本发明涉及电力线缆保护管技术领域，具体涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管。
背景技术
电力线缆是电力输送及信息传递的载体，保护管材料是电力线缆中不可缺少的外层结构部分，起着保护线缆的作用，保证线缆中电/光信号传输顺畅，让电线电缆内的导电合金/光导纤维与水、空气等介质隔绝，避免其出现损坏、干扰外部物质或遭受传输功能缺失等不利现象，防止传输性能恶化。随着人们环保意识的加强，世界上有狠多国家己禁止保护管材料中含铅镉等有害成分，并且伴随着社会的进步以及线缆行业的高速发展，电力线缆用保护管材料用量逐年提升，对于线缆整体性能要求也是更高，主要是因为目前线缆所处的工作环境较为恶劣多变，尤其是户外线缆，其可能会遭受暴晒、寒冻、浸泡、腐蚀、碾压、氧化等环境条件影响，若是线缆的综合性能不够优异的话，将会导致其老化开裂，使用寿命降低，进而导致不同程度的线路故障，严重影响人们正常的生活与工作。
高铁微珠是从粉煤灰中分离出的材料，亦称磁珠，呈黑色，粒径在50μm左右，密度在3.8-4.2g/cm3,具有一定的磁性，将其应用于绝缘防护材料中可提高产品的屏蔽性。
公开号为cn107722404a的专利申请，公开了一种热电偶测温线路保护管，其原料按重量份包括：主料60-70份，1,1-双-(叔丁基过氧)环己烷1-2份，多壁碳纳米管2-6份，风化煤2-4份，碳纤维1-5份，蛭石粉4-10份，异硬脂酸钛酸异丙酯1-2份，竹纤维复合物5-12份，增塑剂1.5-2.5份，抗静电剂1-2份，增容剂0.4-0.6份，防老剂1-2份。该种线路保护管具有良好的力学性能和耐热性，但是其耐老化性不够好，应用性受到限制。
授权公告号为cn104086919b的一篇专利，公开了一种耐高温电力保护管，其原料按重量份数包括：聚氯乙烯100-150份、氯化聚氯乙烯50-100份、玻璃微珠5-15份、丙烯酸脂类橡胶10-25份、蓖麻油酸镧2-6份、原儿茶酸镧1-5份、协同稳定剂2-5份、耐热改性剂20-30份、聚乙烯蜡0.5-1.5份、改性长石5-30份、复合增韧改性剂10-20份、阻燃剂20-60份。该种电力保护管整体性能较好，具备良好的耐腐蚀性、耐老化性、阻燃性、机械强度和韧性等，但是其屏蔽性较差，应用性受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种新型抗击穿电力线缆保护管，该种保护管综合性能优良，应用耐久性好。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种新型抗击穿电力线缆保护管，由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶103份；
4-4’-二硫化二吗啉14份；
铌钇尾矿粉25份；
高铁微珠7份；
羟基丙烯酸树脂8份；
10万粘度hpmc5份；
普利散pl-802.5份；
交联助剂3份；
复合防老剂3份；
复合偶联剂2份。
优选地，上述苯醚撑硅橡胶是由苯撑含量为40％，苯基含量为50％，甲基含量为10％的生胶和苯撑含量为70％，苯基含量为20％，甲基含量为10％的生胶按照质量比(1-2):(2-3)组成的。
优选地，上述交联助剂为过氧化二异丙苯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯三种成分的组合物。
优选地，上述复合防老剂为n-苯基-β-萘胺、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分按照质量比为(3-5):(1-2):(1-2)合并得到的。
优选地，上述复合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、锡偶联ssbr两种成分的组合物。
进一步地，上述保护管的制备方法如下：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为72℃条件下混炼4min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼3min；之后将混炼温度升高至86℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼10min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通6次后，烘箱干燥，静置3h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼8min，薄通5次后，静置10h，最后再次混炼12min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为68℃，真空度为-0.06mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
进一步地，上述苯醚撑硅橡胶是由苯撑含量为40％，苯基含量为50％，甲基含量为10％的生胶和苯撑含量为70％，苯基含量为20％，甲基含量为10％的生胶按照质量比2:3组成的。
进一步地，上述交联助剂为过氧化二异丙苯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯三种成分按照质量比为6:2:3合并得到的。
进一步地，上述复合防老剂为n-苯基-β-萘胺、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分按照质量比为5:2:2合并得到的。
