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CN108039241A - 一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法 - Google Patents

一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法 Download PDF

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李忠林
乔萍
陈宝华
陈赟
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Abstract

本发明公开了一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法，包括导体、绝缘层、金属屏蔽层、保护层和荧光层，所述导体的外部覆盖有绝缘层，所述绝缘层的外部覆盖有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层的外部覆盖有保护层，所述保护层的外部覆盖有荧光层，所述导体包括铜导线、铝导线和铅导线；本发明通过在保护层中加入二氧化硅、偶联剂、交联剂和防老剂，可以有效提升提升保护层的耐磨性，抗氧化性，耐腐蚀性和耐折性，能有效提升保护层的使用寿命，继而有效提升电缆的使用寿命；荧光层的设置，可以在晚上发出微弱的光芒，便于线路的查找，有效提升使用的方便性；金属屏蔽层的设置，可以有效屏蔽电磁干扰，有效提升信息传递的安全。

Description

一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法
技术领域
本发明涉及电缆制造技术领域，具体为一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法。
背景技术
控制电缆是适用于工矿企业、能源交通部门、供交流额定电压450/750伏以下控制、保护线路等场合使用的聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套控制电缆。现有的控制电缆保护层使用寿命短，同时也不具有电磁屏蔽的功能。
所以，如何设计一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆及制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，包括导体、绝缘层、金属屏蔽层、保护层和荧光层，所述导体的外部覆盖有绝缘层，所述绝缘层的外部覆盖有金属屏蔽层，所述金属屏蔽层的外部覆盖有保护层，所述保护层的外部覆盖有荧光层，所述导体包括铜导线、铝导线和铅导线，所述导体由铜导线、铝导线和铅导线绞合而成。
根据上述技术方案，所述保护层包括以下重量份的原料：异戊橡胶70-80份、顺丁橡胶30-40份、聚醚醚酮4-6份、二氧化硅10-15份、硬脂酸3-6份、偶联剂1-2份、交联剂1-3份和防老剂0.5-1份。
根据上述技术方案，所述偶联剂的制备方法为首先将2.0-3.0重量份的水加热到78-85℃，将0.95-1.15重量份的硫酸铝加入到水中，搅拌混匀；接着将2.55-3.00重量份的2-乙基己基磷酸酯加入到上述硫酸铝溶液中，搅拌的同时将氢氧化钠缓慢加入，调节pH达到5-6.7；再将上述反应物加热至90-100℃，反应30-60min，生成的悬浮物经过滤、干燥后制得中间体；最后将上述制得的中间体加入到载体中，重量比为中间体：载体为8-13：92-87，制得偶联剂。
根据上述技术方案，所述交联剂的制备方法为首先将100g二异丙苯溶于60ml甲苯溶液中，然后加入2g溴化镍粉末，搅拌均匀后倒入反应釜中，加热至130℃，通入氧气1h；得到油状液体为过氧化氢二异丙苯；接着称取合成的过氧化氢二异丙苯20ml溶于10ml甲苯溶液中，加入反应釜中，加热至85℃然后逐滴加入浓硫酸2ml，恒温反应1h；得到有机相，去除溶剂，干燥得到2-羟基异丙基苯；最后称取合成的2-羟基异丙基苯50g，叔丁基过氧化氢60g，酚青蓝2g，溶于100ml水，倒入反应釜中，加热至50℃，然后逐滴滴加浓硝酸溶液3ml，反应1h；水洗3遍，冷却结晶得到交联剂。
根据上述技术方案，所述防老剂的制备方法为首先在反应器中将苯胺、邻甲苯胺按3:1比例混合，搅拌，升温至80-85℃；接着把预热的间苯二酚、5-甲基间苯二酚、三氯化磷、甲苯加入反应器中，持续搅拌升温，在220-260℃进行缩合反应；再接着将反应生成的水在溶剂甲苯的作用下持续导出，直至反应结束；再将将反应液降温，加入氢氧化钠液，中和反应液；接着用热水洗涤，反复多次，直至反应液位中性；最后后蒸馏除水、苯胺、邻甲苯胺及中间成品，得到防老剂。
