一种防爆抗干扰信号电缆及其制备方法与流程

1.本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种防爆抗干扰信号电缆及其制备方法。


背景技术：

2.电缆是日常生活中常用的用于传导信号和能源的装置，当其在化工、电力、煤气工程、石化、矿山等存在爆炸危险的场合及其它防爆安全要求较高的场合应用时需要具有优良的防爆性能和自动控制信号电缆具有优良的屏蔽性和抗干扰性能。
3.为防止因爆炸引起的风暴冲击波对电缆造成破坏，以及线路和周围设备之间的电磁干扰，现主要采用在电缆内部加金属屏蔽网和金属铠装条，并在外部包覆交联聚乙烯作为护套材料，在实际冲击过程中外部的包覆层容易和铠装条挤压磕碰造成破损，后续会导致金属屏蔽层的直接裸露，也会造成金属屏蔽层的冲击形变，在此基础上极大可能会造成内部线芯的裸露，最终造成实际生产使用的产生安全隐患，。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明提供一种防爆抗干扰信号电缆及其制备方法，通过中央抗拉丝和双层屏蔽层以及铠装结构有效防止电缆弯折损坏，并达到良好的屏蔽效果，同时通过防护电缆料有效保证整体电缆的抗冲击性，提升电缆的使用安全性。
5.为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
6.一种防爆抗干扰信号电缆，包括传导单元，所述传导单元为多组设置，且多组传导单元呈环形缠绕，多组所述传导单元外部设置有外防护层以及外防护层外部设置的屏蔽单元，且屏蔽单元外部设置有外护套；所述传导单元包括内防护层和内防护层内部设置的多根导线；所述屏蔽单元包括直接设置于外防护层外部的第一屏蔽层和第一屏蔽层外部设置的第二屏蔽层，且第二屏蔽层与第一屏蔽层之间设置有多根环形阵列排布的铠装条；所述外防护层与传导单元之间填充设置有第一填充层，第一屏蔽层和第二屏蔽层之间的空隙设置有第二填充层。
7.优选的，所述电缆中央设置有抗拉丝，且多组传导单元环形缠绕于抗拉丝外部呈阵列排布。
8.优选的，所述外防护层内部设置有多个测温光纤，且测温光纤设置于两两相邻的传导单元外部之间，并与外防护层内壁相贴合。
9.防爆抗干扰信号电缆的制备方法包括以下步骤：
10.①
防护电缆料的制备：将高密度聚乙烯混合酚醛树脂和增容剂进行改性后，在加入线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、聚醚酰亚胺、硅烷交联剂、山梨糖醇、抗氧剂、稳定剂、补强剂进行混炼后挤出制得防护电缆料备用；
11.②
导线处理：选择退火后铜线作为导线，将多根导线进行绞合后采用无纺布缠包，后将缠包后的导线外部采用上述防护电缆料进行挤包获得线芯备用；
12.③
防护缠绕：将多根线芯缠绕于中央的抗拉金属丝，且将两根相邻的线芯外侧设置一根测温光纤，后采用聚丙烯填充绳为填充材料填充线芯与测温光纤的空隙，再于整体外部缠绕一层无纺布，后采用上述防护电缆料进行挤包，获得内线缆备用；
13.④
屏蔽层设置：将两层软铜线编织成金属网层设置在内线缆的外部，且两层金属网层之间等距的设置有多根金属铠装条，且两层的金属网层之间的空隙采用聚丙烯填充绳进行排布填充；
14.⑤
挤包定型：在上述屏蔽层外部采用步骤
①
中的防护电缆料进行挤包，得防爆抗干扰信号电缆。
15.优选的，所述步骤
①
中防护电缆料的各组分质量份为：高密度聚乙烯60-70份、酚醛树脂6-10份、增容剂1-3份、线性低密度聚乙烯8-10份、乙烯-丙烯酸共聚物6-8份、聚醚酰亚胺2-4份、硅烷交联剂6-10份、山梨糖醇1-3份、抗氧剂2-3份、补强剂2-3份。
16.优选的，所述步骤
①
中高密度聚乙烯改性的方式为将高密度聚乙烯混合酚醛树脂和增容剂在130-180℃温度下以10r/min的转速搅拌改性40min制得。
17.优选的，所述步骤
①
中对防护电缆料混炼后挤出的方式为先将各原料于140℃温度中混炼30min，后调节温度在180℃继续混炼30min，再于150℃温度下混炼40min，并通过160℃的出口温度进行挤出。
18.优选的，所述步骤
②
中防护电缆料挤包的厚度为0.5
±
0.1mm，步骤
③
中防护电缆料挤包的厚度为0.5
±
0.1mm，步骤
⑤
中防护电缆料挤包的厚度为4.5
±
0.2mm。
19.本发明提供一种防爆抗干扰信号电缆及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
20.(1)本发明采用双层屏蔽层结构，且在两层屏蔽层之间等距设置有多个铠装条，有效保证了电缆的型号屏蔽效果，同时铠装条设置在两层屏蔽层之间，通过与两层屏蔽层的连接保证电缆的抗弯性能同时有效在冲击时分散冲击力，防止屏蔽层形变，同时防止外部和内部材料由于冲击挤压铠装部件造成破损，提升整体电缆的安全性。
21.(2)本发明采用高密度聚乙烯混合酚醛树脂进行共混改性，再与线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、聚醚酰亚胺、硅烷交联剂、山梨糖醇等成分混合，有效提升材料的抗冲击性和韧性，进一步保证电缆的防爆效果。