进一步地，上述复合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、锡偶联ssbr两种成分按照质量比为3:2合并得到的。
本发明具有如下的有益效果：本发明的保护管通过对生产原料的巧妙选用及其制备工艺的创造性改进，原料中苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉、铌钇尾矿粉、高铁微珠等成份的协同相互作用，使得成品保护管结构实现了致密性改进，达到了更好的立体网式分子结构，具备了以下特性及优点：
(1)机械性能：拉伸断裂应力可达42mpa以上，拉伸屈服应力可达33mpa以上，断裂标称应变值大，缺口冲击强度高，弹性模量优异，阻燃性能好；
(2)耐候性：耐高温抗冻，脆化温度低，耐环境应力性能好，抗氧化耐老化，耐光色牢度等级高，应用性好，使用寿命长；
(3)电气性能：绝缘性好，电阻率高，抗击穿，防水，耐漏电起痕及电蚀损；
(4)其它性能：电磁屏蔽性能优良，绿色环保、无毒无害，制备简单方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例中的所有原料及其制取成份均可通过公开的市售渠道获得；
实施例1
本实施例涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管及其制备方法，该保护管由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶85份；
4-4’-二硫化二吗啉8份；
铌钇尾矿粉17份；
高铁微珠5份；
羟基丙烯酸树脂6份；
10万粘度hpmc3份；
普利散pl-801.5份；
交联助剂2份；
复合防老剂2份；
复合偶联剂1份。
本实施例中苯醚撑硅橡胶、复合防老剂、复合偶联剂以及交联助剂的选用及制取如下表1所示：
表1
本实施例中保护管的制备方法按照以下大体步骤进行：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为64℃条件下混炼6min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼5min；之后将混炼温度升高至82℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼15min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通4次后，烘箱干燥，静置5h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼10min，薄通3次后，静置14h，最后再次混炼16min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为64℃，真空度为-0.04mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
实施例2
本实施例涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管及其制备方法，该保护管由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶92份；
4-4’-二硫化二吗啉10份；
铌钇尾矿粉19份；
高铁微珠5.5份；
羟基丙烯酸树脂6.5份；
10万粘度hpmc3.5份；
普利散pl-801.8份；
交联助剂2.4份；
复合防老剂2.3份；
复合偶联剂1.4份。
本实施例中苯醚撑硅橡胶、复合防老剂、复合偶联剂以及交联助剂的选用及制取如下表2所示：
表2
本实施例中保护管的制备方法按照以下大体步骤进行：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为66℃条件下混炼5.5min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼4.5min；之后将混炼温度升高至83℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼14min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通4次后，烘箱干燥，静置4.5h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼9.5min，薄通3次后，静置13h，最后再次混炼15min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为65℃，真空度为-0.045mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
实施例3
本实施例涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管及其制备方法，该保护管由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶94份；
4-4’-二硫化二吗啉11份；
铌钇尾矿粉21份；
高铁微珠6份；
羟基丙烯酸树脂7份；
10万粘度hpmc4份；
普利散pl-802份；
交联助剂2.6份；
复合防老剂2.5份；
复合偶联剂1.5份。
本实施例中苯醚撑硅橡胶、复合防老剂、复合偶联剂以及交联助剂的选用及制取如下表3所示：
表3
