本發明涉及電纜外護層，具體地，涉及一種水下探測用高強度電纜外護層及其制備方法。
背景技術：
目前，隨著科學技術的發展，無論是工業還是人類的日常生活，均向著電氣化的方向發展，電纜則在工業以及電力領域中，其地位也在逐漸升高。電纜有電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、鋁合金電纜等等。電纜通常是由幾根或幾組導線每組至少兩根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外護層，用來連接電路、電器等。
隨著近年來水質的變差，無論水下探測設備電纜還是埋地電纜均受到一定的影響，水中的有害物質增多，很大程度上的縮短了電纜的壽命，同時由于水下環境的多變性，水下探測用電纜可能還承擔著拖拽設備的作用，因此用于水下探測電纜外護層的強度需求高于一般電纜的外護層，要求電纜外護層不僅具有較高的強度，還要具有較強的耐腐蝕能力，并且抗老化。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決現有技術存在的電纜外護層易老化、強度低、不耐腐蝕等技術問題，而提供的一種抗老化、高強度、抗撕裂性能好和耐腐蝕的電纜外護層及其制備方法。
為了實現上述目的，本發明提供了一種水下探測用高強度電纜外護層的制備方法，包括以下步驟：(1)將陶瓷纖維、環氧樹脂e44、籠型倍半硅氧烷和甘油，混合，烘干，獲得m1；(2)將聚乙烯醇、過氧化二異丙苯、十二烷基硫醇、環氧丙烷混合，獲得m2；(3)將硅橡膠、炭黑、白炭黑、三異丁基鋁、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、氧化鋅、氫氧化鎂、鉬系催化劑、雙二五硫化劑、m1、m2進行密煉，獲得m3；(4)將m3擠出。
本發明還提供一種水下探測用高強度電纜外護層，所述水下探測用高強度電纜外護層通過前文所述的制備方法制備得到。
通過上述技術方案，本發明通過控制水下探測用高強度電纜外護層的工藝步驟和原料組成，制備了一種水下探測用高強度電纜外護層。該電纜外護層的制備方法簡單，且制得的水下探測用高強度電纜外護層具有抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕的特點。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
具體實施方式
以下對本發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明，并不用于限制本發明。
在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
本發明提供了一種水下探測用高強度電纜外護層的制備方法，包括以下步驟：(1)將陶瓷纖維、環氧樹脂e44、籠型倍半硅氧烷和甘油，混合，烘干，獲得m1；(2)將聚乙烯醇、過氧化二異丙苯、十二烷基硫醇、環氧丙烷混合，獲得m2；(3)將硅橡膠、炭黑、白炭黑、三異丁基鋁、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、氧化鋅、氫氧化鎂、鉬系催化劑、雙二五硫化劑、m1、m2進行密煉，獲得m3；(4)將m3擠出。
本發明中外護層指的是外護層材料。
本發明中，步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)僅是步驟編號，不表示步驟順序。
通過上述技術方案，本發明通過控制水下探測用高強度電纜外護層的工藝步驟和原料組成，制備了一種水下探測用高強度電纜外護層。該電纜外護層的制備方法簡單，且制得的水下探測用高強度電纜外護層具有抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕的特點，是電纜外護層的優質原料。
在上述技術方案中，各組分的量可在較寬范圍內選擇，為了使該制得的水下探測用高強度電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，以重量份計，步驟(1)中：陶瓷纖維20-30份、環氧樹脂e442-3份、籠型倍半硅氧烷3-4份甘油7-10份；以重量份計，步驟(2)中：聚乙烯醇20-30份、過氧化二異丙苯5-8份、十二烷基硫醇10-15份、環氧丙烷2-3份；以重量份計，步驟(3)中：硅橡膠100份、氧化鋅10-15份、氫氧化鎂5-9份、鉬系催化劑10-16份、雙二五硫化劑3-5份、m120-25份、m215-25份。
