本發(fā)明涉及電纜密封護(hù)套，具體地，涉及一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套及其制備方法。

背景技術(shù)：

戶外的電力設(shè)備的殼體一般都有技術(shù)防護(hù)等級(jí)要求，越是重要設(shè)備，外殼的防護(hù)等級(jí)趟高，在用電設(shè)備使用運(yùn)行中由于環(huán)境因素的影響，往往會(huì)導(dǎo)致地下的水汽通過(guò)電纜孔竄入設(shè)備內(nèi)部，在天氣突變的情況下，產(chǎn)生凝露，設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的凝露嚴(yán)重的影響著設(shè)備的安全運(yùn)行，特別是在雨季，積存在電纜溝內(nèi)的雨水形成的潮氣很容易經(jīng)電纜孔進(jìn)入戶外設(shè)備并形成凝露，最終引發(fā)安全事故。因此，在電力電纜設(shè)備施工完成后，需要對(duì)電纜孔進(jìn)行密封，防止設(shè)備底部或外部雨水或潮氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，引起事故。

因此，電力設(shè)備中經(jīng)常要用到電纜密封護(hù)套，其必需滿足在日照、風(fēng)蝕、雨雪、濕熱、氧、臭氧、霉菌等環(huán)境中實(shí)現(xiàn)有效的絕緣、屏蔽和密封，尤其要滿足在高溫和其它惡劣條件下長(zhǎng)期運(yùn)行的要求。

現(xiàn)有的電纜密封護(hù)套大多采用三元乙丙橡膠，這種使用了幾十年的傳統(tǒng)技術(shù)不僅電氣性能不能滿足當(dāng)今日益嚴(yán)苛的用電安全要求，而且與金屬套管粘合強(qiáng)度差，易老化以及易起泡脫層，彈性消失，甚至與金屬套管脫離，嚴(yán)重影響使用安全。不能滿足新型電氣設(shè)備所要求的在-50℃至+105℃條件下連續(xù)長(zhǎng)期安全有效地工作。電纜密封護(hù)套的使用壽命短和電氣性能不佳已成為目前電氣設(shè)備安全的一大隱患，亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的電纜密封護(hù)套易老化、易起泡脫層以及抗撕裂性能較差等技術(shù)問(wèn)題，而提供的一種抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能均較好的pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的制備方法，包括以下步驟：(1)將硼纖維、三硬脂酸鈦酸異丙酯、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸和硅油，混合，烘干，獲得m1；(2)將pp(聚丙烯)、3,5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯、叔-十二烷基硫醇、過(guò)氧化二異丙苯、十二烷基硫醇和三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯混合，獲得m2；(3)將氯丁橡膠、炭黑、白炭黑、硬脂酸、月桂酸、有機(jī)鐵催化劑、三異丁基鋁、三氧化二銻、硼酸鋅、甲基丙烯酸辛酯、氧化鋅、氧化鎂、m1和m2進(jìn)行密煉，獲得m3；(4)將m3擠出。

本發(fā)明還提供一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套，所述pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套通過(guò)前文所述的制備方法制備得到。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)控制pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的工藝步驟和原料組成，制備了一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套。該電纜密封護(hù)套的制備方法簡(jiǎn)單，且制得的pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能均較好。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō)，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開(kāi)。

本發(fā)明提供了一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的制備方法，包括以下步驟：(1)將硼纖維、三硬脂酸鈦酸異丙酯、十二烷基苯磺酸鈉、硫酸和硅油，混合，烘干，獲得m1；(2)將pp(聚丙烯)、3,5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯、叔-十二烷基硫醇、過(guò)氧化二異丙苯、十二烷基硫醇和三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯混合，獲得m2；(3)將氯丁橡膠、炭黑、白炭黑、硬脂酸、月桂酸、有機(jī)鐵催化劑、三異丁基鋁、三氧化二銻、硼酸鋅、甲基丙烯酸辛酯、氧化鋅、氧化鎂、m1和m2進(jìn)行密煉，獲得m3；(4)將m3擠出。

本發(fā)明中，步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)僅是步驟編號(hào)，不表示步驟順序。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)控制pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的工藝步驟和原料組成，制備了一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套。該電纜密封護(hù)套的制備方法簡(jiǎn)單，該電纜密封護(hù)套的制備方法簡(jiǎn)單，且制得的pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能均較好。

