的作用在于說明本發明的實質性內容,但并不以此限定本發明的保護范圍。本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的實質和保護范圍。