海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210462857.6

申请日:

2012.11.16

公开号:

CN102969058A

公开日:

2013.03.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01B 7/17申请日:20121116|||公开

IPC分类号:

H01B7/17; H01B7/22; H01B7/282; H01B7/29; H01B7/00; H01B7/02; H01B7/04; H01B13/00; H01B13/14

主分类号:

H01B7/17

申请人:

江苏远洋东泽电缆股份有限公司

发明人:

陆云春; 李永江

地址:

225129 江苏省扬州市邗江区瓜洲镇宝石路2号

优先权:

专利代理机构:

南京苏科专利代理有限责任公司 32102

代理人:

任利国

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内容摘要

本发明涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆及其制造方法,镀锡退火绞合铜导体外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,对绞线对绞合成缆芯,缆芯外周依次绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层和聚酯带,聚酯带外周依次挤包有内护套,包覆有铜合金丝编织铠装层,绕包有防水包带,挤包有外护套。绝缘层原料组份如下:乙烯/醋酸乙烯酯共聚物12份;高密度聚乙烯6份;乙烯-甲基丙烯酸共聚物2份;交联剂DCP:0.5~1份;抗氧剂1076:0.4~0.9份;抗氧剂DNP:0.2~0.4份;润滑剂硬脂酸:0.2~1份;氢氧化铝:25~30份;赤磷:0.6~1份;紫外线吸收剂UV-326:0.05~0.1份。该电缆的绝缘层耐高温、耐老化性能优异,使用寿命长。

权利要求书

权利要求书一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于:0.35~2.5mm²的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,所述缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内,所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线,所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带,所述聚酯带的外周挤包有内护套,所述内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层,所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带,所述防水包带的外周挤包有外护套。
根据权利要求1所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5~1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4~0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2~0.4份;润滑剂硬脂酸:0.2~1份;阻燃剂氢氧化铝:25~30份;阻燃剂赤磷:0.6~1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05~0.1份。
根据权利要求2所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2份;润滑剂硬脂酸:0.2份;阻燃剂氢氧化铝:25份;阻燃剂赤磷:0.6份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05份。
根据权利要求2所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.8份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.7份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.3份;润滑剂硬脂酸:0.6份;阻燃剂氢氧化铝:28份;阻燃剂赤磷:0.8份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.08份。
根据权利要求2所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.4份;润滑剂硬脂酸:1份;阻燃剂氢氧化铝:30份;阻燃剂赤磷:1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑:0.1份。
根据权利要求1所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其特征在于,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.03~0.05):(0.01~0.05):10。
一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征是,依次包括以下步骤:在0.35~2.5mm²的镀锡退火绞合铜导体外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,在所述缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内,所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线,所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;在所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包聚酯带,在所述聚酯带的外周挤包内护套,接着在所述内护套的外周包覆铜合金丝编织铠装层,在所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包防水包带,最后在所述防水包带的外周挤包外护套;其中所述化学交联聚烯烃绝缘层的制备方法如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5~1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4~0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2~0.4份;润滑剂硬脂酸:0.2~1份;阻燃剂氢氧化铝:25~30份;阻燃剂赤磷:0.6~1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;(2)先将密炼机温度升至130℃~150℃,依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物,并塑化混炼均匀,然后加入抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷,并混炼均匀后下料;将混炼机温度升至60℃~70℃,将上述混合料投入该混炼机中,加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀,然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通4~6次,辊温控制在60℃±5℃,前辊温度比后辊温度高3~5℃,薄通完成后切割、冷却备用。
根据权利要求7所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征在于,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.01~0.05):(0.01~0.05):10。
根据权利要求7或8所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征在于,所述化学交联聚烯烃绝缘层采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出,螺杆的长径比为(15~25):1,双螺杆挤橡机的机身一区温度为110℃±5℃,机身二区温度为120℃±5℃,机头温度为130℃±5℃,模具温度为140℃±5℃,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。
根据权利要求9所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,其特征是,所述化学交联聚烯烃绝缘层在双螺杆挤橡机上挤出时,模芯的承线长度与挤出的外径比为1:(1~1.2),模芯与模套之间的间隙为1~1.5mm;所述绝缘橡胶从所述双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道,所述交联管道的温度为160℃~180℃。