附图说明：
22.图1为本发明电缆截面示意图。
23.图中：1、传导单元；101、导线；102、内防护层；2、测温光纤；3、抗拉丝；4、第一屏蔽层；5、第二屏蔽层；6、铠装条；7、外护套；8、外防护层；9、第一填充层；10、第二填充层。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1：
26.防护电缆料的制备：
27.(1)将65kg高密度聚乙烯混合8kg酚醛树脂和2份的hdpe-g-mah混合升温至150℃，并以10r/min的转速搅拌改性40min，得改性高密度聚乙烯备用；
28.(2)将上述改性高密度聚乙烯加入9kg线性低密度聚乙烯、7kg乙烯-丙烯酸共聚物、3kg聚醚酰亚胺、8kg甲基三丁酮肟基硅烷、2kg山梨糖醇、2.5kg抗氧剂bht和2.5kg炭黑，混合为混合料；
29.(3)将上述混合料置于混炼机中，升温至140℃进行初步混炼30min，后调节温度至180℃混炼30min，再调节温度至150℃继续混炼40min，最终于160℃温度的出口处挤出得防护电缆料。
30.实施例2：
31.防爆抗干扰信号电缆的制备：
32.①
选择退火后铜线作为导线101，将多根导线进行绞合后采用无纺布缠包，后将缠包后的导线外部采用上述实施例1所制备的防护电缆料进行挤包于导线101外部形成厚度为0.5
±
0.1mm的内防护层102，获得线芯即为传导单元1备用；
33.②
将上述多根线芯缠绕于中央的金属制成的抗拉丝3上，且将两根相邻的线芯外侧设置一根测温光纤2，后采用聚丙烯填充绳为填充材料填充线芯与测温光纤的空隙形成第一填充层9，并于外部整体缠绕一层无纺布，后采用上述实施例1所制得的防护电缆料对其整体进行挤包形成厚度为0.5
±
0.1mm的外防护层8；
34.③
将软铜线编织成金属网设置在外防护层8的外部形成第一屏蔽层4，在第一屏蔽层4外部等距的设置12根金属的铠装条6与第一屏蔽层4固定，后在铠装条6外部继续采用软铜线编织成金属网缠绕形成一层第二屏蔽层5，且第二屏蔽层5内侧与铠装条6外部相固定，并将第一屏蔽层4和第二屏蔽层5之间的空隙采用聚丙烯填充绳进行排布填充形成第二填充层10。
35.④
在第二屏蔽层5外部采用上述实施例1制备的防护电缆料进行挤包获得厚度为4.5
±
0.2mm的外护套7，则制成防爆抗干扰信号电缆。
36.在该电缆受到外部冲击时，冲击力分散到外防护层8上，并通过外防护层8均匀的分散在第二屏蔽层5上，同时通过铠装条6和第一屏蔽层4分散冲击力，防止电缆损坏，并且双层的屏蔽层设置有效降低信号干扰，提升电缆使用的稳定性。
37.对比例1：
38.挤包电缆料的制备：
39.(1)将73kg酚醛树脂和加入9kg线性低密度聚乙烯、7kg乙烯-丙烯酸共聚物、3kg聚醚酰亚胺、8kg甲基三丁酮肟基硅烷、2kg山梨糖醇、2.5kg抗氧剂bht和2.5kg炭黑，混合为混合料；
40.(2)将上述混合料置于混炼机中，升温至140℃进行初步混炼30min，后调节温度至180℃混炼30min，再调节温度至150℃继续混炼40min，最终于160℃温度的出口处挤出得防护电缆料。
41.对比例2：
42.挤包电缆料的制备：
43.(1)将65kg高密度聚乙烯混合8kg酚醛树脂和2份的hdpe-g-mah混合升温至150℃，并以10r/min的转速搅拌改性40min，得改性高密度聚乙烯备用；
44.(2)将上述改性高密度聚乙烯加入16kg线性低密度聚乙烯8kg甲基三丁酮肟基硅烷、2.5kg抗氧剂bht和2.5kg炭黑，混合为混合料；
45.(3)将上述混合料置于混炼机中，升温至140℃进行初步混炼30min，后调节温度至180℃混炼30min，再调节温度至150℃继续混炼40min，最终于160℃温度的出口处挤出得防护电缆料。
46.检测：
47.检测上述实施例1和对比例1-2所制得的电缆料力学性能(拉伸强度、缺口冲击强度分别按gb 1040-79，gb 1043-79进行测试)，结果如下表1所示：
48.表1
49.组别实施例1对比例1对比例2拉伸强度64.6mpa60.3mpa61.2mpa缺口冲击强度19.4kj/m217.3kj/m218.2kj/m250.检测上述实施例1和对比例1-2所制得的电缆料在20℃温度下的体积电阻率(gb/t1410-2006)，低温冲击脆化温度(gb/t5470-2008)和介电强度(gb/t1408.1-2006)，结果如下表2所示：
51.表2
52.组别实施例1对比例1对比例2体积电阻率(ω
·
m)7.6
×
10
13
7.3
×
10
13
7.4
×
10
13
低温冲击脆化温度-30℃通过-30℃通过-30℃通过介电强度(kv/m)292728
53.由上表可知，实施例1制得的电缆料具有良好的抗冲击效果和优越的力学性能。
54.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。