在上述技術方案中，常規陶瓷纖維，如分類溫度為1050、1400、1260等均可實現本發明，在后文的實施例中，選擇分類溫度為1050的陶瓷纖維，其纖維直徑為2-4μm，型號為sygx-122。
在上述技術方案中，籠型倍半硅氧烷可以有多種選擇，為了使該電纜外護層耐腐蝕電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，籠型倍半硅氧烷為八乙烯基籠型倍半硅氧烷、八甲基籠型倍半硅氧烷、甲基丙稀酰氧基異丁基籠型倍半硅氧烷和羥基苯基籠型倍半硅氧烷中的一種或多種。
在上述技術方案中，常規硅橡膠，例如甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基苯基硅橡膠、腈硅橡膠、氟硅橡膠等均可實現本發明，在后文的實施例中選擇甲基硅橡膠進行說明。
在上述技術方案中個，聚乙烯醇可以有多種選擇，如醇解度為78％、88％、98％，聚合度為超高聚合度(分子量25～30萬)、高聚合度(分子量17-22萬)、中聚合度(分子量12～15萬)和低聚合度〔2.5～3.5萬〕的聚乙烯醇。為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，聚乙烯醇為平均分子量為17-22萬，醇解度為78-88％的高聚合度聚乙烯醇。
在上述技術方案中，鉬系催化劑可以有多種選擇，例如四氯化鉬、五氯化鉬和二溴二氧化鉬中的一種或多種復配以及間甲酚作為配體，間甲酚與鉬元素的摩爾比為15-35∶1的鉬催化劑。為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，鉬系催化劑為四氯化鉬、五氯化鉬和二溴二氧化鉬中的一種或多種。
在上述技術方案中，步驟(1)中的混合條件可在較寬范圍內選擇，為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，步驟(1)中，在室溫條件下將上述物料以1000-2000rpm的速度超聲混合12-25min，然后升溫至70-80℃，以3000-4000rpm的速度超聲混合25-40min。
在上述技術方案中，步驟(2)中的混合條件可在較寬范圍內選擇，為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，步驟(2)中混合條件包括：混合溫度170-180℃，混合時間3-4h。
在上述技術方案中，步驟(3)中的混合條件可在較寬范圍內選擇，為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，步驟(3)中密煉條件包括：轉速200-300r/min；溫度155-170℃，時間5-8min。
在上述技術方案中，步驟(4)中的混合條件可在較寬范圍內選擇，為了使該電纜外護層抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕，優選地，步驟(4)中擠出溫度為150-165℃，在擠出過程中蒸汽壓強控制在1.2-1.6mpa。
本發明還提供一種水下探測用高強度電纜外護層，所述水下探測用高強度電纜外護層通過前文所述的制備方法制備得到。該電纜外護層具有良好的抗老化、強度高、抗撕裂性能好和耐腐蝕的優點。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
以下實施例中，超聲波混合機的型號為ypg2000-20，購自杭州成功超聲設備有限公司；密煉機為強力加壓翻轉式密煉機，購自上海呈乾機械有限公司；陶瓷纖維為型號為sygx-122，纖維直徑為3μm，分類溫度為1050的陶瓷纖維；籠型倍半硅氧烷為羥基苯基籠型倍半硅氧烷；硅橡膠為甲基硅橡膠；聚乙烯醇為平均分子量為18萬，醇解度為88％的高聚合度聚乙烯醇；鉬系催化劑為五氯化鉬，其他為常規市售品。
實施例1
水下探測用高強度電纜外護層的制備方法，包括以下步驟：
(1)以重量份計，將陶瓷纖維20份、環氧樹脂e442份、羥基苯基籠型倍半硅氧烷3份，甘油7份，在室溫(20℃)條件下將上述物料以1000rpm的速度超聲混合12min，然后升溫至70℃，以3000rpm的速度超聲混合25min，烘干，獲得m1；
(2)以重量份計，將聚乙烯醇20份、過氧化二異丙苯5份、十二烷基硫醇10份、環氧丙烷2份，于170℃混合3h，獲得m2；
(3)以重量份計，將甲基硅橡膠100份、氧化鋅10份、氫氧化鎂5份、五氯化鉬10份、雙二五硫化劑3份、m120份、m215份在轉速200r/min，155℃，密煉5min，獲得m3；
(4)將m3于150℃擠出，在擠出過程中蒸汽壓強控制在1.2mpa。
實施例2