说明书

说明书海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种仪表电缆,特别涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆。本发明还涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法。
背景技术
随着海上油气能源的开采,油气工程用电缆越来越多,性能要求越来越高,尤其是作为电缆重量主要构成部分的绝缘和金属铠装需要最大限度的得到降低,同时需要满足对电缆的机械保护、电缆具备适应油气工程环境多潮气侵蚀渗透以及电缆能够安全运行25年左右的使用寿命要求。现有技术中为了减轻电缆重量几乎全部采用无内套电缆或采用镀锌钢丝编织作为铠装、辐照交联聚烯烃为绝缘和护套,但即便如此就整体工程配套角度而言,电缆减轻的重量也不超过10%。现有技术采用辐照交联聚烯烃作为绝缘,其耐热等级最高为150℃,远不能满足护套交联的需求,而且辐照交联聚烯烃绝缘和护套的防水渗透性能很差,无法满足与潮气的长期接触。
公开号为CN 201758046 U的中国专利公开了一种交联控制电缆,其采用交联聚乙烯绝缘,导体外依次设置内屏蔽层、绝缘层和外屏蔽层,在三相绝缘线芯外在依次设置绕包层和外护套,三相绝缘线芯与绕包层之间的空隙设有填充物,在绝缘线芯上还设有铜带屏蔽层,该铜带屏蔽层绕包在外屏蔽层表面。该专利采用了交联聚乙烯绝缘,虽然结构简单,成本低廉,但其并不能满足海上油气工程电缆耐高温、大载流量、多潮气侵蚀的要求。
公开号为CN101565527A的中国发明专利公开了一种石油平台用125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料,其虽然满足了125℃的耐高温热老化性能要求,但其仅能用于电缆护套,绝缘性能较差,不适于作为绝缘材料。
公开号为CN102617923A的中国发明专利公开了一种辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃绝缘料,其耐热老化仅为135℃,根据相关标准规定,此材料仅能承受长期最高工作温度90℃,无法满足海上油气工程电缆高温作业环境要求。
发明内容
本发明的首要目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,其绝缘层耐高温、耐老化性能优异,使用寿命长。
为实现以上目的,本发明所提供的一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,0.35~2.5mm²的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,所述缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内,所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线,所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带,所述聚酯带的外周挤包有内护套,所述内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层,所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带,所述防水包带的外周挤包有外护套。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:该电缆在镀锡退火绞合铜导体外挤包有化学交联聚烯烃绝缘层,耐高温、耐老化性能优异,使用寿命长;铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5~1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4~0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2~0.4份;润滑剂硬脂酸:0.2~1份;阻燃剂氢氧化铝:25~30份;阻燃剂赤磷:0.6~1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05~0.1份。本发明的化学交联聚烯烃绝缘层采用氢氧化铝即水合氧化铝作为阻燃剂,其含有3个水分子,在250℃开始分解,释放出水分子而吸收热量降低了周围温度,释放出的水蒸气又起到了稀释气相中可燃气体浓度的作用,生成的三氧化二铝和燃烧的聚合物表面的炭化物结合,形成保护膜,切断了热能和氧气的侵入,起到了阻燃作用;同时氢氧化铝具有低烟和减少一氧化碳发生的效果,环保清洁。阻燃剂赤磷可以防止聚合物燃烧时产生滴落,与氢氧化铝并用可在聚合物燃烧时在其表面形成骨架性质的炭化层,避免聚合物熔融滴落。抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯又称抗氧剂1076,抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺又称抗氧剂DNP,抗氧剂1076和抗氧剂DNP无臭、无味、无毒、挥发性小、热稳定性良好、具有优良的防老化和不变色性,与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物有着良好的相容性。交联剂过氧化二异丙苯的耐热性能好,交联曲线平稳,对于聚合物的耐热性能有着优异的保证。高密度聚乙烯具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性和介电性能,并与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物完好相容,而乙烯‑甲基丙烯酸共聚物中含有极性的丙烯酸基团,可极大地提高绝缘材料的分子内键聚合力,降低侵蚀物的反应活性,起到耐酸、耐碱、耐高温热老化的目的。润滑剂硬脂酸可改进绝缘料的加工工艺性能,提高加工速率,同时可提高绝缘料的质量,防止绝缘料加工时与设备或其他接触材料表面的粘附,使加工过程中的绝缘料具有良好的离辊性和脱模性,保证绝缘料表面光洁,降低绝缘料内部摩擦和熔融时的流动粘度,防止因内部摩擦而导致绝缘料过热影响使用性能;同时因其纯度较高,对于改善绝缘料的绝缘性能具有促进作用。紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV‑326,具有挥发性小,耐热的优点,对于绝缘料的高耐温等级有积极作用。本发明的绝缘橡胶其最高额定工作温度从现有技术的90℃提高到了125℃,使得同规格导体的额定载流量提高了约50%,即在传输同样电流的情况下,所需的导体截面积可以减小约50%,适应了油气工程多高温气体对绝缘聚合物的老化降解影响,延长了使用寿命,从与油气工程设计寿命匹配度而言,省却了油气工程作业寿命中途对电缆的更换,节约了人力、物力和财力成本,满足了目前提倡的节能减排降耗的时代要求。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2份;润滑剂硬脂酸:0.2份;阻燃剂氢氧化铝:25份;阻燃剂赤磷:0.6份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05份。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.8份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.7份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.3份;润滑剂硬脂酸:0.6份;阻燃剂氢氧化铝:28份;阻燃剂赤磷:0.8份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.08份。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.4份;润滑剂硬脂酸:1份;阻燃剂氢氧化铝:30份;阻燃剂赤磷:1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑:0.1份。
作为本发明的优选方案,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.03~0.05):(0.01~0.05):10。该铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
本发明的另一个目的在于,提供一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,该方法制造而成的电缆绝缘层其绝缘层耐高温、耐老化性能优异,使用寿命长。
为实现以上目的,本发明所提供的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法,依次包括以下步骤:在0.35~2.5mm²的镀锡退火绞合铜导体外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各所述对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以16~24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,在所述缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内,所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线,所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;在所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包聚酯带,在所述聚酯带的外周挤包内护套,接着在所述内护套的外周包覆铜合金丝编织铠装层,在所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包防水包带,最后在所述防水包带的外周挤包外护套;其中所述化学交联聚烯烃绝缘层的制备方法如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5~1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4~0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2~0.4份;润滑剂硬脂酸:0.2~1份;阻燃剂氢氧化铝:25~30份;阻燃剂赤磷:0.6~1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05~0.1份;(2)先将密炼机温度升至130℃~150℃,依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物,并塑化混炼均匀,然后加入抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷,并混炼均匀后下料;将混炼机温度升至60℃~70℃,将上述混合料投入该混炼机中,加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀,然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通4~6次,辊温控制在60℃±5℃,前辊温度比后辊温度高3~5℃,薄通完成后切割、冷却备用。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:该方法制造而成的电缆,其化学交联聚烯烃绝缘层采用氢氧化铝即水合氧化铝作为阻燃剂,其含有3个水分子,在250℃开始分解,释放出水分子而吸收热量降低了周围温度,释放出的水蒸气又起到了稀释气相中可燃气体浓度的作用,生成的三氧化二铝和燃烧的聚合物表面的炭化物结合,形成保护膜,切断了热能和氧气的侵入,起到了阻燃作用;同时氢氧化铝具有低烟和减少一氧化碳发生的效果,环保清洁。阻燃剂赤磷可以防止聚合物燃烧时产生滴落,与氢氧化铝并用可在聚合物燃烧时在其表面形成骨架性质的炭化层,避免聚合物熔融滴落。抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯又称抗氧剂1076,抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺又称抗氧剂DNP,抗氧剂1076和抗氧剂DNP无臭、无味、无毒、挥发性小、热稳定性良好、具有优良的防老化和不变色性,与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物有着良好的相容性。交联剂过氧化二异丙苯的耐热性能好,交联曲线平稳,对于聚合物的耐热性能有着优异的保证。高密度聚乙烯具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性和介电性能,并与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物完好相容,而乙烯‑甲基丙烯酸共聚物中含有极性的丙烯酸基团,可极大地提高绝缘材料的分子内键聚合力,降低侵蚀物的反应活性,起到耐酸、耐碱、耐高温热老化的目的。润滑剂硬脂酸可改进绝缘料的加工工艺性能,提高加工速率,同时可提高绝缘料的质量,防止绝缘料加工时与设备或其他接触材料表面的粘附,使加工过程中的绝缘料具有良好的离辊性和脱模性,保证绝缘料表面光洁,降低绝缘料内部摩擦和熔融时的流动粘度,防止因内部摩擦而导致绝缘料过热影响使用性能;同时因其纯度较高,对于改善绝缘料的绝缘性能具有促进作用。紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV‑326,具有挥发性小,耐热的优点,对于绝缘料的高耐温等级有积极作用。本发明的绝缘橡胶其最高额定工作温度从现有技术的90℃提高到了125℃,使得同规格导体的额定载流量提高了约50%,即在传输同样电流的情况下,所需的导体截面积可以减小约50%,适应了油气工程多高温气体对绝缘聚合物的老化降解影响,延长了使用寿命,从与油气工程设计寿命匹配度而言,省却了油气工程作业寿命中途对电缆的更换,节约了人力、物力和财力成本,满足了目前提倡的节能减排降耗的时代要求。
作为本发明的优选方案,所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=(89.0~91.0):(0.01~0.05):(0.01~0.05):10。该铜合金丝编织铠装层既可以隔磁,避免涡流磁滞造成的损耗,增大载流量,机械强度又比铜更大,而成本则比铜低廉,并且具有优异的防海水腐蚀性能,对于电缆的长久安全运行大有益处。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出,螺杆的长径比为(15~25):1,双螺杆挤橡机的机身一区温度为110℃±5℃,机身二区温度为120℃±5℃,机头温度为130℃±5℃,模具温度为140℃±5℃,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。
作为本发明的优选方案,所述化学交联聚烯烃绝缘层在双螺杆挤橡机上挤出时,模芯的承线长度与挤出的外径比为1:(1~1.2),模芯与模套之间的间隙为1~1.5mm;所述绝缘橡胶从所述双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道,所述交联管道的温度为160℃~180℃。
