本發明涉及電纜制備領域，具體地，涉及一種野外耐低溫復合電纜絕緣材料及其制備方法。
背景技術：
電纜的護套大多是絕熱的，其導熱系數一般在0.2w/(m·k)左右，這使得護套在提供絕緣性能的同時，一定程度上阻礙了電纜內部熱量的散失，熱量的聚集會加快護套的老化速度，使得其表面耐磨能力下降，從而縮短電纜的壽命。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種野外耐低溫復合電纜絕緣材料及其制備方法，解決了現有的電纜護套導熱能力較弱，在一定程度上阻礙了電纜內部熱量的散失，熱量的聚集會加快護套的老化速度，使得其表面耐磨能力下降，從而縮短電纜的壽命的問題。
為了實現上述目的，本發明提供了一種野外耐低溫復合電纜絕緣材料，包括第一絕緣套和位于所述第一絕緣套內部且與所述第一絕緣套同軸設置的導熱管，所述導熱管通過多個導熱片與所述第一絕緣套的內壁相連接，使得相鄰的兩個導熱片之間形成有空腔，所述空腔內固定有第二絕緣套，所述第二絕緣套的外壁至少部分與所述導熱片相接觸；
構成所述導熱管的原料至少包括：聚偏乙烯、石蠟、三氧化二鋁和偶聯劑kh550；
所述第一絕緣套和所述第二絕緣套為相同材質，構成其的原料至少包括：醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂、乙酸乙酯、硅藻土、聚乙烯纖維、固化劑和增塑劑。
本發明還提供了一種電纜絕緣材料的制備方法，所述制備方法包括：
1)絕緣套的制備：將醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂和乙酸乙酯混合后進行第一次混煉，第一次混煉的溫度為50-70℃，第一次混煉的時間為20-40min；
第一次混煉結束后依次加入硅藻土、聚乙烯纖維、固化劑和增塑劑進行第二次混煉，第二次混煉的溫度為100-110℃，第二次混煉的時間為15-25min，壓制成型后得到第一絕緣套和第二絕緣套；
2)導熱管的制備：將聚偏乙烯、石蠟、三氧化二鋁和偶聯劑kh550混合后經擠壓成型后得到導熱管；
3)將制得的所述導熱管置于所述第一絕緣套內，將導熱片的一端膠粘在所述導熱管的外壁，另一端膠粘在所述第一絕緣套的內壁，相鄰的兩個導熱片之間形成空腔；
4)將所述第二絕緣套置于所述空腔內，將所述第二絕緣套的外壁與所述導熱片進行膠粘處理，得到電纜絕緣材料。
通過上述技術方案，本發明提供了一種野外耐低溫復合電纜絕緣材料，包括第一絕緣套和位于所述第一絕緣套內部且與所述第一絕緣套同軸設置的導熱管，所述導熱管通過多個導熱片與所述第一絕緣套的內壁相連接，使得相鄰的兩個導熱片之間形成有空腔，所述空腔內固定有第二絕緣套，所述第二絕緣套的外壁至少部分與所述導熱片相接觸；本發明提供的電纜絕緣材料中的第一絕緣套、第二絕緣套和導熱管具備優良的導熱性能，電纜的線芯設置在第二絕緣套內，線芯產生的熱量能夠通過導熱片傳導至第一絕緣套上，并散發至外界，導熱片也能夠產生很好的支撐作用，使得第二絕緣套和第一絕緣套之間形成空腔，利于護套內部熱量的流通，加速熱量的散失，進一步的，第一絕緣套內設置有導熱管，導熱管能夠將線芯產生的熱量平均分布到導熱片上，防止線芯局部產生高溫而對護套產生損傷；本發明還提供了一種電纜絕緣材料的制備方法，該制備方法簡單，原料易得，使得制得的護套散熱能力和機械性能更優，使得其具備一定的耐磨能力。
本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
圖1是本發明提供的電纜絕緣材料的截面示意圖。
附圖標記說明
1-第一絕緣套2-第二絕緣套
3-導熱管4-導熱片
5-空腔
具體實施方式
以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
本發明提供了一種野外耐低溫復合電纜絕緣材料，包括第一絕緣套1和位于所述第一絕緣套1內部且與所述第一絕緣套1同軸設置的導熱管3，所述導熱管3通過多個導熱片4與所述第一絕緣套1的內壁相連接，使得相鄰的兩個導熱片4之間形成有空腔5，所述空腔5內固定有第二絕緣套2，所述第二絕緣套2的外壁至少部分與所述導熱片4相接觸；
構成所述導熱管3的原料至少包括：聚偏乙烯、石蠟、三氧化二鋁和偶聯劑kh550；
所述第一絕緣套1和所述第二絕緣套2為相同材質，構成其的原料至少包括：醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂、乙酸乙酯、硅藻土、聚乙烯纖維、固化劑和增塑劑。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得制得的電纜絕緣材料具備更為優良的散熱能力和耐磨能力，從而提高其能力，相對于100重量份的所述聚偏乙烯，所述石蠟的用量為15-25重量份，所述三氧化二鋁的用量為5-12重量份，所述偶聯劑kh550的用量為2-8重量份；