在上述技術(shù)方案中，各組分的量可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該制得的pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能均較好，優(yōu)選地，以重量份計(jì)，步驟(1)中：硼纖維20-30份、三硬脂酸鈦酸異丙酯2-3份、十二烷基苯磺酸鈉3-4份、硫酸7-10份、硅油10-15份；以重量份計(jì)，步驟(2)中：pp20-30份、3,5-二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯5-8份、叔-十二烷基硫醇10-15份、過(guò)氧化二異丙苯2-3份、十二烷基硫醇5-8份、三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯2-3份；以重量份計(jì)，步驟(3)中：氯丁橡膠100份、炭黑30-50份、白炭黑30-50份、月桂酸10-20份、有機(jī)鐵催化劑3-5份、三氧化二銻7-12份、硼酸鋅5-8份、甲基丙烯酸辛酯10-15份、氧化鋅8-12份、氧化鎂3-5份、m120-25份、m215-25份。

在上述技術(shù)方案中，有機(jī)鐵催化劑可以有多種選擇，例如三乙?；F、異辛酸鐵，或偶氮二異丁腈、鄰菲咯啉、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二異辛酯等其中的一種作為配體的有機(jī)鐵。為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)選地，有機(jī)鐵催化劑為三乙酰基丙酮鐵或異辛酸鐵中的一種或多種，在實(shí)施例中，以三乙?；F進(jìn)行說(shuō)明。

在上述技術(shù)方案中，常規(guī)硼纖維，即單絲直徑為100-200μm的硼纖維即能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。

在上述技術(shù)方案中，常規(guī)氯丁橡膠即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，氯丁橡膠是一種半通用型合成橡膠，又稱氯丁二烯橡膠，新平橡膠，是氯丁二烯(即2-氯-1,3-丁二烯)為主要原料進(jìn)行α-聚合生成的彈性體，在后文的實(shí)施例中選擇日本電氣化學(xué)公司生產(chǎn)的m-40氯丁二烯橡膠進(jìn)行具體說(shuō)明。

在上述技術(shù)方案中，pp的多種規(guī)格，例如薄膜級(jí)、注塑級(jí)均能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，在后文的具體實(shí)施例中，選擇蘭州石化的注塑級(jí)pp進(jìn)行說(shuō)明。

在上述技術(shù)方案中，硫酸的濃度可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)選地，硫酸濃度為3-7mol/l。

在上述技術(shù)方案中，步驟(1)中的混合條件可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)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10-20min，然后升溫至60-75℃，以3000-4000rpm的速度超聲混合30-50min。

在上述技術(shù)方案中，步驟(2)中的混合條件可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)選地，步驟(2)中混合條件包括：混合溫度160-180℃，混合時(shí)間3-4h。

在上述技術(shù)方案中，步驟(3)中的混合條件可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)選地，步驟(3)中密煉條件包括：轉(zhuǎn)速200-300r/min；溫度145-160℃，時(shí)間5-8min。

在上述技術(shù)方案中，步驟(4)中的混合條件可在較寬范圍內(nèi)選擇，為了使該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂性能和耐高溫性能，優(yōu)選地，步驟(4)中擠出溫度為150-165℃，在擠出過(guò)程中蒸汽壓強(qiáng)控制在1.3-1.5mpa。

本發(fā)明還提供一種pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套，所述pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套通過(guò)前文所述的制備方法制備得到。該電纜密封護(hù)套具有良好的抗老化、不會(huì)起泡脫層、強(qiáng)度高、抗撕裂和耐高溫的優(yōu)點(diǎn)。

以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

以下實(shí)施例中，超聲波混合機(jī)的型號(hào)為ypg2000-20，購(gòu)自杭州成功超聲設(shè)備有限公司；密煉機(jī)為強(qiáng)力加壓翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)，購(gòu)自上海呈乾機(jī)械有限公司；硼纖維單絲直徑150μm，購(gòu)自淄博晶億陶瓷科技有限公司；氯丁橡膠為m-40，產(chǎn)自日本電氣化學(xué)公司；pp為蘭州石化的生產(chǎn)的注塑級(jí)pp；有機(jī)鐵催化劑為三乙?；F，其他為常規(guī)市售品。

實(shí)施例1

pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的制備方法，包括以下步驟：

(1)以重量份計(jì)，將硼纖維20份、三硬脂酸鈦酸異丙酯2份、十二烷基苯磺酸鈉3份、3mol/l的硫酸7份、硅油10份，在室溫(20℃)條件下以1000rpm的速度超聲混合10min，然后升溫至60℃，以3000rpm的速度超聲混合30min，80℃烘干，獲得m1；

(2)以重量份計(jì)，將pp20份、3,5-二叔丁基-4羥基芐基磷酸二乙酯5份、叔-十二烷基硫醇10份、過(guò)氧化二異丙苯2份、十二烷基硫醇5份、三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯2份，于160℃混合3h，獲得m2；