附图说明
图1为本发明海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的结构示意图。
图中:1.镀锡退火绞合铜导体;2.化学交联聚烯烃绝缘层;3.铜箔聚酯复合带屏蔽层;3a.镀锡绞合铜丝引流线;4.聚酯带;5.内护套;6.铜合金丝编织铠装层;7.防水包带;8.外护套。 
具体实施方式
实施例一
如图1所示,本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在0.35mm²的镀锡退火绞合铜导体1外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以16倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内,铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a,镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4,在聚酯带4的外周挤包内护套,接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6,在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7,最后在防水包带7的外周挤包外护套8。
其中,铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.018mm,铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023mm,绕包搭盖率为30%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.05mm,绕包搭盖率为20%。
其中,化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.5份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.4份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.2份;润滑剂硬脂酸:0.2份;阻燃剂氢氧化铝:25份;阻燃剂赤磷:0.6份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.05份;(2)先将密炼机温度升至130℃,依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物,并塑化混炼均匀,然后加入抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷,并混炼均匀后下料;将混炼机温度升至60℃,将上述混合料投入该混炼机中,加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀,然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通4次,辊温控制在55℃,前辊温度比后辊温度高3℃,薄通完成后切割、冷却备用;化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出,螺杆的长径比为15:1,双螺杆挤橡机的机身一区温度为105℃,机身二区温度为115℃,机头温度为125℃,模具温度为135℃,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时,模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1,模芯与模套之间的间隙为1mm;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道,交联管道的温度为160℃。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式,避免了导体镀锡不均匀以及锡层厚度不均匀;容易出现锡瘤附着导体表面的弊端,避免导体氧化现象发生后;铜与绝缘发生化学反应,降低绝缘层电气性能和物理机械性能的风险。
铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=89.0:0.03:0.01:10。铠装编织丝的直径为0.31 mm,抗拉强度为260MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例二
本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在1.25mm²的镀锡退火绞合铜导体1外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以20倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内,铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a,镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4,在聚酯带4的外周挤包内护套,接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6,在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7,最后在防水包带7的外周挤包外护套8。
其中,铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.020mm,铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.030mm,绕包搭盖率为35%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.06mm,绕包搭盖率为22%。
其中,化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:0.8份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.7份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.3份;润滑剂硬脂酸:0.6份;阻燃剂氢氧化铝:28份;阻燃剂赤磷:0.8份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑: 0.08份;(2)先将密炼机温度升至140℃,依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物,并塑化混炼均匀,然后加入抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷,并混炼均匀后下料;将混炼机温度升至65℃,将上述混合料投入该混炼机中,加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀,然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通5次,辊温控制在60℃,前辊温度比后辊温度高4℃,薄通完成后切割、冷却备用;化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出,螺杆的长径比为20:1,双螺杆挤橡机的机身一区温度为110℃,机身二区温度为120℃,机头温度为130℃,模具温度为140℃,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时,模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1.1,模芯与模套之间的间隙为1.2mm;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道,交联管道的温度为170℃。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。
铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=90:0.04:0.03:10。铠装编织丝的直径为0.32mm,抗拉强度为300MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例三
本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆,按以下步骤制造:在2.5mm²的镀锡退火绞合铜导体1外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层2构成绝缘线芯,绝缘线芯两两绞合形成对绞线对,各对绞线对的绞合节距不大于120mm且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距;所有对绞线对以24倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯,在缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层3且铜箔面向内,铜箔聚酯复合带屏蔽层3的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线3a,镀锡绞合铜丝引流线3a贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起;在铜箔聚酯复合带屏蔽层3外周绕包聚酯带4,在聚酯带4的外周挤包内护套,接着在内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6,在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带7,最后在防水包带7的外周挤包外护套8。
其中,铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为0.025mm,铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚酯的厚度为0.023mm,绕包搭盖率为40%。镀锡绞合铜丝引流线由7根直径为0.43mm的铜丝绞合而成。聚酯带的厚度为0.07mm,绕包搭盖率为25%。
其中,化学交联聚烯烃绝缘层2的最小厚度不小于标称值的90%,最大厚度不大于标称值的110%,且任一垂直截面测得的直径偏差不超过10%。化学交联聚烯烃绝缘层2所用绝缘橡胶的制备步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料,乙烯/醋酸乙烯酯共聚物:12份;高密度聚乙烯:6份;乙烯‑甲基丙烯酸共聚物:2份;交联剂过氧化二异丙苯:1份;抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯:0.9份;抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺:0.4份;润滑剂硬脂酸:1份;阻燃剂氢氧化铝:30份;阻燃剂赤磷:1份;紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑:0.1份;(2)先将密炼机温度升至150℃,依次加入上述乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯和乙烯‑甲基丙烯酸共聚物,并塑化混炼均匀,然后加入抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯、抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺、紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑、阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷,并混炼均匀后下料;将混炼机温度升至70℃,将上述混合料投入该混炼机中,加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀,然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通6次,辊温控制在65℃,前辊温度比后辊温度高5℃,薄通完成后切割、冷却备用;化学交联聚烯烃绝缘层2采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出,螺杆的长径比为25:1,双螺杆挤橡机的机身一区温度为115℃,机身二区温度为125℃,机头温度为135℃,模具温度为145℃,挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层2挤出时,模芯的承线长度与挤出的外径比为1:1.2,模芯与模套之间的间隙为1.5mm;绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道,交联管道的温度为180℃。
镀锡退火绞合铜导体1采用IEC 60228标准中的第2类镀锡退火绞合铜丝,镀锡采用电镀方式替代传统的热镀锡方式。
铜合金丝编织铠装层6的原料组分及重量含量如下,铜:铁:铅:锌=91.0: 0.05:0.05:10。铠装编织丝的直径为0.33 mm,抗拉强度为345MPa,断裂伸长率不小于25%。
实施例一至实施例三中,铠装编织丝的物理机械性能如下:1)韧度:将长度为50~70mm的试样的一端夹牢在虎台钳的水平而平行的磨圆对边之间,垂直伸于虎台钳上。将弹簧秤连接到试样的另一自由端上,用手握住弹簧秤使施加于试样的张力为1.0±0.1牛。在保持此张力的条件下使试样交替向两个方向垂直于磨圆的虎台钳边弯曲90°,弯曲速率为45~50次/分钟,试样进行90°弯曲而不折断的次数不小于10次。2)弹性:在直径为6.4mm的钢质圆柱试棒上,将长度为254mm的编织丝试样的一端固定于试棒上,使其与试棒的曲面相接触且与试棒轴线成垂直状态,将试样的另一端挂置在弹簧秤上,用手拉弹簧秤使试样在试棒上绕4圈,保持试样张力为1.1±0.1牛。最后将试样从弹簧秤上松下来,并让其处于圈绕状态,试棒上形成的线圈外径在中部测量不大于9.5mm。
对实施例一至实施例三的绝缘层进行绝缘电阻(15.6℃时)测试结果如表1所示。
表 1
 单位标准要求实施例一实施例二实施例三绝缘电阻(15.6℃)MΩ·km≥3050387046204080
对实施例一至实施例三中的绝缘层进行加速吸水试验,在浸入75℃水下测试介电常数和交流电容增加率,结果如表2。表中记录的数值分别为第14天与第1天、第7天的差值。
表 2
 单位标准要求实施例一实施例二实施例三介电常数 6.03.42.83.1电容增加率14‑1(d)%≤3.00.4 0.5 0.6 电容增加率14‑7(d)%≤1.50.1 0.1 0.214天后的电容稳定系数%≤0.50.1 0.1 0.2
对实施例一至实施例三的绝缘层进行老化前机械性能测试结果如表3:
表 3
 单位标准要求实施例一实施例二实施例三抗张强度N/mm²≥12.514.515.617.1断裂伸长率%≥250310380295
对实施例一至实施例三的绝缘层进行空气箱老化后的机械性能测试,测试结果如表4,老化条件:温度160±1℃,时间:168h。
表 4