本实施例中保护管的制备方法按照以下大体步骤进行：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为68℃条件下混炼5min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼4min；之后将混炼温度升高至84℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼13min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通5次后，烘箱干燥，静置4h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼9min，薄通4次后，静置12h，最后再次混炼14min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为66℃，真空度为-0.05mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
实施例4
本实施例涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管及其制备方法，该保护管由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶96份；
4-4’-二硫化二吗啉12份；
铌钇尾矿粉23份；
高铁微珠6.5份；
羟基丙烯酸树脂7.5份；
10万粘度hpmc4.5份；
普利散pl-802.2份；
交联助剂2.8份；
复合防老剂2.7份；
复合偶联剂1.6份。
本实施例中苯醚撑硅橡胶、复合防老剂、复合偶联剂以及交联助剂的选用及制取如下表4所示：
表4
本实施例中保护管的制备方法按照以下大体步骤进行：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为70℃条件下混炼4.5min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼3.5min；之后将混炼温度升高至85℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼12min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通6次后，烘箱干燥，静置3.5h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼8.5min，薄通5次后，静置11h，最后再次混炼13min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为67℃，真空度为-0.055mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
实施例5
本实施例涉及一种新型抗击穿电力线缆保护管及其制备方法，该保护管由以下按重量份计的原料组成：
苯醚撑硅橡胶103份；
4-4’-二硫化二吗啉14份；
铌钇尾矿粉25份；
高铁微珠7份；
羟基丙烯酸树脂8份；
10万粘度hpmc5份；
普利散pl-802.5份；
交联助剂3份；
复合防老剂3份；
复合偶联剂2份。
本实施例中苯醚撑硅橡胶、复合防老剂、复合偶联剂以及交联助剂的选用及制取如下表5所示：
表5
本实施例中保护管的制备方法按照以下大体步骤进行：
步骤1：取苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉以及普利散pl-80，加入至双辊开炼机中，在温度为72℃条件下混炼4min；再加入羟基丙烯酸树脂和10万粘度hpmc混炼3min；之后将混炼温度升高至86℃，依次加入高铁微珠、复合偶联剂、铌钇尾矿粉混炼10min，得混料a；混炼过程中辊筒速比和辊距逐渐变大，且上述双辊开炼机辊筒速比为(1.2-1.4)∶1，辊距为1-5mm；
步骤2：将混料a薄通6次后，烘箱干燥，静置3h，再次输送至开炼机中，依次加入复合防老剂以及交联助剂混炼8min，薄通5次后，静置10h，最后再次混炼12min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为68℃，真空度为-0.06mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可。
对比例1
本对比例涉及一种电力线缆保护管，相对于实施例1，苯醚撑硅橡胶生胶各成分含量有所改变；
本对比例中苯醚撑硅橡胶是由苯撑含量为40％，苯基含量为50％，甲基含量为10％的生胶和苯撑含量为70％，苯基含量为20％，甲基含量为10％的生胶按照质量比1:1组成。
对比例2
本对比例涉及一种电力线缆保护管，相对于实施例2，交联助剂成分不同；
本对比例中交联助剂为硫磺、过氧化二异丙苯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯三种成分按照质量比为2:3:1:1合并得到。
对比例3
本对比例涉及一种电力线缆保护管，相对于实施例3，复合防老剂成分不同；
本对比例中复合防老剂为n-苯基-β-萘胺、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分按照质量比为4:1.5:1.5合并得到。
对比例4
本对比例涉及一种绝缘保护管，相对于实施例4，偶联剂成分不同；
本对比例中偶联剂仅为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
