[发明专利]一种深海用超低温耐泥浆电缆及其制备方法

权利要求书

1.一种深海用超低温耐泥浆电缆，包括线芯（9）、内护套（6）、铠装层（3）和外护套（1），所述线芯（9）优选为三根且分布于等边三角形的三个角上，三根线芯（9）外部分别套装有绝缘套（8），三根线芯（9）外部套装有内护套（6），所述内护套（6）外表面设有防火层（5），所述防火层（5）外表面设有耐油层（4），所述耐油层（4）外部设有铠装层（3），所述铠装层（3）外表面设有防水层（2），所述防水层（2）外表面设有外护套（1），所述内护套（6）与三根线芯（9）之间设有填充层（7），其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：未硫化三元乙丙橡胶40-60份、丁腈橡胶30-50份、DOPO 1-3份、聚乙烯蜡2-4份、复配增塑剂3-7份、改性聚乙二醇20-30份，硼酸锌8-16份、改性木质素5-11份、改性陶土6-10份、粉石英5-15份、丁二酸酯1-3份、环氧大豆油1-3份、卵磷脂1-2份。

2.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：未硫化三元乙丙橡胶45-55份、丁腈橡胶35-45份、DOPO 1.5-2.5份、聚乙烯蜡2.5-3.5份、复配增塑剂4-6份、改性聚乙二醇22-28份，硼酸锌10-14份、改性木质素6-10份、改性陶土7-9份、粉石英8-12份、丁二酸酯1.5-2.5份、环氧大豆油1.5-2.5份、卵磷脂1.2-1.8份。

3.根据权利要求2所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述外护套（1）包括以下按照重量份的原料：未硫化三元乙丙橡胶45-55份、丁腈橡胶35-45份、DOPO 1.5-2.5份、聚乙烯蜡2.5-3.5份、复配增塑剂4-6份、改性聚乙二醇22-28份，硼酸锌10-14份、改性木质素6-10份、改性陶土7-9份、粉石英8-12份、丁二酸酯1.5-2.5份、环氧大豆油1.5-2.5份、卵磷脂1.2-1.8份。

4.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述复配增塑剂包括质量比为1-3:1的环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯和癸二酸二辛酯。

5.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述改性聚乙二醇的制备方法如下：所述改性聚乙二醇由聚乙二醇接枝聚合物得到；所述聚合物为聚氨基酸或聚丙烯酸；所述聚乙二醇与聚合物的摩尔比为5-10：1；所述聚氨基酸为聚谷氨酸或聚天冬氨酸。

6.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述改性木质素的制备方法如下：在20-30℃下，将木质素与油酸甲酯以1:0.3-0.7的摩尔比混合，倒入行星球磨机的球磨罐中，加入混合物总量2-4wt％的氢氧化钾作为碱性催化剂，球磨60-80分钟，得到改性木质素。

7.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，所述改性陶土的制备方法如下：所述改性陶土为在弱酸性环境下，采用改性剂对陶土进行表面改性而得；所述改性剂携带有可发生聚合反应的碳碳双键以及可与所述陶土表面的羟基进行结合反应的基团；所述陶土与改性剂的质量比为1：0.005-0.015，所述改性剂为乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧乙基马来酸单酯按质量比1-2:1-3混合而成。

8.根据权利要求1所述的深海用超低温耐泥浆电缆，其特征在于，相邻线芯（9）之间设有连接构件，所述连接构件包括插杆（11）、套筒（12）和第一弹簧（10），所述插杆（11）活动插入套筒（12）内，插杆（11）位于套筒（12）内的一端与套筒（12）之间固定连接有第一弹簧（10），所述插杆（11）和套筒（12）端部与其邻近的线芯（9）铰接，三根线芯（9）中间位置设有第一弹性环（13），所述第一弹性环（13）外壁与连接构件接触，第一弹性环（13）内同心设有第二弹性环（14），所述线芯（9）靠近第一弹性环（13）的一侧固定有活动杆（15），活动杆（15）贯穿第一弹性环（13）并与第二弹性环（14）外壁固定，活动杆（15）上位于线芯（9）和第一弹性环（13）之间套装有第二弹簧（16）。

9.如权利要求8所述的深海用超低温耐泥浆电缆的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1）将若干根镀锡铜丝平均分为19股，然后按照1+6+12的结构进行反向绞合拧成所述线芯（9）；

2）在所述线芯（9）的外部采用煅烧云母带，在成缆绕包设备上进行双层反向绕包，绕包重叠率大于40%；

3）利用高精度挤塑机对绝缘材料进行挤压熔融后经挤出模具定型后均匀包覆在导体外面，绝缘表面应光滑平整，绝缘的切面应无目视可见气孔，绝缘挤制过程中应采用工频火花对绝缘进行缺陷检査，只有通过表面质量、绝缘厚度和火花检査的绝缘线芯（9）才能流转到交联工序；将生产后的绝缘线芯（9）在90-100℃的水中或蒸汽中放置一段时间，在交联剂的作用下，分子由线状结构转化为网状结构，耐低温性能以及抗环境开裂性能得到了较大的提高；

4）在三根线芯（9）之间连接多组连接构件，并将第一弹性环（13）、第二弹性环（14）、活动杆（15）和第二弹簧（16）安装好；

5）根据结构需要，将线（9）内外侧填充填充条，形成填充层（7），然后使用无卤隔氧带扎紧，防止松散；

6）在填充层（7）外表面上通过挤包制得内护套（6）；在内护套（6）外表面通过挤包制得防火层（5）；在防火（5）外表面通过挤包制得耐（4）；

7）在耐油层（4）外表面编织铠装层（3），按照不同的电缆规格，选取合适的镀锡铜丝在髙速编织机上进行编织，编织密度不小于90%；

8）在铠装层（3）外表面通过挤包制得防水层（2）；

9）利用高精度挤塑机对护套材料进行挤压熔融后，经挤出模具定型后均匀包覆在防水层（2）外面，挤压熔融过程中采用电子束对材料进行处理，所述电子束的能量为1-3MeV，吸收剂量为155-165kGy，辐照速度为130-150m/min。