相對于100重量份的所述醇酸樹脂，所述環氧樹脂的用量為20-40重量份，所述甲酚的用量為5-12重量份，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為25-45重量份，所述丙烯酸樹脂的用量為5-20重量份，所述乙酸乙酯的用量為30-60重量份，所述硅藻土的用量為2-10重量份，所述聚乙烯纖維的用量為2-10重量份，所述固化劑的用量為2-5重量份，所述增塑劑的用量為2-5重量份。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得制得的電纜絕緣材料具備更為優良的散熱能力和耐磨能力，從而提高其能力，所述固化劑為二乙烯三胺和/或間苯二甲胺。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得制得的電纜絕緣材料具備更為優良的散熱能力和耐磨能力，從而提高其能力，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯和環氧甘油三酸酯中的一種或多種。
在本發明的一種優選的實施方式中，在降低生產成本的前提下，為了使得導熱片4能夠更好的導熱，所述導熱片4為銅片和/或鋁片。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得制得的電纜絕緣材料具備更為優良的散熱能力和耐磨能力，所述第一絕緣套1的厚度為5-8mm，所述第二絕緣套2的厚度為2-5mm。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得制得的電纜絕緣材料具備更為優良的散熱能力和耐磨能力，以所述第一絕緣套1的徑截面的面積為基準，所述第二絕緣套2的徑截面的面積占60-70％。
本發明還提供了一種電纜絕緣材料的制備方法，所述制備方法包括：
1)絕緣套的制備：將醇酸樹脂、環氧樹脂、甲酚、丁醇醚化氨基樹脂、丙烯酸樹脂和乙酸乙酯混合后進行第一次混煉，第一次混煉的溫度為50-70℃，第一次混煉的時間為20-40min；
第一次混煉結束后依次加入硅藻土、聚乙烯纖維、固化劑和增塑劑進行第二次混煉，第二次混煉的溫度為100-110℃，第二次混煉的時間為15-25min，壓制成型后得到第一絕緣套1和第二絕緣套2；
2)導熱管的制備：將聚偏乙烯、石蠟、三氧化二鋁和偶聯劑kh550混合后經擠壓成型后得到導熱管3；
3)將制得的所述導熱管3置于所述第一絕緣套1內，將導熱片4的一端膠粘在所述導熱管3的外壁，另一端膠粘在所述第一絕緣套1的內壁，相鄰的兩個導熱片4之間形成空腔5；
4)將所述第二絕緣套2置于所述空腔5內，將所述第二絕緣套2的外壁與所述導熱片4進行膠粘處理，得到電纜絕緣材料。
在本發明的一種優選的實施方式中，為了使得各部件之間能夠牢固粘接，所述制備方法還包括將所述電纜絕緣材料進行烘干，其中，烘干的溫度為50-70℃，烘干的時間為24-36h。
以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例中，聚偏乙烯的重均分子量為4000-6000，醇酸樹脂的重均分子量為7000-8000，環氧樹脂的重均分子量為5000-9000，丁醇醚化氨基樹脂的重均分子量為9000-10000，丙烯酸樹脂的重均分子量為4000-5000。
實施例1
1)絕緣套的制備：將100g醇酸樹脂、20g環氧樹脂、5g甲酚、25g丁醇醚化氨基樹脂、5g丙烯酸樹脂和30g乙酸乙酯混合后進行第一次混煉，第一次混煉的溫度為50℃，第一次混煉的時間為20min；第一次混煉結束后依次加入2g硅藻土、2g聚乙烯纖維、2g二乙烯三胺和2g鄰苯二甲酸二辛酯進行第二次混煉，第二次混煉的溫度為100℃，第二次混煉的時間為15min，壓制成型后得到第一絕緣套1和第二絕緣套2；
2)導熱管的制備：將100g聚偏乙烯、15g石蠟、5g三氧化二鋁和2g偶聯劑kh550混合后經擠壓成型后得到導熱管3；
3)將制得的所述導熱管3置于所述第一絕緣套1內，將導熱片4的一端膠粘在所述導熱管3的外壁，另一端膠粘在所述第一絕緣套1的內壁，相鄰的兩個導熱片4之間形成空腔5；
4)將所述第二絕緣套2置于所述空腔5內，將所述第二絕緣套2的外壁與所述導熱片4進行膠粘處理，得到坯體，將坯體進行烘干(烘干的溫度為50-70℃，烘干的時間為24-36h)得到電纜絕緣材料a1；其中導熱片4為銅片，制得的第一絕緣套1的厚度為5mm，所述第二絕緣套2的厚度為2mm，第二絕緣套2的數量為4個，以第一絕緣套1的徑截面的面積為基準，第二絕緣套2的徑截面的總面積占60％。
