[發明專利]用于防水電纜的阻水粉及其制備方法和防水電纜

在審

• 申請號: 202110316980.6
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113053578A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳成州;李萍
• 申請（專利權）人: 上海上力特種電纜有限公司
• 主分類號: H01B7/288
• 分類號: H01B7/288;H01B13/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及電纜加工領域，具體公開了一種用于防水電纜的阻水粉及其制備方法和防水電纜。用于防水電纜的阻水粉由包括如下重量份的原料制成：丙烯酸80?130份、木質素磺酸鹽20?40份、尿素10?30份、高嶺土10?20份、引發劑1?2份和交聯劑0.3?0.7份；其制備方法為：先對丙烯酸中和處理，再對丙烯酸、木質素磺酸鹽和尿素通過引發劑進行引發處理，隨后加入高嶺土和交聯劑超聲反應，反應結束后進行脫水、干燥、破碎制成阻水粉。本申請的防水電纜的防水層使用此阻水粉，能夠在鹽溶液中達到較好的阻水效果。

技術領域

本申請涉及電纜加工領域，更具體地說，它涉及用于防水電纜的阻水粉及其制備方法和防水電纜。

背景技術

防水電纜是能夠在水中正常使用的一類電纜的統稱，常敷設于水下或潮濕處。目前，我國最常用的電纜為交聯聚乙烯絕緣電力電纜(以下簡稱XLPE電纜)，XLPE電纜的生產工藝簡單、機械物理性能優良，但易發生水樹老化，即水分入侵XLPE電纜，且在XLPE電纜的絕緣層產生水樹枝，水樹枝達到一定程度時轉變為電樹枝，電樹枝在運行電壓的影響下對絕緣層造成破壞，縮短XLPE電纜壽命，甚至造成停電等嚴重后果。因此，XLPE電纜敷設在有水環境中時需要具有良好的防水性能。

早期國內外采用改性交聯聚乙烯絕緣料或者在交聯聚乙烯中加入水樹抑制劑的方法抑制水樹枝的產生，這些方法的效果不顯著且成本高昂。后期經過實踐證明，在XLPE電纜的縱向結構上設置防水層能夠達到較好的防水效果。

XLPE電纜的防水層一般位于XLPE電纜的導線與導體屏蔽層之間。防水層一般選擇阻水粉，阻水粉填充在XLPE電纜的導線與導體屏蔽層之間的縫隙中，利用阻水粉的吸水膨脹性進行阻水。當在水分入侵XLPE電纜時，阻水粉迅速吸水并且膨脹，阻斷水分流入XLPE電纜的毛細通道，水分不與導線接觸，起到防水作用。

相關技術中，阻水粉選擇聚丙烯酸型樹脂，聚丙烯酸型樹脂具有較好的吸水性，但其耐鹽性較差。當XLPE電纜應用于海上設備或鹽類化工廠等鹽溶液濃度較高的環境中時，如聚丙烯酸型樹脂浸泡在海水(鹽度為35‰)，聚丙烯酸型樹脂的吸水量僅為100mL/g，膨脹高度僅達到1.6mm/3min，聚丙烯酸型樹脂無法起到較好的潤脹阻斷作用，制得的防水電纜的滲水長度在高達20.9cm，防水電纜在鹽溶液中的防水性能不佳。

發明內容

為了提高防水電纜在鹽溶液中的防水性能，本申請提供一種用于防水電纜的阻水粉及其制備方法和防水電纜。

第一方面，本申請提供的一種用于防水電纜的阻水粉，采用如下的技術方案：

一種用于防水電纜的阻水粉，由包含以下重量份的原料制成：

丙烯酸80-130份

木質素磺酸鹽20-40份

尿素10-30份

高嶺土3-5份

引發劑1-2份

交聯劑0.3-0.7份。

通過采用上述技術方案，引發劑對丙烯酸、木質素磺酸鹽和尿素進行引發后，丙烯酸、木質素磺酸鹽和尿素形成自由基，自由基進行鏈增長聚合，形成預聚物，最終在交聯劑的作用下，預聚物在高嶺土的表面進行交聯改性，丙烯酸、木質素磺酸鹽和尿素受到高嶺土的阻聚作用，形成適度的網絡結構；

同時在超聲作用下高嶺土上的活性位點活化，接枝丙烯酸、木質素磺酸鹽和尿素，高嶺土上電離的離子與交聯網絡上的帶電基團(如磺酸基)共同作用下，使得網絡結構內外的滲透壓增大。采用上述方案得到的阻水粉在海水(鹽度為35‰)吸水量高達380mL/g，膨脹高度達到8.6mm/3min，阻水粉具有較好的抗鹽性，吸水潤漲效果顯著，此阻水粉應用于防水電纜中時，能夠起到較好的潤脹阻斷作用，提高防水電纜在鹽溶液中的防水性能。

優選的，所述丙烯酸、木質素磺酸鹽、尿素和高嶺土的重量比為110:30:20:4。