水下探測用高強度電纜外護層的制備方法，包括以下步驟：
(1)以重量份計，將陶瓷纖維30份、環氧樹脂e443份、羥基苯基籠型倍半硅氧烷4份，甘油10份，在室溫(20℃)條件下將上述物料以2000rpm的速度超聲混合25min，然后升溫至80℃，以4000rpm的速度超聲混合40min，烘干，獲得m1；
(2)以重量份計，將聚乙烯醇30份、過氧化二異丙苯8份、十二烷基硫醇15份、環氧丙烷3份，于180℃混合4h，獲得m2；
(3)以重量份計，將甲基硅橡膠100份、氧化鋅15份、氫氧化鎂9份、五氯化鉬16份、雙二五硫化劑5份、m125份、m225份在轉速300r/min，170℃，密煉8min，獲得m3；
(4)將m3于165℃擠出，在擠出過程中蒸汽壓強控制在1.6mpa。
實施例3
水下探測用高強度電纜外護層的制備方法，包括以下步驟：
(1)以重量份計，將陶瓷纖維25份、環氧樹脂e442.5份、羥基苯基籠型倍半硅氧烷3.5份，甘油8.5份，在室溫(20℃)條件下將上述物料以1500rpm的速度超聲混合14min，然后升溫至75℃，以3500rpm的速度超聲混合33min，烘干，獲得m1；
(2)以重量份計，將聚乙烯醇25份、過氧化二異丙苯6.5份、十二烷基硫醇12.5份、環氧丙烷2.5份，于175℃混合3.5h，獲得m2；
(3)以重量份計，將甲基硅橡膠100份、氧化鋅12.5份、氫氧化鎂7份、五氯化鉬13份、雙二五硫化劑4份、m122.5份、m220份，在轉速250r/min，163℃，密煉6.5min，獲得m3；
(4)將m3于158℃擠出，在擠出過程中蒸汽壓強控制在1.4mpa。
實施例4
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，步驟(1)中，混合條件為：在室溫(20℃)條件下以500rpm的速度超聲混合15min，然后升溫至85℃，以500rpm的速度超聲混合60min，80℃烘干，獲得m1。
實施例5
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，步驟(2)中混合條件為：混合溫度200℃，混合時間5h。
實施例6
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，步驟(3)中密煉條件為：轉速100r/min；溫度175℃，時間15min。
實施例7
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，步驟(4)中擠出溫度為180℃，在擠出過程中蒸汽壓強控制在1.0mpa。
對比例1
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，不包括步驟(1)，即在步驟(3)中不添加m1。
對比例2
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，不包括步驟(2)，即在步驟(3)中不添加m2。
對比例3
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，不包括步驟(1)、步驟(2)，即在步驟(3)中不添加m1、m2。
對比例4
按照實施例3的物料配比制備復合電纜外護層，不同的是，不包括步驟(1)、步驟(2)制備m1、m2的步驟，而是將步驟(1)和(2)中的物料按照實施例3的配比直接添加到步驟(3)中。
對比例5
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，不添加羥基苯基籠型倍半硅氧烷。
對比例6
按照實施例3的制備方法制備復合電纜外護層，不同的是，不添加五氯化鉬。
檢測例1
本發明獲得的耐腐蝕電纜外護層按照電線電纜行業通用測試方法測試抗張強度、斷裂伸長率，抗張強度最大變化率，獲得如表1所示的數據。
檢測例2
酸堿失重率檢測參照gb/t1690-2010，將各電纜外護層常溫下浸泡于30％質量分數的鹽酸和40％質量分數的氫氧化鈉溶液中各10天，測算出失重率，失重率越小表明耐酸堿性能越強。測試結果見表1。
表1
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發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明的保護范圍。
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，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。