根据上述技术方案，所述金属屏蔽层采用铝箔线和镀锌铜线编织而成。
一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆的制作方法，包括如下步骤：
1)金属拉丝：通过拉丝机把直径为8mm的铜杆、铝杆和铅杆经过拉丝机拉制为直径为2mm的铜线、铝线和铅线；
2)导线制作：选取适用于截面2.5mm2和适用于美国28AWG线规尺寸的电缆缆芯绞线机，绞线机上设置有19个放线装置，每个放线装置上放置一个电缆放线盘，把19根直径为2mm的铜线、铝线和铅线左向绞合制成截面积为4mm2的导体；
3)绝缘处理：高密度聚乙烯绝缘材料经过挤出机的加工把粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成绝缘层；
4)屏蔽处理：通过编织机将铝箔线和镀锌铜线相互编织在绝缘层的外侧，形成金属屏蔽层；
5)保护层成型：再次通过挤出机的加工把保护层粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成保护层；
6)喷涂荧光层：再将荧光粉通过自动喷涂机均匀的喷涂在保护层的外侧，形成荧光层，烘干后，电缆即可成型。
根据上述技术方案，所述保护层的厚度为2mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在保护层中加入二氧化硅、偶联剂、交联剂和防老剂，可以有效提升提升保护层的耐磨性，抗氧化性，耐腐蚀性和耐折性，能有效提升保护层的使用寿命，继而有效提升电缆的使用寿命；荧光层的设置，可以在晚上发出微弱的光芒，便于线路的查找，有效提升使用的方便性；金属屏蔽层的设置，可以有效屏蔽电磁干扰，有效提升信息传递的安全。
附图说明
图1是本发明的电缆整体结构示意图；
图2是本发明的电缆制备流程方框图；
图中标号：1、导体；2、绝缘层；3、金属屏蔽层；4、保护层；5、荧光层；6、铜导线；7、铝导线；8、铅导线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1：请参阅图1-2，本发明提供一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，包括导体1、绝缘层2、金属屏蔽层3、保护层4和荧光层5，导体1的外部覆盖有绝缘层2，绝缘层2的外部覆盖有金属屏蔽层3，金属屏蔽层3的外部覆盖有保护层4，保护层4的外部覆盖有荧光层5，导体1包括铜导线6、铝导线7和铅导线8，导体1由铜导线6、铝导线7和铅导线8绞合而成。
根据上述技术方案，保护层4包括以下重量份的原料：异戊橡胶70-80份、顺丁橡胶30份、聚醚醚酮4份、二氧化硅10份、硬脂酸3份、偶联剂1份、交联剂1份和防老剂0.5份。
根据上述技术方案，偶联剂的制备方法为首先将2.0-3.0重量份的水加热到78-85℃，将0.95-1.15重量份的硫酸铝加入到水中，搅拌混匀；接着将2.55-3.00重量份的2-乙基己基磷酸酯加入到上述硫酸铝溶液中，搅拌的同时将氢氧化钠缓慢加入，调节pH达到5-6.7；再将上述反应物加热至90-100℃，反应30-60min，生成的悬浮物经过滤、干燥后制得中间体；最后将上述制得的中间体加入到载体中，重量比为中间体：载体为8-13：92-87，制得偶联剂。
根据上述技术方案，交联剂的制备方法为首先将100g二异丙苯溶于60ml甲苯溶液中，然后加入2g溴化镍粉末，搅拌均匀后倒入反应釜中，加热至130℃，通入氧气1h；得到油状液体为过氧化氢二异丙苯；接着称取合成的过氧化氢二异丙苯20ml溶于10ml甲苯溶液中，加入反应釜中，加热至85℃然后逐滴加入浓硫酸2ml，恒温反应1h；得到有机相，去除溶剂，干燥得到2-羟基异丙基苯；最后称取合成的2-羟基异丙基苯50g，叔丁基过氧化氢60g，酚青蓝2g，溶于100ml水，倒入反应釜中，加热至50℃，然后逐滴滴加浓硝酸溶液3ml，反应1h；水洗3遍，冷却结晶得到交联剂。
根据上述技术方案，防老剂的制备方法为首先在反应器中将苯胺、邻甲苯胺按3:1比例混合，搅拌，升温至80-85℃；接着把预热的间苯二酚、5-甲基间苯二酚、三氯化磷、甲苯加入反应器中，持续搅拌升温，在220-260℃进行缩合反应；再接着将反应生成的水在溶剂甲苯的作用下持续导出，直至反应结束；再将将反应液降温，加入氢氧化钠液，中和反应液；接着用热水洗涤，反复多次，直至反应液位中性；最后后蒸馏除水、苯胺、邻甲苯胺及中间成品，得到防老剂。
根据上述技术方案，金属屏蔽层3采用铝箔线和镀锌铜线编织而成。
一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆的制作方法，包括如下步骤：
1)金属拉丝：通过拉丝机把直径为8mm的铜杆、铝杆和铅杆经过拉丝机拉制为直径为2mm的铜线、铝线和铅线；