对实施例一至实施例三中的绝缘层进行热变形试验的测试结果如表5,试验条件:处理温度150℃。
表 5

对实施例一至实施例三的成品电缆进行耐臭氧试验,试验结果如表6,试验条件:温度90±2℃,时间24h,臭氧浓度0.030%。
表 6
 标准要求实施例一实施例二实施例三耐臭氧试验表面无开裂无开裂无开裂无开裂
对实施例一至实施例三中的绝缘层进行VW‑1燃烧试验结果如表7。
表 7

对实施例一至实施例三中的绝缘层热进行热延伸试验,结果如表8,试验条件:处理温度175±1℃,持续时间15 min,机械应力20 N/cm²。
表 8

对实施例一至实施例三的绝缘线芯进行耐紫外线老化试验结果如表9,试验条件:采用6kW疝灯进行照射并配以0.12~0.15MPa的水压喷水,按照120分钟为一个周期进行周期紫外线照射,其中18分钟同时喷水、光照,另102分钟单独光照,共曝光照射1000小时,然后将试样置于室温环境下20小时,观察试样外观,外观应无龟裂,并进行抗张强度和断裂伸长率试验,二者的保留率均应不小于75%。
表 9

对实施例一至实施例三的成品电缆进行防海水潮气侵蚀试验,试验结果如表10,试验条件:将三根长为1.1m的成品电缆试样置于温度为60±1℃的含盐(NaCl)质量浓度为20%的溶液中浸泡10天。电缆浸泡时采用U型弯曲,试样两端各有30cm露出水面;浸泡结束后电缆能通过 AC3.5kV/5min的耐压试验;将电缆缠绕在直径为9倍电缆试样外径的圆轴上,绝缘表面目测可见裂纹。
表 10

对实施例一至实施例三的成品电缆进行低温弯曲试验,试验结果如表11,试验条件:成品电缆在–40℃试验箱放置4h后,保持此温度将试样在直径为12倍的电缆外径的圆轴上缠绕3圈,然后拉回到原位置,接着再向相反方向缠绕3圈,再拉直。该程序继续进行9次,使总次数达到10次。结束后目测可见裂纹,并进行AC3.5kV/5min的耐压试验。
表 11

对实施例一至实施例三的成品电缆进行低温冲击试验,试验结果如表12,试验条件:将长度为0.13m的被测电缆试样置于‑35℃试验箱放置4h,然后将试样依次置于尺寸为50mm*100mm的木制板上,将重1.36kg具有钢头的冲击件从距离试样高度为915mm的高度自由落下,钢头的直径为28.5mm,具有直径为25mm的呈圆角的冲击面,落下时,钢头冲击面垂直向下冲击试样的顶部,观察试样的绝缘层有无开裂。
表 12

对实施例一至实施例三的成品电缆进行耐油老化性能试验,试验结果如表13,试验条件:将三根长为1.1m的成品电缆试样置于温度为100±1℃的IRM902热油中浸泡4天。电缆浸泡时采用U型弯曲,试样两端各有30cm露出油面。浸泡结束后对电缆进行AC3.5kV/5min的耐压试验;将电缆缠绕在直径为9倍电缆试样外径的圆轴上,目测可见裂纹及绝缘是否从导体剥离。
表 13

乙烯/醋酸乙烯酯共聚物简称为EVA,可以选用南京零度塑料材料有限公司或上海溢源化工有限公司的产品。
高密度聚乙烯简称为HDPE,采用符合《GB1116‑1989高密度聚乙烯树脂》标准的产品。
乙烯‑甲基丙烯酸共聚物可以选用上海洽普化工有限公司或杭州冠嘉塑化有限公司的产品。
交联剂过氧化二异丙苯又称交联剂 DCP,可以选用烟台恒诺化工科技有限公司或上海方锐达化学品有限公司产品。
抗氧剂β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八酯又称抗氧剂1076,英文名称antioxidant 1076,可以选用宜兴市天使合成化学公司或青岛海化阻燃材料有限公司的产品。
抗氧剂N,N’‑二‑β‑萘基对苯二胺又称抗氧剂DNP,可以选用北京西尔普科技有限公司或广州市耿达贸易有限公司的产品。
润滑剂硬脂酸又称润滑剂SA,学名:十八烷酸,分子式CH3(CH2)16COOH,执行《GB/T 9103‑1988 工业硬脂酸》中的标准。
阻燃剂氢氧化铝又称为水合氧化铝,可以选用济南泰星精细化工有限公司的产品。
阻燃剂赤磷质量标准参照《GB 4947‑2003》执行,可以选用如皋市富强阻燃剂有限公司的产品。
紫外线吸收剂2‑(2'‑羟基‑3'‑叔丁基‑5'‑甲基苯基)‑5‑氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂UV‑326,可以选用上海研润光机科技有限公司或山东青岛华恩化工有限公司的产品。
本发明所用原料,除以上厂家外,均可以选用市场上其它符合要求的同类产品。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已,非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。

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1、(10)申请公布号 CN 102969058 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102969058 A *CN102969058A* (21)申请号 201210462857.6 (22)申请日 2012.11.16 H01B 7/17(2006.01) H01B 7/22(2006.01) H01B 7/282(2006.01) H01B 7/29(2006.01) H01B 7/00(2006.01) H01B 7/02(2006.01) H01B 7/04(2006.01) H01B 13/00(2006.01) H01B 13/14(2006.01) (71)申请人 。

2、江苏远洋东泽电缆股份有限公司 地址 225129 江苏省扬州市邗江区瓜洲镇宝 石路 2 号 (72)发明人 陆云春 李永江 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 任利国 (54) 发明名称 海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆 及其制造方法 (57) 摘要 本发明涉及一种海上油气工程用耐高温软整 体屏蔽仪表电缆及其制造方法, 镀锡退火绞合铜 导体外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线 芯, 绝缘线芯两两绞合形成对绞线对, 对绞线对绞 合成缆芯, 缆芯外周依次绕包有铜箔聚酯复合带 屏蔽层和聚酯带, 聚酯带外周依次挤包有内护套, 包覆有铜合金丝编织铠装层, 绕。