对比例5
本对比例涉及一种电力线缆保护管，相对于实施例5，制备方法不同；
具体的，本对比例保护管的制备方法如下：
步骤1：取原料苯醚撑硅橡胶、4-4’-二硫化二吗啉、铌钇尾矿粉、高铁微珠、羟基丙烯酸树脂、10万粘度hpmc、普利散pl-80、复合防老剂、复合偶联剂，加入至双辊开炼机中，在温度为72℃条件下混炼30min；得混料a；上述双辊开炼机辊筒速比为1.3∶1，辊距为3mm；
步骤2：将混料a薄通6次后，烘箱干燥，静置3h，再次输送至开炼机中，加入交联助剂混炼8min，薄通5次后，静置10h，最后再次混炼12min得混料b，步骤2中开炼机混炼的温度为68℃，真空度为-0.06mpa；
步骤3：将混料b通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥后，经设备硫化、成型即可；对比例6
一种市售常用的电力线缆护套材料，包括以下按重量份计的原料：
氯化聚乙烯100份，硫化剂2-5份，硫化促进剂1.5-3.5份，活性剂4-10份，软化剂20-30份，加工助剂2-8份，稳定剂4-12份，抗氧化剂2.5-5份，阻燃剂6-12份，炭黑15-30份，强威粉20-35份，碳酸钙10-25份。
性能检测
为验证本发明之有益效果，取上述实施例1-5及对比例1-6中的制得的保护管试品进行如下表6和表7的性能项目检测，检测方法及标准具体参照国标文件《gb/t2951-2008》和国家电力行业标准《dl-t376-2010》中的内容，下表中，实施例1-5的保护管试品采用#1-#5表示，对比例1-6的保护管试品采用#6-#11表示。
表6
表7
由上表6和表7可以得出，本发明的保护管在抗氧化老化、机械性能、电气性能以及阻燃抗冻性上提升显著，综合性能更加优良，应用领域场合更加广泛，使用寿命长。
结合本发明之有益效果，申请人对本发明的部分组分及制备方法进行如下阐述：
(一)交联助剂：电力线缆保护管在现有的制备过程中，多采用过氧化二异丙苯进行硫化交联，但是随着材料科学的发展，本发明材料体系对硫化交联需求使得过氧化二异丙苯单成份难以满足，因此，申请人专门针对本发明研制出了一种新型的复配交联助剂，该种交联助剂由过氧化二异丙苯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯三种成分协同并用，能够很好地实现本发明的有益效果及目的，其能使本发明保护管材料内在架构分子链之间快速形成大量、且分布均匀的桥键，构建成的三维立体网状结构致密稳定，配伍其它原料的协同作用，能够显著提高材料的物性和稳定性。若是本发明交联助剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现，且在上述对比例4中有体现。
(二)复合防老剂；首先，n-苯基-β-萘胺、n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺、4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺三种成分均具有不同特点的防老化效果，在现有技术中已经存在有将其单独应用的诸多的事例，但是这三种成分按照质量比为(3-5):(1-2):(1-2)并用的实例并没有，而申请人之所以选择这三种成分是有讲究的，是经过大量实验得出的，n-苯基-β-萘胺具有对有害金属的离子良好的防护效果；n-苯基-n'-异丙基-对苯二胺对臭氧龟裂、屈挠龟裂防护性能较好；而4，4'一双(2，2-二甲基苄基)二苯胺能够高效地提升各类橡胶制品的耐环境应力，因此，当上述防老成分并用时，既能减少其用量又能提高防护效果，发挥各自的防老优势，大大提高硅橡胶保护管的使用寿命，相当适用于本发明的材料体系；若是本发明复合防老剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现，且在上述对比例3中有体现。
(三)复合偶联剂：电力线缆保护管材料常用的偶联剂为硅烷系偶联剂，用于将有机高分子和无机填料反应融合，申请人起初是将乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷单成份作为偶联剂加入到本发明的材料体系中，但是得到的成品保护管有益效果并不理想，因此，申请人又经过了大量的实验，意外地获得了将锡偶联ssbr与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷并用合成的复合偶联剂，该种复合偶联剂取得的有益效果非常突出，远远超过其他种类及组配的偶联剂，它能高效地粘合促进原料中铌钇尾矿粉、高铁微珠填充至聚合物，改善上述填料的物理性能和保护材料界面免受环境应力损害。若是本发明复合偶联剂的成分或/和含量的改变，均会导致本发明的有益效果不能很好的实现，且在上述对比例4中有体现。
当然，因为本发明保护管的设计思路和发明目的之要求，本发明其余组分选择及含量选择显然也是非显而易见的，绝非本领域技术人员结合现有技术即可轻易想到。这在本发明保护管的制备方法上有进一步的体现，结合本发明的实施例可以看到，本发明的制备方法采用三个步骤设计，分批分次加入原料，根据生产材料特性设定工艺参数，步骤简单而有序，而非采用现有技术常规的一次性加入(例如对比例5)，这种工艺是与本发明保护管生产原料组分的特殊配比相适应的，只有采用这种工艺，才能保证保护管材料反应体系的平稳有序进行，保障最后制备出的保护管优异特性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。