本发明涉及电缆领域，具体地，涉及一种耐高温电缆外护层及其制备方法。
背景技术：
电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。电线电缆的外护层大多是绝热的，这使得电缆外护层在提供绝缘性能的同时，一定程度上阻碍了电线电缆内部热量的散失，热量的聚集会加快护层的老化速度，从而缩短电线电缆的寿命。
因此，提供一种具备优良力学性能、散热性能和抗老化能力的耐高温电缆外护层及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种耐高温电缆外护层及其制备方法，解决了电线电缆的外护层大多是绝热的，这使得电缆外护层在提供绝缘性能的同时，一定程度上阻碍了电线电缆内部热量的散失，热量的聚集会加快护层的老化速度，从而缩短电线电缆的寿命的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐高温电缆外护层的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、有机酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为150-180℃，时间为20-30min；
(2)将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为50-70℃，时间为20-30min；
第二次热处理的条件包括：温度为30-50℃，时间为1-2h；
(3)将改性填料M、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼后得到合炼胶；
(4)将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型，得到耐高温电缆外护层。
本发明还提供了一种耐高温电缆外护层，所述耐高温电缆外护层由上述的制备方法制得。
通过上述技术方案，本发明提供了一种耐高温电缆外护层及其制备方法，所述制备方法包括：将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、有机酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为150-180℃，时间为20-30min；将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为50-70℃，时间为20-30min；第二次热处理的条件包括：温度为30-50℃，时间为1-2h；将改性填料M、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼后得到合炼胶；将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型，得到耐高温电缆外护层。通过各原料之间的协同作用，使得制得的电缆外护层具备优良的力学性能、散热性能和抗老化能力，同时用于制备该电缆外护层的方法简单、原料易得。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种耐高温电缆外护层的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、有机酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为150-180℃，时间为20-30min；
(2)将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为50-70℃，时间为20-30min；第二次热处理的条件包括：温度为30-50℃，时间为1-2h；
(3)将改性填料M、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼后得到合炼胶；
(4)将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型，得到耐高温电缆外护层。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，相对于100重量份的膨润土，琥珀酸酐的用量为20-30重量份，脂肪醇的用量为10-20重量份，有机酸的用量为55-75重量份，水的用量为200-300重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，相对于100重量的氯丁橡胶，改性填料M的用量为20-30重量份，丁醇醚化氨基树脂的用量为20-40重量份，聚偏氟乙烯的用量为10-20重量份，乙酸乙酯的用量为2-10重量份，硬脂酸镉的用量为1-4重量份，碳黑的用量为2-4重量份，氧化锌的用量为1-2重量份，硬脂酸钡的用量为1-3重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，有机酸选自月桂酸和/或硬脂酸。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，密炼的条件包括：温度为60-90℃，时间为30-60min。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，热压成型的条件包括：热压成型的温度为50-80℃，热压成型的压力为20-40MPa。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，在步骤(3)中，改性填料M在使用前需进行研磨，研磨后的改性填料M的平均粒径为1-4mm。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，聚偏氟乙烯的重均分子量为6000-9000。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的电缆外护层的力学性能、散热性能和抗老化能力，碳黑的平均粒径为1-4mm。