3、包有防水包带, 挤 包有外护套。 绝缘层原料组份如下 : 乙烯/醋酸乙 烯酯共聚物 12 份 ; 高密度聚乙烯 6 份 ; 乙烯 - 甲 基丙烯酸共聚物 2 份 ; 交联剂 DCP : 0.5 1 份 ; 抗 氧剂 1076 : 0.4 0.9 份 ; 抗氧剂 DNP : 0.2 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 1 份 ; 氢氧化铝 : 25 30 份 ; 赤磷 : 0.6 1 份 ; 紫外线吸收剂 UV-326 : 0.05 0.1 份。该电缆的绝缘层耐高温、 耐老化 性能优异, 使用寿命长。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 12 页 附图 1 页 (19)中华。

4、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 12 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在于 : 0.352.5mm 的镀 锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯, 绝缘线芯两两绞合形 成对绞线对, 各所述对绞线对的绞合节距不大于 120mm 且所有对绞线对均采用各不相同的 绞合节距 ; 所有对绞线对以 1624 倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯, 所述缆芯的外周绕 包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内, 所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞 合铜丝引流线, 所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对。

5、绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起 ; 所 述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带, 所述聚酯带的外周挤包有内护套, 所述内护 套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层, 所述铜合金丝编织铠装层的外周绕包有防水包带, 所述防水包带的外周挤包有外护套。 2. 根据权利要求 1 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在 于, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.5 1 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 。

6、) 丙酸十八酯 : 0.4 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 1 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 25 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 1 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 0.1 份。 3. 根据权利要求 2 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在于, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6份 ; 乙烯-甲基丙烯酸共聚物 : 2份 ; 交。

7、联剂过氧化二异丙苯 : 0.5份 ; 抗氧 剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.4 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯 二胺 : 0.2 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 25 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 份 ; 紫外线 吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 份。 4. 根据权利要求 2 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在于, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯。

8、 : 6份 ; 乙烯-甲基丙烯酸共聚物 : 2份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.8份 ; 抗氧 剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.7 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯 二胺 : 0.3 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.6 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 28 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.8 份 ; 紫外线 吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.08 份。 5. 根据权利要求 2 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在于, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如下, 乙。

9、烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6份 ; 乙烯-甲基丙烯酸共聚物 : 2份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 1份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二 胺 : 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 1 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 1 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.1 份。 6. 根据权利要求 1 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其特征在 于, 所述铜合金丝编。

10、织铠装层的原料组分及重量含量如下, 铜 : 铁 : 铅 : 锌 =(89.091.0) : (0.030.05) :(0.010.05) : 10。 7. 一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法, 其特征是, 依次包括 以下步骤 : 在 0.352.5mm 的镀锡退火绞合铜导体外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层构成绝 权 利 要 求 书 CN 102969058 A 2 2/2 页 3 缘线芯, 绝缘线芯两两绞合形成对绞线对, 各所述对绞线对的绞合节距不大于 120mm 且所 有对绞线对均采用各不相同的绞合节距 ; 所有对绞线对以 1624 倍的绞合节径比右向绞合 构成缆芯, 在所述缆。

11、芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内, 所述铜箔聚酯复 合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线, 所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长 度并与铜箔面紧靠在一起 ; 在所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包聚酯带, 在所述聚酯带 的外周挤包内护套, 接着在所述内护套的外周包覆铜合金丝编织铠装层, 在所述铜合金丝 编织铠装层的外周绕包防水包带, 最后在所述防水包带的外周挤包外护套 ; 其中所述化学 交联聚烯烃绝缘层的制备方法如下 :(1) 按以下组分及重量含量准备原料, 乙烯 / 醋酸乙 烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交。

12、联剂过氧化二 异丙苯 : 0.5 1 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.4 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 1 份 ; 阻燃 剂氢氧化铝 : 25 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 1 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁 基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 0.1 份 ;(2) 先将密炼机温度升至 130 150, 依次加入上述乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚 物, 并塑化混炼均匀, 。

13、然后加入抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯、 抗 氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺、 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑、 阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷, 并混炼均匀后下料 ; 将混炼机温度 升至 60 70, 将上述混合料投入该混炼机中, 加入润滑剂硬脂酸和交联剂过氧化二异 丙苯混炼均匀, 然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通46次, 辊温控制在 60 5, 前辊温度比后辊温度高 3 5, 薄通完成后切割、 冷却备用。 8. 根据权利要求 7 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制。

14、造方 法, 其特征在于, 所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下, 铜 : 铁 : 铅 : 锌 = (89.091.0) :(0.010.05) :(0.010.05) : 10。 9. 根据权利要求 7 或 8 所述的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方 法, 其特征在于, 所述化学交联聚烯烃绝缘层采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出, 螺杆 的长径比为 (15 25) :1, 双螺杆挤橡机的机身一区温度为 110 5, 机身二区温度为 120 5, 机头温度为 130 5, 模具温度为 140 5, 挤橡机螺杆冷却方式为水 冷却。 10. 根据权利要求 9 所述的海上油气工。

15、程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法, 其特征是, 所述化学交联聚烯烃绝缘层在双螺杆挤橡机上挤出时, 模芯的承线长度与挤出 的外径比为 1 :(1 1.2) , 模芯与模套之间的间隙为 1 1.5mm ; 所述绝缘橡胶从所述双螺 杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道, 所述交联管道的温度为 160 180。 权 利 要 求 书 CN 102969058 A 3 1/12 页 4 海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种仪表电缆, 特别涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表 电缆。本发明还涉及一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的制造方法。 。

16、背景技术 0002 随着海上油气能源的开采, 油气工程用电缆越来越多, 性能要求越来越高, 尤其是 作为电缆重量主要构成部分的绝缘和金属铠装需要最大限度的得到降低, 同时需要满足对 电缆的机械保护、 电缆具备适应油气工程环境多潮气侵蚀渗透以及电缆能够安全运行 25 年左右的使用寿命要求。 现有技术中为了减轻电缆重量几乎全部采用无内套电缆或采用镀 锌钢丝编织作为铠装、 辐照交联聚烯烃为绝缘和护套, 但即便如此就整体工程配套角度而 言, 电缆减轻的重量也不超过 10%。现有技术采用辐照交联聚烯烃作为绝缘, 其耐热等级最 高为 150, 远不能满足护套交联的需求, 而且辐照交联聚烯烃绝缘和护套的防水。

17、渗透性能 很差, 无法满足与潮气的长期接触。 0003 公开号为CN 201758046 U的中国专利公开了一种交联控制电缆, 其采用交联聚乙 烯绝缘, 导体外依次设置内屏蔽层、 绝缘层和外屏蔽层, 在三相绝缘线芯外在依次设置绕包 层和外护套, 三相绝缘线芯与绕包层之间的空隙设有填充物, 在绝缘线芯上还设有铜带屏 蔽层, 该铜带屏蔽层绕包在外屏蔽层表面。该专利采用了交联聚乙烯绝缘, 虽然结构简单, 成本低廉, 但其并不能满足海上油气工程电缆耐高温、 大载流量、 多潮气侵蚀的要求。 0004 公开号为 CN101565527A 的中国发明专利公开了一种石油平台用 125辐照交联 低烟无卤阻燃聚烯。