2)导线制作：选取适用于截面2.5mm2和适用于美国28AWG线规尺寸的电缆缆芯绞线机，绞线机上设置有19个放线装置，每个放线装置上放置一个电缆放线盘，把19根直径为2mm的铜线、铝线和铅线左向绞合制成截面积为4mm2的导体；
3)绝缘处理：高密度聚乙烯绝缘材料经过挤出机的加工把粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成绝缘层；
4)屏蔽处理：通过编织机将铝箔线和镀锌铜线相互编织在绝缘层的外侧，形成金属屏蔽层；
5)保护层成型：再次通过挤出机的加工把保护层粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成保护层；
6)喷涂荧光层：再将荧光粉通过自动喷涂机均匀的喷涂在保护层的外侧，形成荧光层，烘干后，电缆即可成型。
根据上述技术方案，保护层的厚度为2mm。
实施例2：请参阅图1-2，本发明提供一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，包括导体1、绝缘层2、金属屏蔽层3、保护层4和荧光层5，导体1的外部覆盖有绝缘层2，绝缘层2的外部覆盖有金属屏蔽层3，金属屏蔽层3的外部覆盖有保护层4，保护层4的外部覆盖有荧光层5，导体1包括铜导线6、铝导线7和铅导线8，导体1由铜导线6、铝导线7和铅导线8绞合而成。
根据上述技术方案，保护层4包括以下重量份的原料：异戊橡胶80份、顺丁橡胶40份、聚醚醚酮6份、二氧化硅15份、硬脂酸6份、偶联剂2份、交联剂3份和防老剂1份。
根据上述技术方案，偶联剂的制备方法为首先将2.0-3.0重量份的水加热到78-85℃，将0.95-1.15重量份的硫酸铝加入到水中，搅拌混匀；接着将2.55-3.00重量份的2-乙基己基磷酸酯加入到上述硫酸铝溶液中，搅拌的同时将氢氧化钠缓慢加入，调节pH达到5-6.7；再将上述反应物加热至90-100℃，反应30-60min，生成的悬浮物经过滤、干燥后制得中间体；最后将上述制得的中间体加入到载体中，重量比为中间体：载体为8-13：92-87，制得偶联剂。
根据上述技术方案，交联剂的制备方法为首先将100g二异丙苯溶于60ml甲苯溶液中，然后加入2g溴化镍粉末，搅拌均匀后倒入反应釜中，加热至130℃，通入氧气1h；得到油状液体为过氧化氢二异丙苯；接着称取合成的过氧化氢二异丙苯20ml溶于10ml甲苯溶液中，加入反应釜中，加热至85℃然后逐滴加入浓硫酸2ml，恒温反应1h；得到有机相，去除溶剂，干燥得到2-羟基异丙基苯；最后称取合成的2-羟基异丙基苯50g，叔丁基过氧化氢60g，酚青蓝2g，溶于100ml水，倒入反应釜中，加热至50℃，然后逐滴滴加浓硝酸溶液3ml，反应1h；水洗3遍，冷却结晶得到交联剂。
根据上述技术方案，防老剂的制备方法为首先在反应器中将苯胺、邻甲苯胺按3:1比例混合，搅拌，升温至80-85℃；接着把预热的间苯二酚、5-甲基间苯二酚、三氯化磷、甲苯加入反应器中，持续搅拌升温，在220-260℃进行缩合反应；再接着将反应生成的水在溶剂甲苯的作用下持续导出，直至反应结束；再将将反应液降温，加入氢氧化钠液，中和反应液；接着用热水洗涤，反复多次，直至反应液位中性；最后后蒸馏除水、苯胺、邻甲苯胺及中间成品，得到防老剂。
根据上述技术方案，金属屏蔽层3采用铝箔线和镀锌铜线编织而成。
一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆的制作方法，包括如下步骤：
1)金属拉丝：通过拉丝机把直径为8mm的铜杆、铝杆和铅杆经过拉丝机拉制为直径为2mm的铜线、铝线和铅线；
2)导线制作：选取适用于截面2.5mm2和适用于美国28AWG线规尺寸的电缆缆芯绞线机，绞线机上设置有19个放线装置，每个放线装置上放置一个电缆放线盘，把19根直径为2mm的铜线、铝线和铅线左向绞合制成截面积为4mm2的导体；
3)绝缘处理：高密度聚乙烯绝缘材料经过挤出机的加工把粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成绝缘层；
4)屏蔽处理：通过编织机将铝箔线和镀锌铜线相互编织在绝缘层的外侧，形成金属屏蔽层；
5)保护层成型：再次通过挤出机的加工把保护层粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成保护层；
6)喷涂荧光层：再将荧光粉通过自动喷涂机均匀的喷涂在保护层的外侧，形成荧光层，烘干后，电缆即可成型。
根据上述技术方案，保护层的厚度为2mm