本发明还提供了一种耐高温电缆外护层，所述耐高温电缆外护层由上述的制备方法制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，聚偏氟乙烯的重均分子量为6000-9000；碳黑的平均粒径为1-4mm；电气强度按照GB/T1408.1—2006标准进行测定，导热系数按照ASTM C 518-10标准进行测定，抗老化性按照DB63/T 687-2007标准进行检测。
实施例1
将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、月桂酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为150℃，时间为20min；将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为50℃，时间为20min；第二次热处理的条件包括：温度为30℃，时间为1h；将改性填料M(改性填料M在使用前需进行研磨，研磨后的改性填料M的平均粒径为1mm)、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼(温度为60℃，时间为30min。)后得到合炼胶；将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型(热压成型的温度为50℃，热压成型的压力为20MPa。)，得到耐高温电缆外护层及其制备方法。相对于100g的膨润土，琥珀酸酐的用量为20g，脂肪醇的用量为10g，有机酸的用量为55g，水的用量为200g；相对于100重量的氯丁橡胶，改性填料M的用量为20g，丁醇醚化氨基树脂的用量为20g，聚偏氟乙烯的用量为10g，乙酸乙酯的用量为2g，硬脂酸镉的用量为1g，碳黑的用量为2g，氧化锌的用量为1g，硬脂酸钡的用量为1g。制得的电缆外护层的电气强度(常态)为22.9MV/m，导热系数为0.31W/(m·K)，经抗老化性测试后表面无明显老化痕迹。
实施例2
将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、月桂酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为180℃，时间为30min；将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为70℃，时间为30min；第二次热处理的条件包括：温度为50℃，时间为2h；将改性填料M(改性填料M在使用前需进行研磨，研磨后的改性填料M的平均粒径为4mm)、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼(温度为90℃，时间为60min。)后得到合炼胶；将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型(热压成型的温度为80℃，热压成型的压力为40MPa。)，得到耐高温电缆外护层及其制备方法。相对于100g的膨润土，琥珀酸酐的用量为30g，脂肪醇的用量为20g，有机酸的用量为75g，水的用量为300g；相对于100重量的氯丁橡胶，改性填料M的用量为30g，丁醇醚化氨基树脂的用量为40g，聚偏氟乙烯的用量为20g，乙酸乙酯的用量为10g，硬脂酸镉的用量为4g，碳黑的用量为4g，氧化锌的用量为2g，硬脂酸钡的用量为3g。制得的电缆外护层的电气强度(常态)为23.9MV/m，导热系数为0.34W/(m·K)，经抗老化性测试后表面无明显老化痕迹。
实施例3
将膨润土、琥珀酸酐、脂肪醇、硬脂酸和水混合，经离心脱水和喷雾干燥后得到填料M；其中，喷雾干燥的条件包括：温度为160℃，时间为25min；将填料M分别进行第一次热处理和第二次热处理，得到改性填料M；其中，第一次热处理的条件包括：温度为60℃，时间为25min；第二次热处理的条件包括：温度为40℃，时间为1.5h；将改性填料M(改性填料M在使用前需进行研磨，研磨后的改性填料M的平均粒径为3mm)、氯丁橡胶、丁醇醚化氨基树脂、聚偏氟乙烯、乙酸乙酯、硬脂酸镉、碳黑、氧化锌和硬脂酸钡混合，密炼(温度为70℃，时间为45min。)后得到合炼胶；将合炼胶加入硫化机中，经挤出硫化和热压成型(热压成型的温度为60℃，热压成型的压力为30MPa。)，得到耐高温电缆外护层及其制备方法。相对于100g的膨润土，琥珀酸酐的用量为25g，脂肪醇的用量为15g，有机酸的用量为65g，水的用量为250g；相对于100重量的氯丁橡胶，改性填料M的用量为25g，丁醇醚化氨基树脂的用量为30g，聚偏氟乙烯的用量为15g，乙酸乙酯的用量为6g，硬脂酸镉的用量为2g，碳黑的用量为3g，氧化锌的用量为1.5g，硬脂酸钡的用量为2g。制得的电缆外护层的电气强度(常态)为22.7MV/m，导热系数为0.38W/(m·K)，经抗老化性测试后表面无明显老化痕迹。
对比例1
按照实施例3的方法进行，不同的是，喷雾干燥的条件包括：温度为120℃，时间为10min；制得的电缆外护层的电气强度(常态)为13.3MV/m，导热系数为0.26W/(m·K)，经抗老化性测试后表面有轻微老化痕迹。
对比例2
按照实施例3的方法进行，不同的是，喷雾干燥的条件包括：温度为190℃，时间为40min；制得的电缆外护层的电气强度(常态)为13.5MV/m，导热系数为0.24W/(m·K)，经抗老化性测试后表面有轻微老化痕迹。
对比例3
按照实施例3的方法进行，不同的是，第一次热处理的条件包括：温度为30℃，时间为10min；第二次热处理的条件包括：温度为20℃，时间为50min；制得的电缆外护层的电气强度(常态)为14.2MV/m，导热系数为0.29W/(m·K)，经抗老化性测试后表面有轻微老化痕迹。
对比例4
按照实施例3的方法进行，不同的是，原料中不包含丁醇醚化氨基树脂和硬脂酸镉，制得的电缆外护层的电气强度(常态)为13.5MV/m，导热系数为0.32W/(m·K)，经抗老化性测试后表面有明显老化痕迹。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。