18、烃护套料, 其虽然满足了 125的耐高温热老化性能要求, 但其仅能用于 电缆护套, 绝缘性能较差, 不适于作为绝缘材料。 0005 公开号为 CN102617923A 的中国发明专利公开了一种辐照交联低烟无卤高阻燃聚 烯烃绝缘料, 其耐热老化仅为 135, 根据相关标准规定, 此材料仅能承受长期最高工作温 度 90, 无法满足海上油气工程电缆高温作业环境要求。 发明内容 0006 本发明的首要目的在于, 克服现有技术中存在的问题, 提供一种海上油气工程用 耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 其绝缘层耐高温、 耐老化性能优异, 使用寿命长。 0007 为实现以上目的, 本发明所提供的一种海上油气工程用耐。

19、高温软整体屏蔽仪表电 缆, 0.352.5mm 的镀锡退火绞合铜导体外周挤包有化学交联聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯, 绝缘线芯两两绞合形成对绞线对, 各所述对绞线对的绞合节距不大于 120mm 且所有对绞线 对均采用各不相同的绞合节距 ; 所有对绞线对以 1624 倍的绞合节径比右向绞合构成缆 芯, 所述缆芯的外周绕包有铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向内, 所述铜箔聚酯复合带屏 蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线, 所述镀锡绞合铜丝引流线贯穿对绞线对全长度并与 铜箔面紧靠在一起 ; 所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包有聚酯带, 所述聚酯带的外周挤 包有内护套, 所述内护套的外周包覆有铜合金丝编织铠装层,。

20、 所述铜合金丝编织铠装层的 说 明 书 CN 102969058 A 4 2/12 页 5 外周绕包有防水包带, 所述防水包带的外周挤包有外护套。 0008 相对于现有技术, 本发明取得了以下有益效果 : 该电缆在镀锡退火绞合铜导体外 挤包有化学交联聚烯烃绝缘层, 耐高温、 耐老化性能优异, 使用寿命长 ; 铜合金丝编织铠装 层既可以隔磁, 避免涡流磁滞造成的损耗, 增大载流量, 机械强度又比铜更大, 而成本则比 铜低廉, 并且具有优异的防海水腐蚀性能, 对于电缆的长久安全运行大有益处。 0009 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量 如下, 所述化学交联聚烯烃。

21、绝缘层的原料组分及重量含量如下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚 物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.5 1 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.4 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 1 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 25 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 1 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 0.1 份。。

22、本发明的化学交联聚烯烃绝缘层采用氢氧化铝即 水合氧化铝作为阻燃剂, 其含有 3 个水分子, 在 250开始分解, 释放出水分子而吸收热量 降低了周围温度, 释放出的水蒸气又起到了稀释气相中可燃气体浓度的作用, 生成的三氧 化二铝和燃烧的聚合物表面的炭化物结合, 形成保护膜, 切断了热能和氧气的侵入, 起到了 阻燃作用 ; 同时氢氧化铝具有低烟和减少一氧化碳发生的效果, 环保清洁。阻燃剂赤磷可 以防止聚合物燃烧时产生滴落, 与氢氧化铝并用可在聚合物燃烧时在其表面形成骨架性质 的炭化层, 避免聚合物熔融滴落。抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯又 称抗氧剂 1076,。

23、 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺又称抗氧剂 DNP, 抗氧剂 1076 和抗氧 剂 DNP 无臭、 无味、 无毒、 挥发性小、 热稳定性良好、 具有优良的防老化和不变色性, 与乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物有着良好的相容性。交联剂 过氧化二异丙苯的耐热性能好, 交联曲线平稳, 对于聚合物的耐热性能有着优异的保证。 高 密度聚乙烯具有良好的耐热性、 耐化学腐蚀性和介电性能, 并与乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物完好相容, 而乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物中含有极性的丙烯酸基 团, 可极大地提高绝缘材料的分子内键聚合力, 降低侵。

24、蚀物的反应活性, 起到耐酸、 耐碱、 耐 高温热老化的目的。 润滑剂硬脂酸可改进绝缘料的加工工艺性能, 提高加工速率, 同时可提 高绝缘料的质量, 防止绝缘料加工时与设备或其他接触材料表面的粘附, 使加工过程中的 绝缘料具有良好的离辊性和脱模性, 保证绝缘料表面光洁, 降低绝缘料内部摩擦和熔融时 的流动粘度, 防止因内部摩擦而导致绝缘料过热影响使用性能 ; 同时因其纯度较高, 对于改 善绝缘料的绝缘性能具有促进作用。紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂 UV-326, 具有挥发性小, 耐热的优点, 对于绝缘料 的高耐温等级有。

25、积极作用。 本发明的绝缘橡胶其最高额定工作温度从现有技术的90提高 到了 125, 使得同规格导体的额定载流量提高了约 50%, 即在传输同样电流的情况下, 所 需的导体截面积可以减小约 50%, 适应了油气工程多高温气体对绝缘聚合物的老化降解影 响, 延长了使用寿命, 从与油气工程设计寿命匹配度而言, 省却了油气工程作业寿命中途对 电缆的更换, 节约了人力、 物力和财力成本, 满足了目前提倡的节能减排降耗的时代要求。 0010 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如 下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲。

26、基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.5 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八 说 明 书 CN 102969058 A 5 3/12 页 6 酯 : 0.4 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 份 ; 阻燃剂氢 氧化铝 : 25 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 份。 0011 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如 下, 乙烯 /。

27、 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.8 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八 酯 : 0.7 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.3 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.6 份 ; 阻燃剂氢 氧化铝 : 28 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.8 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯 基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.08 份。 0012 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层的原料组分及重量含量如。

28、 下, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 1 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.4 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 1 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 1 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯 并三唑 : 0.1 份。 0013 作为本发明的优选方案, 所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下,。

29、 铜 : 铁 : 铅 : 锌 =(89.091.0) :(0.030.05) :(0.010.05) : 10。该铜合金丝编织铠装层既 可以隔磁, 避免涡流磁滞造成的损耗, 增大载流量, 机械强度又比铜更大, 而成本则比铜低 廉, 并且具有优异的防海水腐蚀性能, 对于电缆的长久安全运行大有益处。 0014 本发明的另一个目的在于, 提供一种海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆 的制造方法, 该方法制造而成的电缆绝缘层其绝缘层耐高温、 耐老化性能优异, 使用寿命 长。 0015 为实现以上目的, 本发明所提供的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆的 制造方法, 依次包括以下步骤 : 在 0.。

30、352.5mm 的镀锡退火绞合铜导体外周挤包化学交联 聚烯烃绝缘层构成绝缘线芯, 绝缘线芯两两绞合形成对绞线对, 各所述对绞线对的绞合节 距不大于 120mm 且所有对绞线对均采用各不相同的绞合节距 ; 所有对绞线对以 1624 倍的 绞合节径比右向绞合构成缆芯, 在所述缆芯的外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层且铜箔面向 内, 所述铜箔聚酯复合带屏蔽层的内侧设有镀锡绞合铜丝引流线, 所述镀锡绞合铜丝引流 线贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起 ; 在所述铜箔聚酯复合带屏蔽层外周绕包 聚酯带, 在所述聚酯带的外周挤包内护套, 接着在所述内护套的外周包覆铜合金丝编织铠 装层, 在所述铜合金丝编织铠装层。