(3)以重量份計(jì)，將氯丁橡膠100份、炭黑30份、白炭黑30份、月桂酸10份、三乙?；F3份、三氧化二銻7份、硼酸鋅5份、甲基丙烯酸辛酯10份、氧化鋅8份、氧化鎂3份、m120份、m215份，在轉(zhuǎn)速200r/min，溫度145℃，于密煉機(jī)中密煉5min獲得m3；

(4)將m3于150℃擠出，在擠出過(guò)程中蒸汽壓強(qiáng)控制在1.3mpa。

實(shí)施例2

pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的制備方法，包括以下步驟：

(1)以重量份計(jì)，將硼纖維30份、三硬脂酸鈦酸異丙酯3份、十二烷基苯磺酸鈉4份、7mol/l的硫酸10份、硅油15份，在室溫(20℃)條件下以2000rpm的速度超聲混合20min，然后升溫至75℃，以4000rpm的速度超聲混合50min，80℃烘干，獲得m1；

(2)以重量份計(jì)，將pp30份、3,5-二叔丁基-4羥基芐基磷酸二乙酯8份、叔-十二烷基硫醇15份、過(guò)氧化二異丙苯3份、十二烷基硫醇8份、三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯3份，于180℃混合4h，獲得m2；

(3)以重量份計(jì)，將氯丁橡膠100份、炭黑50份、白炭黑50份、月桂酸20份、三乙?；F5份、三氧化二銻12份、硼酸鋅8份、甲基丙烯酸辛酯15份、氧化鋅12份、氧化鎂5份、m125份、m225份，在轉(zhuǎn)速300r/min，溫度160℃，于密煉機(jī)中密煉8min獲得m3；

(4)將m3于165℃擠出，在擠出過(guò)程中蒸汽壓強(qiáng)控制在1.5mpa。

實(shí)施例3

pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套的制備方法，包括以下步驟：

(1)以重量份計(jì)，將硼纖維25份、三硬脂酸鈦酸異丙酯2.5份、十二烷基苯磺酸鈉3.5份、5mol/l硫酸8.5份、硅油12.5份，在室溫(20℃)條件下以1500rpm的速度超聲混合15min，然后升溫至68℃，以3500rpm的速度超聲混合40min，80℃烘干，獲得m1；

(2)以重量份計(jì)，將pp25份、3,5-二叔丁基-4羥基芐基磷酸二乙酯6.5份、叔-十二烷基硫醇12.5份、過(guò)氧化二異丙苯2.5份、十二烷基硫醇6.5份、三(2,4-二叔丁基)苯基亞磷酸酯2.5份，于170℃混合3.5h，獲得m2；

(3)以重量份計(jì)，將氯丁橡膠100份、炭黑40份、白炭黑40份、月桂酸15份、三乙?；F4份、三氧化二銻9.5份、硼酸鋅6.5份、甲基丙烯酸辛酯12.5份、氧化鋅10份、氧化鎂4份、m122.5份、m220份，在轉(zhuǎn)速250r/min，溫度153℃，于密煉機(jī)中密煉6.5min獲得m3；

(4)將m3于158℃擠出，在擠出過(guò)程中蒸汽壓強(qiáng)控制在1.4mpa。

實(shí)施例4

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，步驟(1)中硫酸濃度為1mol/l。

實(shí)施例5

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，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80℃，以500rpm的速度超聲混合60min，80℃烘干，獲得m1。

實(shí)施例6

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，步驟(2)中混合條件為：混合溫度200℃，混合時(shí)間5h。

實(shí)施例7

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，步驟(3)中密煉條件為：轉(zhuǎn)速100r/min；溫度175℃，時(shí)間15min。

實(shí)施例8

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，步驟(4)中擠出溫度為180℃，在擠出過(guò)程中蒸汽壓強(qiáng)控制在1.0mpa。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，不包括步驟(1)，即在步驟(3)中不添加m1。

對(duì)比例2

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，不包括步驟(2)，即在步驟(3)中不添加m2。

對(duì)比例3

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，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(duì)比例4

按照實(shí)施例3的物料配比制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，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(shí)施例3的配比直接添加到步驟(3)中。

對(duì)比例5

按照實(shí)施例3的制備方法制備復(fù)合電纜密封護(hù)套，不同的是，不添加三乙?；F。

檢測(cè)例

本發(fā)明獲得的pp/硼纖維復(fù)合電纜密封護(hù)套按照電線電纜行業(yè)通用測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，獲得如表1所示的數(shù)據(jù)。

表1

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)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(kāi)的內(nèi)容。