一种耐寒型数据传输电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种耐寒型数据传输电缆。
背景技术
近年来，电线电缆的品种发展呈现出多样化趋势，已经从单纯的电力传输功能向多功能转变，即根据不同用途分别被附加了新的特性，例如：低烟无卤、低烟低卤、耐寒、防水、防鼠、防白蚁等，在某些特殊场合，甚至需要电缆具备两种或多种以上的综合特性。
在我国北方及西部等高寒地区，冬季温度低、时间长、昼夜温差大。如新疆最低温度-40℃，宁夏最低温度-33℃，山西最低温度-28℃，局部地区最低温度达到-44.8℃。这些地区的电缆低温性能要求很高，尤其是在户外敷设的电缆，必须能够承受-30℃、-40℃或-50℃的低温，否则电缆外护套就可能在低温下脆化破裂，从而严重缩短电缆的使用寿命，影响电力的正常供应，而按照我国国家标准生产的电缆只能保证在-15℃下正常使用。近年来，众多客户在电缆的技术协议中增添耐寒要求。客户在电缆技术要求中明确规定电缆须具备，耐寒指标应满足最低运行温度-50℃，并且在温度不低于-15℃时无需预热即敷设安装。由此可见，客户对耐寒类电缆已提出了更高的要求。
目前，现有电缆产品结构为缆芯绕包聚酯带、裸铜丝编织和无卤低烟阻燃外护套，产品圆整度差，整根电缆的机械强度低，敷设时经常有压扁、拉断的现象；耐寒性能不佳，在严寒低温敷设或者使用时，经常有护套开裂的情况产生。通常，采用加入增塑剂的方法，以达到改良其耐寒性能的目的。但是，小分子增塑剂容易在橡胶材料内发生迁移，使用一段时间后会析出，而大分子增塑剂与橡胶材料相容性较差，并不能显著提高其耐寒性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐寒型数据传输电缆，其耐寒等级可以达到-70℃，有效解决现有产品敷设时压扁、拉断及在严寒地区敷设、使用时护套开裂的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下所述的技术方案：
本发明提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合导体与填充绳组成的缆芯、依次包裹于所述缆芯外侧的耐寒包带层、耐寒内套层、金属编织层以及耐寒外护套；所述绞合导体表面设有绝缘层，所述耐寒内套层与耐寒外护套的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-25％，所述1,4-聚丁二烯橡胶为顺式1,4-聚丁二烯橡胶。
顺式1,4-聚丁二烯橡胶，也叫顺丁橡胶，其弹性高，玻璃化温度低至-105℃，是通用橡胶中耐低温性能最好的一种；硫化后的耐磨性能、耐屈挠性和耐老化性优异；并且与其它橡胶的相容性好，易与天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。甲基乙烯基苯基硅橡胶是在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节(或甲基苯基硅氧烷链节)而制成的，其弹性好，耐老化和电气绝缘性能优异，耐低温性能可达-110℃。
本发明将顺式1,4-聚丁二烯橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶这两种橡胶并用，作为电缆料的主体，使得得到的护套料具有极其优异的耐低温性能(可达-70℃)，无需使用耐低温增塑剂，也就避免了小分子增塑剂析出导致的耐寒性能下降，以及大分子增塑剂与橡胶主体相容性差的缺陷。
本发明中使用的顺式1,4-聚丁二烯橡胶本身具有与其他橡胶很好的相容性，从而保证了其与甲基乙烯基苯基硅橡胶并用后的性能。同时为了进一步提高两种橡胶料之间的相容性，本发明在配方中引入了10-30份低密度现象聚乙烯(LLDPE)，LLDPE自身的碳链结构使得其与顺式1,4-聚丁二烯橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶均具有很好的亲和性，能够作为顺式1,4-聚丁二烯橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶的相容剂，起到进一步提高相容性的作用。
虽然顺式1,4-聚丁二烯橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶弹性及其他性能优异，但是撕裂强度和拉伸强度较低，造成并用后的力学性能较差。而LLDPE强度高、韧性好，具有良好的耐环境应力开裂性、耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，将其引入配方中，能够起到对护套料增强的作用，提高护套的强度，防止电缆敷设时被压扁、拉断。此外，LLDPE也具有耐寒性好的优点，其加入不会造成电缆料耐寒温度明显的降低。
本发明中，将甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量限定为5-25％，是为了保证其具有良好的耐低温性能和阻燃性能，以及不错的加工性能。当苯基含量高于25％时，加工性能较差，限制了应用。优选地，苯基含量为5-15％，更优选地为5-10％。
进一步地，所述耐寒包带层为PE膜、PP膜或PU膜。
进一步地，所述绞合导体为铜导体；进一步地，所述金属编织层为铜丝编织层。
进一步地，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷中的一种或多种，优选为过氧化二异丙苯或二叔丁基过氧化二异丙苯。
进一步地，所述助交联剂选自N-N间苯撑双马来酰亚胺、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基三聚异氰脲酸酯和二甲基丙烯酸乙烯酯中一种或几种，优选为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
进一步地，所述防老剂选自防老剂D、防老剂MB、防老剂DNP中一种或多种。
进一步地，所述耐寒内套层与耐寒外护套的原料中还包括1-5份无机增强填料；
所述无机增强填料可选自白炭黑、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅藻土、云母粉中的一种或多种，优选为白炭黑。
进一步地，所述耐寒内套层与耐寒外护套的原料中还包括3-8份阻燃剂；
所述阻燃剂可为无机阻燃剂和/或磷系阻燃剂和/或氮系阻燃剂；
所述无机阻燃剂可选自氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑中的一种或至少两种的组合；