31、的外周绕包防水包带, 最后在所述防水包带的外周挤包 外护套 ; 其中所述化学交联聚烯烃绝缘层的制备方法如下 :(1) 按以下组分及重量含量准 备原料, 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二异丙苯 : 0.5 1 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙 酸十八酯 : 0.4 0.9 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 0.4 份 ; 润滑剂硬 脂酸 : 0.2 1 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 25 30 份 ; 阻燃剂赤磷 : 0.6 1 份 ;。

32、 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑 : 0.05 0.1 份 ;(2) 先将密 炼机温度升至 130 150, 依次加入上述乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙 烯 - 甲基丙烯酸共聚物, 并塑化混炼均匀, 然后加入抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯 说 明 书 CN 102969058 A 6 4/12 页 7 基)丙酸十八酯、 抗氧剂N,N -二-萘基对苯二胺、 紫外线吸收剂2-(2-羟基-3-叔丁 基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑、 阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤磷, 并混炼均匀后下料 ; 将混炼机温度。

33、升至 60 70, 将上述混合料投入该混炼机中, 加入润滑剂硬脂酸和交联 剂过氧化二异丙苯混炼均匀, 然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包并经薄通 4 6 次, 辊温控制在 60 5, 前辊温度比后辊温度高 3 5, 薄通完成后切割、 冷却备用。 0016 相对于现有技术, 本发明取得了以下有益效果 : 该方法制造而成的电缆, 其化学交 联聚烯烃绝缘层采用氢氧化铝即水合氧化铝作为阻燃剂, 其含有 3 个水分子, 在 250开始 分解, 释放出水分子而吸收热量降低了周围温度, 释放出的水蒸气又起到了稀释气相中可 燃气体浓度的作用, 生成的三氧化二铝和燃烧的聚合物表面的炭化物结合, 形成保护膜,。

34、 切 断了热能和氧气的侵入, 起到了阻燃作用 ; 同时氢氧化铝具有低烟和减少一氧化碳发生的 效果, 环保清洁。阻燃剂赤磷可以防止聚合物燃烧时产生滴落, 与氢氧化铝并用可在聚合 物燃烧时在其表面形成骨架性质的炭化层, 避免聚合物熔融滴落。抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸十八酯又称抗氧剂1076, 抗氧剂N,N -二-萘基对苯二胺又称抗 氧剂DNP, 抗氧剂1076和抗氧剂DNP无臭、 无味、 无毒、 挥发性小、 热稳定性良好、 具有优良的 防老化和不变色性, 与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙烯-甲基丙烯酸共聚物 有着良好的相容性。 交联剂过氧化二异丙苯的耐热性能。

35、好, 交联曲线平稳, 对于聚合物的耐 热性能有着优异的保证。 高密度聚乙烯具有良好的耐热性、 耐化学腐蚀性和介电性能, 并与 乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物完好相容, 而乙烯 - 甲基丙烯酸共聚 物中含有极性的丙烯酸基团, 可极大地提高绝缘材料的分子内键聚合力, 降低侵蚀物的反 应活性, 起到耐酸、 耐碱、 耐高温热老化的目的。润滑剂硬脂酸可改进绝缘料的加工工艺性 能, 提高加工速率, 同时可提高绝缘料的质量, 防止绝缘料加工时与设备或其他接触材料表 面的粘附, 使加工过程中的绝缘料具有良好的离辊性和脱模性, 保证绝缘料表面光洁, 降低 绝缘料内部摩擦和熔融时的流动粘度。

36、, 防止因内部摩擦而导致绝缘料过热影响使用性能 ; 同时因其纯度较高, 对于改善绝缘料的绝缘性能具有促进作用。紫外线吸收剂 2-(2- 羟 基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑又称紫外线吸收剂 UV-326, 具有挥发性 小, 耐热的优点, 对于绝缘料的高耐温等级有积极作用。 本发明的绝缘橡胶其最高额定工作 温度从现有技术的 90提高到了 125, 使得同规格导体的额定载流量提高了约 50%, 即在 传输同样电流的情况下, 所需的导体截面积可以减小约 50%, 适应了油气工程多高温气体对 绝缘聚合物的老化降解影响, 延长了使用寿命, 从与油气工程设计寿命匹配度而言, 省。

37、却了 油气工程作业寿命中途对电缆的更换, 节约了人力、 物力和财力成本, 满足了目前提倡的节 能减排降耗的时代要求。 0017 作为本发明的优选方案, 所述铜合金丝编织铠装层的原料组分及重量含量如下, 铜 : 铁 : 铅 : 锌 =(89.091.0) :(0.010.05) :(0.010.05) : 10。该铜合金丝编织铠装层既 可以隔磁, 避免涡流磁滞造成的损耗, 增大载流量, 机械强度又比铜更大, 而成本则比铜低 廉, 并且具有优异的防海水腐蚀性能, 对于电缆的长久安全运行大有益处。 0018 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层采用冷喂料方式在双螺杆挤 橡机上挤出, 螺杆。

38、的长径比为 (15 25) :1, 双螺杆挤橡机的机身一区温度为 110 5, 机身二区温度为 120 5, 机头温度为 130 5, 模具温度为 140 5, 挤橡机螺 杆冷却方式为水冷却。 说 明 书 CN 102969058 A 7 5/12 页 8 0019 作为本发明的优选方案, 所述化学交联聚烯烃绝缘层在双螺杆挤橡机上挤出时, 模芯的承线长度与挤出的外径比为 1 :(1 1.2) , 模芯与模套之间的间隙为 1 1.5mm ; 所述绝缘橡胶从所述双螺杆挤橡机的机头挤出后进入交联管道, 所述交联管道的温度为 160 180。 附图说明 0020 图 1 为本发明海上油气工程用耐高温软。

39、整体屏蔽仪表电缆的结构示意图。 0021 图中 : 1. 镀锡退火绞合铜导体 ; 2. 化学交联聚烯烃绝缘层 ; 3. 铜箔聚酯复合带屏 蔽层 ; 3a. 镀锡绞合铜丝引流线 ; 4. 聚酯带 ; 5. 内护套 ; 6. 铜合金丝编织铠装层 ; 7. 防水包 带 ; 8. 外护套。 具体实施方式 0022 实施例一 如图 1 所示, 本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 按以下步骤制造 : 在 0.35mm 的镀锡退火绞合铜导体 1 外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层 2 构成绝缘线芯, 绝 缘线芯两两绞合形成对绞线对, 各对绞线对的绞合节距不大于 120mm 且所有对绞线对均采 用各不。