實施例2
1)絕緣套的制備：將100g醇酸樹脂、40g環氧樹脂、12g甲酚、45g丁醇醚化氨基樹脂、20g丙烯酸樹脂和60g乙酸乙酯混合后進行第一次混煉，第一次混煉的溫度為70℃，第一次混煉的時間為40min；第一次混煉結束后依次加入10g硅藻土、10g聚乙烯纖維、5g間苯二甲胺和5g偏苯三酸三辛酯進行第二次混煉，第二次混煉的溫度為110℃，第二次混煉的時間為25min，壓制成型后得到第一絕緣套1和第二絕緣套2；
2)導熱管的制備：將100g聚偏乙烯、25g石蠟、12g三氧化二鋁和8g偶聯劑kh550混合后經擠壓成型后得到導熱管3；
3)將制得的所述導熱管3置于所述第一絕緣套1內，將導熱片4的一端膠粘在所述導熱管3的外壁，另一端膠粘在所述第一絕緣套1的內壁，相鄰的兩個導熱片4之間形成空腔5；
4)將所述第二絕緣套2置于所述空腔5內，將所述第二絕緣套2的外壁與所述導熱片4進行膠粘處理，得到坯體，將坯體進行烘干(烘干的溫度為70℃，烘干的時間為36h)得到電纜絕緣材料a2；其中導熱片4為鋁片，制得的第一絕緣套1的厚度為8mm，所述第二絕緣套2的厚度為8mm，第二絕緣套2的數量為4個，以第一絕緣套1的徑截面的面積為基準，第二絕緣套2的徑截面的總面積占70％。
實施例3
1)絕緣套的制備：將100g醇酸樹脂、30g環氧樹脂、8g甲酚、35g丁醇醚化氨基樹脂、12g丙烯酸樹脂和45g乙酸乙酯混合后進行第一次混煉，第一次混煉的溫度為60℃，第一次混煉的時間為30min；第一次混煉結束后依次加入5g硅藻土、6g聚乙烯纖維、3g間苯二甲胺和3g環氧甘油三酸酯進行第二次混煉，第二次混煉的溫度為105℃，第二次混煉的時間為20min，壓制成型后得到第一絕緣套1和第二絕緣套2；
2)導熱管的制備：將100g聚偏乙烯、20g石蠟、8g三氧化二鋁和5g偶聯劑kh550混合后經擠壓成型后得到導熱管3；
3)將制得的所述導熱管3置于所述第一絕緣套1內，將導熱片4的一端膠粘在所述導熱管3的外壁，另一端膠粘在所述第一絕緣套1的內壁，相鄰的兩個導熱片4之間形成空腔5；
4)將所述第二絕緣套2置于所述空腔5內，將所述第二絕緣套2的外壁與所述導熱片4進行膠粘處理，得到坯體，將坯體進行烘干(烘干的溫度為60℃，烘干的時間為30h)得到電纜絕緣材料a3；其中導熱片4為鋁片，制得的第一絕緣套1的厚度為6mm，所述第二絕緣套2的厚度為3mm，第二絕緣套2的數量為4個，以第一絕緣套1的徑截面的面積為基準，第二絕緣套2的徑截面的總面積占65％。
對比例1
按照實施例3的方法進行，不同的是，相對于100g的所述聚偏乙烯，所述石蠟的用量為10g，所述三氧化二鋁的用量為3g，所述偶聯劑kh550的用量為1g；相對于100g的所述醇酸樹脂，所述環氧樹脂的用量為15g，所述甲酚的用量為3g，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為20g，所述丙烯酸樹脂的用量為3g，所述乙酸乙酯的用量為30g，所述硅藻土的用量為1g，所述聚乙烯纖維的用量為1g，所述間苯二甲胺的用量為1g，所述環氧甘油三酸酯的用量為1g；得到電纜絕緣材料d1。
對比例2
按照實施例3的方法進行，不同的是，相對于100g的所述聚偏乙烯，所述石蠟的用量為30g，所述三氧化二鋁的用量為15g，所述偶聯劑kh550的用量為10g；相對于100g的所述醇酸樹脂，所述環氧樹脂的用量為45g，所述甲酚的用量為15g，所述丁醇醚化氨基樹脂的用量為50g，所述丙烯酸樹脂的用量為25g，所述乙酸乙酯的用量為65g，所述硅藻土的用量為12g，所述聚乙烯纖維的用量為12g，所述間苯二甲胺的用量為7g，所述環氧甘油三酸酯的用量為7g；得到電纜絕緣材料d2。
對比例3
按照實施例3的方法進行，不同的是，第一次混煉的溫度為40℃，第一次混煉的時間為15min，第二次混煉的溫度為90℃，第二次混煉的時間為10min；得到電纜絕緣材料d3。
對比例4
按照實施例3的方法進行，不同的是，第一次混煉的溫度為75℃，第一次混煉的時間為45min，第二次混煉的溫度為120℃，第二次混煉的時間為30min；得到電纜絕緣材料d4。
測試例
對制得的電纜絕緣材料a1-a3和d1-d4進行電氣強度、導熱系數和耐磨性能測定；其中，電氣強度按照gb/t1408.1—2006標準進行測定，導熱系數按照astmc518-10標準進行測定。
表1
通過上表數據可以看出在本發明范圍內制得的電纜絕緣材料a1-a3，其具備優良的導熱性能和電性能，因此也具備優良的能力，而在本發明范圍外制得的護套d1-d4，其各方面性能相對較差。
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。