基于上述，本发明的优点在于，本发明通过在保护层4中加入二氧化硅、偶联剂、交联剂和防老剂，可以有效提升提升保护层的耐磨性，抗氧化性，耐腐蚀性和耐折性，能有效提升保护层的使用寿命，继而有效提升电缆的使用寿命；荧光层5的设置，可以在晚上发出微弱的光芒，便于线路的查找，有效提升使用的方便性；金属屏蔽层的设置，可以有效屏蔽电磁干扰，有效提升信息传递的安全。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，包括导体(1)、绝缘层(2)、金属屏蔽层(3)、保护层(4)和荧光层(5)，其特征在于：所述导体(1)的外部覆盖有绝缘层(2)，所述绝缘层(2)的外部覆盖有金属屏蔽层(3)，所述金属屏蔽层(3)的外部覆盖有保护层(4)，所述保护层(4)的外部覆盖有荧光层(5)，所述导体(1)包括铜导线(6)、铝导线(7)和铅导线(8)，所述导体(1)由铜导线(6)、铝导线(7)和铅导线(8)绞合而成。
2.根据权利要求1的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，其特征在于：所述保护层(4)包括以下重量份的原料：异戊橡胶70-80份、顺丁橡胶30-40份、聚醚醚酮4-6份、二氧化硅10-15份、硬脂酸3-6份、偶联剂1-2份、交联剂1-3份和防老剂0.5-1份。
3.根据权利要求2的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，其特征在于：所述偶联剂的制备方法为首先将2.0-3.0重量份的水加热到78-85℃，将0.95-1.15重量份的硫酸铝加入到水中，搅拌混匀；接着将2.55-3.00重量份的2-乙基己基磷酸酯加入到上述硫酸铝溶液中，搅拌的同时将氢氧化钠缓慢加入，调节pH达到5-6.7；再将上述反应物加热至90-100℃，反应30-60min，生成的悬浮物经过滤、干燥后制得中间体；最后将上述制得的中间体加入到载体中，重量比为中间体：载体为8-13：92-87，制得偶联剂。
4.根据权利要求2的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，其特征在于：所述交联剂的制备方法为首先将100g二异丙苯溶于60ml甲苯溶液中，然后加入2g溴化镍粉末，搅拌均匀后倒入反应釜中，加热至130℃，通入氧气1h；得到油状液体为过氧化氢二异丙苯；接着称取合成的过氧化氢二异丙苯20ml溶于10ml甲苯溶液中，加入反应釜中，加热至85℃然后逐滴加入浓硫酸2ml，恒温反应1h；得到有机相，去除溶剂，干燥得到2-羟基异丙基苯；最后称取合成的2-羟基异丙基苯50g，叔丁基过氧化氢60g，酚青蓝2g，溶于100ml水，倒入反应釜中，加热至50℃，然后逐滴滴加浓硝酸溶液3ml，反应1h；水洗3遍，冷却结晶得到交联剂。
5.根据权利要求2的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，其特征在于：所述防老剂的制备方法为首先在反应器中将苯胺、邻甲苯胺按3:1比例混合，搅拌，升温至80-85℃；接着把预热的间苯二酚、5-甲基间苯二酚、三氯化磷、甲苯加入反应器中，持续搅拌升温，在220-260℃进行缩合反应；再接着将反应生成的水在溶剂甲苯的作用下持续导出，直至反应结束；再将将反应液降温，加入氢氧化钠液，中和反应液；接着用热水洗涤，反复多次，直至反应液位中性；最后后蒸馏除水、苯胺、邻甲苯胺及中间成品，得到防老剂。
6.根据权利要求1的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆，其特征在于：所述金属屏蔽层(3)采用铝箔线和镀锌铜线编织而成。
7.一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)金属拉丝：通过拉丝机把直径为8mm的铜杆、铝杆和铅杆经过拉丝机拉制为直径为2mm的铜线、铝线和铅线；
2)导线制作：选取适用于截面2.5mm2和适用于美国28AWG线规尺寸的电缆缆芯绞线机，绞线机上设置有19个放线装置，每个放线装置上放置一个电缆放线盘，把19根直径为2mm的铜线、铝线和铅线左向绞合制成截面积为4mm2的导体；
3)绝缘处理：高密度聚乙烯绝缘材料经过挤出机的加工把粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成绝缘层；
4)屏蔽处理：通过编织机将铝箔线和镀锌铜线相互编织在绝缘层的外侧，形成金属屏蔽层；
5)保护层成型：再次通过挤出机的加工把保护层粒状塑料加温变成粘流态，在机筒及机头压力的作用下获得形变，再经过机头的模具形成环状包覆在导体的周围，形成保护层；
6)喷涂荧光层：再将荧光粉通过自动喷涂机均匀的喷涂在保护层的外侧，形成荧光层，烘干后，电缆即可成型。
8.根据权利要求7的一种石化监控系统智能化机器人用控制电缆的制作方法，其特征在于：所述保护层的厚度为2mm。
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