40、相同的绞合节距 ; 所有对绞线对以 16 倍的绞合节径比右向绞合构成缆芯, 在缆芯的 外周绕包铜箔聚酯复合带屏蔽层 3 且铜箔面向内, 铜箔聚酯复合带屏蔽层 3 的内侧设有镀 锡绞合铜丝引流线 3a, 镀锡绞合铜丝引流线 3a 贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一 起 ; 在铜箔聚酯复合带屏蔽层 3 外周绕包聚酯带 4, 在聚酯带 4 的外周挤包内护套, 接着在 内护套5的外周包覆铜合金丝编织铠装层6, 在铜合金丝编织铠装层6的外周绕包防水包带 7, 最后在防水包带 7 的外周挤包外护套 8。 0023 其中, 铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为 0.018mm, 铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚 酯的。

41、厚度为 0.023mm, 绕包搭盖率为 30%。镀锡绞合铜丝引流线由 7 根直径为 0.43mm 的铜 丝绞合而成。聚酯带的厚度为 0.05mm, 绕包搭盖率为 20%。 0024 其中, 化学交联聚烯烃绝缘层 2 的最小厚度不小于标称值的 90%, 最大厚度不大 于标称值的 110%, 且任一垂直截面测得的直径偏差不超过 10%。化学交联聚烯烃绝缘层 2 所用绝缘橡胶的制备步骤如下 :(1) 按以下组分及重量含量准备原料, 乙烯 / 醋酸乙烯 酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二 异丙苯 : 0.5 份 ; 抗氧。

42、剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.4 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.2 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.2 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 25 份 ; 阻 燃剂赤磷 : 0.6 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并 三唑 : 0.05 份 ;(2) 先将密炼机温度升至 130, 依次加入上述乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物, 并塑化混炼均匀, 然后加入抗氧剂 -(3, 5- 二 叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯、 抗氧剂 N,N -。

43、 二 - 萘基对苯二胺、 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑、 阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤 磷, 并混炼均匀后下料 ; 将混炼机温度升至 60, 将上述混合料投入该混炼机中, 加入润滑 剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀, 然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包 并经薄通 4 次, 辊温控制在 55, 前辊温度比后辊温度高 3, 薄通完成后切割、 冷却备用 ; 说 明 书 CN 102969058 A 8 6/12 页 9 化学交联聚烯烃绝缘层 2 采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出, 螺杆的长径比为 15:1, 双螺杆挤橡机的机身一区温。

44、度为 105, 机身二区温度为 115, 机头温度为 125, 模具温 度为 135, 挤橡机螺杆冷却方式为水冷却。化学交联聚烯烃绝缘层 2 挤出时, 模芯的承线 长度与挤出的外径比为 1 : 1, 模芯与模套之间的间隙为 1mm ; 绝缘橡胶从双螺杆挤橡机的机 头挤出后进入交联管道, 交联管道的温度为 160。 0025 镀锡退火绞合铜导体 1 采用 IEC 60228 标准中的第 2 类镀锡退火绞合铜丝, 镀锡 采用电镀方式替代传统的热镀锡方式, 避免了导体镀锡不均匀以及锡层厚度不均匀 ; 容易 出现锡瘤附着导体表面的弊端, 避免导体氧化现象发生后 ; 铜与绝缘发生化学反应, 降低绝 缘层。

45、电气性能和物理机械性能的风险。 0026 铜合金丝编织铠装层 6 的原料组分及重量含量如下, 铜 : 铁 : 铅 : 锌 =89.0 : 0.03 : 0.01 : 10。铠装编织丝的直径为 0.31 mm, 抗拉强度为 260MPa, 断裂伸长率不小于 25%。 0027 实施例二 本发明的海上油气工程用耐高温软整体屏蔽仪表电缆, 按以下步骤制造 : 在 1.25mm 的镀锡退火绞合铜导体 1 外周挤包化学交联聚烯烃绝缘层 2 构成绝缘线芯, 绝缘线芯两两 绞合形成对绞线对, 各对绞线对的绞合节距不大于 120mm 且所有对绞线对均采用各不相同 的绞合节距 ; 所有对绞线对以 20 倍的绞合。

46、节径比右向绞合构成缆芯, 在缆芯的外周绕包铜 箔聚酯复合带屏蔽层 3 且铜箔面向内, 铜箔聚酯复合带屏蔽层 3 的内侧设有镀锡绞合铜丝 引流线 3a, 镀锡绞合铜丝引流线 3a 贯穿对绞线对全长度并与铜箔面紧靠在一起 ; 在铜箔聚 酯复合带屏蔽层 3 外周绕包聚酯带 4, 在聚酯带 4 的外周挤包内护套, 接着在内护套 5 的外 周包覆铜合金丝编织铠装层 6, 在铜合金丝编织铠装层 6 的外周绕包防水包带 7, 最后在防 水包带 7 的外周挤包外护套 8。 0028 其中, 铜箔聚酯复合带屏蔽层的铜箔厚度为 0.020mm, 铜箔聚酯复合带屏蔽层的聚 酯的厚度为 0.030mm, 绕包搭盖率为。

47、 35%。镀锡绞合铜丝引流线由 7 根直径为 0.43mm 的铜 丝绞合而成。聚酯带的厚度为 0.06mm, 绕包搭盖率为 22%。 0029 其中, 化学交联聚烯烃绝缘层 2 的最小厚度不小于标称值的 90%, 最大厚度不大 于标称值的 110%, 且任一垂直截面测得的直径偏差不超过 10%。化学交联聚烯烃绝缘层 2 所用绝缘橡胶的制备步骤如下 :(1) 按以下组分及重量含量准备原料, 乙烯 / 醋酸乙烯 酯共聚物 : 12 份 ; 高密度聚乙烯 : 6 份 ; 乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物 : 2 份 ; 交联剂过氧化二 异丙苯 : 0.8 份 ; 抗氧剂 -(3, 5- 二叔丁基 -4- 。

48、羟基苯基 ) 丙酸十八酯 : 0.7 份 ; 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺 : 0.3 份 ; 润滑剂硬脂酸 : 0.6 份 ; 阻燃剂氢氧化铝 : 28 份 ; 阻 燃剂赤磷 : 0.8 份 ; 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并 三唑 : 0.08 份 ;(2) 先将密炼机温度升至 140, 依次加入上述乙烯 / 醋酸乙烯酯共聚物、 高密度聚乙烯和乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物, 并塑化混炼均匀, 然后加入抗氧剂 -(3, 5- 二 叔丁基 -4- 羟基苯基 ) 丙酸十八酯、 抗氧剂 N,N - 二 - 萘基对苯二胺、 紫外线吸收剂 2-(2- 羟基 -3- 叔丁基 -5- 甲基苯基 )-5- 氯代苯并三唑、 阻燃剂氢氧化铝和阻燃剂赤 磷, 并混炼均匀后下料 ; 将混炼机温度升至 65, 将上述混合料投入该混炼机中, 加入润滑 剂硬脂酸和交联剂过氧化二异丙苯混炼均匀, 然后将混炼胶料移至三辊开炼机上打三角包 并经薄通 5 次, 辊温控制在 60, 前辊温度比后辊温度高 4, 薄通完成后切割、 冷却备用 ; 化学交联聚烯烃绝缘层 2 采用冷喂料方式在双螺杆挤橡机上挤出, 螺杆的长。

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