所述磷系阻燃剂可选自磷酸盐、次磷酸盐、次磷酸酯、苯基次磷酸盐、二烷基次磷酸盐、多聚磷酸铵中的一种或至少两种的组合；
所述氮系阻燃剂可选自三聚氰胺、双氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐中的一种或至少两种的组合。
进一步地，为了提高无机阻燃剂在橡胶主体中的分散性，优选地所述耐寒内套层与耐寒外护套的原料中还包括0.5-1份的偶联剂。
所述偶联剂可为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。优选地所述偶联剂为硅烷偶联剂，其不仅能够提高无机阻燃剂在橡胶主体中的分散性，而且其分子中的硅氧烷基团与甲基乙烯基苯基硅橡胶具有良好的亲和性，而有机官能基与顺式1,4-聚丁二烯橡胶具有亲和性，因此能够在一定程度上起到增强两种橡胶料相容性的作用。
进一步地，所述耐寒内套层与耐寒外护套的耐寒等级达到-70℃。
进一步地，所述耐寒内套层与耐寒外护套的原料可采用以下步骤制备而得到：
按照配比将各原料加入到混炼机中，于55℃-70℃下混炼5-20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的耐寒型数据传输电缆，其耐寒内套层与耐寒外护套的原料选用顺式1,4-聚丁二烯橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶这两种耐寒性能及其优异的橡胶料并用，再配合低密度线性聚乙烯及其他助剂，在不使用任何耐寒增塑剂的情况下，能够达到-70℃的耐寒等级。
2.本发明的耐寒型数据传输电缆，具有结构圆整、高强度、高耐寒的特性，产品耐寒等级可以达到-70℃，有效解决现有产品敷设时压扁、拉断及在严寒地区敷设、使用护套开裂的问题，有利于提高产品的数据传输性能；该电缆可用于铁路系统，能够保障铁路列车的行车安全，降低铁路系统的维护成本。
附图说明
图1是本发明的耐寒性数据传输电缆的截面结构示意图；
其中：1、绞合铜导体；2、绝缘层；3、耐寒包带层；4、耐寒内套层；5、铜丝编织层；6、耐寒护套层；7、填充绳。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
参见图1，本实施例提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合铜导体1与填充绳7组成的缆芯、依次包裹于缆芯外侧的耐寒包带层3、耐寒内套层4、铜丝编织层5以及耐寒外护套6；其中，绞合铜导体1表面设有绝缘层2，耐寒包带层3为PE膜，耐寒内套层4与耐寒外护套6的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-10％。
上述耐寒内套层与耐寒外护套原料的制备工艺如下：
采用硅烷偶联剂对白炭黑和氢氧化镁进行偶联处理，然后将偶联处理的白炭黑和氢氧化镁与其他组分一起加入开炼机中，于60℃下混炼20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
实施例2
本实施例提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合铜导体与填充绳组成的缆芯、依次包裹于缆芯外侧的耐寒包带层、耐寒内套层、铜丝编织层以及耐寒外护套；其中，绞合铜导体的表面设有绝缘层，耐寒包带层为PP膜，耐寒内套层与耐寒外护套的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-10％。
上述耐寒内套层与耐寒外护套原料的制备工艺如下：
采用硅烷偶联剂对白炭黑和氢氧化镁进行偶联处理，然后将偶联处理的白炭黑和氢氧化镁与其他组分一起加入开炼机中，于60℃下混炼20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
实施例3
本实施例提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合铜导体与填充绳组成的缆芯、依次包裹于缆芯外侧的耐寒包带层、耐寒内套层、铜丝编织层以及耐寒外护套；其中，绞合铜导体的表面设有绝缘层，耐寒包带层为PU膜，耐寒内套层与耐寒外护套的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-10％。
上述耐寒内套层与耐寒外护套原料的制备工艺如下：
采用硅烷偶联剂对白炭黑和氢氧化镁进行偶联处理，然后将偶联处理的白炭黑和氢氧化镁与其他组分一起加入开炼机中，于60℃下混炼20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
实施例4
本实施例提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合铜导体与填充绳组成的缆芯、依次包裹于缆芯外侧的耐寒包带层、耐寒内套层、铜丝编织层以及耐寒外护套；其中，绞合铜导体的表面设有绝缘层，耐寒包带层为PE膜，耐寒内套层与耐寒外护套的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-10％。
上述耐寒内套层与耐寒外护套原料的制备工艺如下：
采用硅烷偶联剂对白炭黑和氢氧化镁进行偶联处理，然后将偶联处理的白炭黑和氢氧化镁与其他组分一起加入开炼机中，于60℃下混炼20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
实施例5
本实施例提供了一种耐寒型数据传输电缆，包括由绞合铜导体与填充绳组成的缆芯、依次包裹于缆芯外侧的耐寒包带层、耐寒内套层、铜丝编织层以及耐寒外护套；其中，绞合铜导体的表面设有绝缘层，耐寒包带层为PE膜，耐寒内套层与耐寒外护套的原料包括按重量份计的如下组分：
其中，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶中苯基的含量为5-10％。
上述耐寒内套层与耐寒外护套原料的制备工艺如下：
采用硅烷偶联剂对白炭黑和氢氧化镁进行偶联处理，然后将偶联处理的白炭黑和氢氧化镁与其他组分一起加入开炼机中，于60℃下混炼20min，接着将混炼好的混合料转移到双螺杆挤出机中，在180-220℃下进行挤出造粒。
分别根据GB/T 531.1-2008、GB/T528-2009、HG/T 3866-2008、UL94-2003标准测定本发明实施例1-5的耐寒内套层与耐寒外护套原料的邵氏硬度、拉伸性能、耐寒性能和阻燃性能，检测结果见下表1。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
