[发明专利]用于防水电缆的阻水粉及其制备方法和防水电缆

说明书

本申请涉及电缆加工领域，具体公开了一种用于防水电缆的阻水粉及其制备方法和防水电缆。用于防水电缆的阻水粉由包括如下重量份的原料制成：丙烯酸80‑130份、木质素磺酸盐20‑40份、尿素10‑30份、高岭土10‑20份、引发剂1‑2份和交联剂0.3‑0.7份；其制备方法为：先对丙烯酸中和处理，再对丙烯酸、木质素磺酸盐和尿素通过引发剂进行引发处理，随后加入高岭土和交联剂超声反应，反应结束后进行脱水、干燥、破碎制成阻水粉。本申请的防水电缆的防水层使用此阻水粉，能够在盐溶液中达到较好的阻水效果。

技术领域

本申请涉及电缆加工领域，更具体地说，它涉及用于防水电缆的阻水粉及其制备方法和防水电缆。

背景技术

防水电缆是能够在水中正常使用的一类电缆的统称，常敷设于水下或潮湿处。目前，我国最常用的电缆为交联聚乙烯绝缘电力电缆(以下简称XLPE电缆)，XLPE电缆的生产工艺简单、机械物理性能优良，但易发生水树老化，即水分入侵XLPE电缆，且在XLPE电缆的绝缘层产生水树枝，水树枝达到一定程度时转变为电树枝，电树枝在运行电压的影响下对绝缘层造成破坏，缩短XLPE电缆寿命，甚至造成停电等严重后果。因此，XLPE电缆敷设在有水环境中时需要具有良好的防水性能。

早期国内外采用改性交联聚乙烯绝缘料或者在交联聚乙烯中加入水树抑制剂的方法抑制水树枝的产生，这些方法的效果不显著且成本高昂。后期经过实践证明，在XLPE电缆的纵向结构上设置防水层能够达到较好的防水效果。

XLPE电缆的防水层一般位于XLPE电缆的导线与导体屏蔽层之间。防水层一般选择阻水粉，阻水粉填充在XLPE电缆的导线与导体屏蔽层之间的缝隙中，利用阻水粉的吸水膨胀性进行阻水。当在水分入侵XLPE电缆时，阻水粉迅速吸水并且膨胀，阻断水分流入XLPE电缆的毛细通道，水分不与导线接触，起到防水作用。

相关技术中，阻水粉选择聚丙烯酸型树脂，聚丙烯酸型树脂具有较好的吸水性，但其耐盐性较差。当XLPE电缆应用于海上设备或盐类化工厂等盐溶液浓度较高的环境中时，如聚丙烯酸型树脂浸泡在海水(盐度为35‰)，聚丙烯酸型树脂的吸水量仅为100mL/g，膨胀高度仅达到1.6mm/3min，聚丙烯酸型树脂无法起到较好的润胀阻断作用，制得的防水电缆的渗水长度在高达20.9cm，防水电缆在盐溶液中的防水性能不佳。

发明内容

为了提高防水电缆在盐溶液中的防水性能，本申请提供一种用于防水电缆的阻水粉及其制备方法和防水电缆。

第一方面，本申请提供的一种用于防水电缆的阻水粉，采用如下的技术方案：

一种用于防水电缆的阻水粉，由包含以下重量份的原料制成：

丙烯酸80-130份

木质素磺酸盐20-40份

尿素10-30份

高岭土3-5份

引发剂1-2份

交联剂0.3-0.7份。

通过采用上述技术方案，引发剂对丙烯酸、木质素磺酸盐和尿素进行引发后，丙烯酸、木质素磺酸盐和尿素形成自由基，自由基进行链增长聚合，形成预聚物，最终在交联剂的作用下，预聚物在高岭土的表面进行交联改性，丙烯酸、木质素磺酸盐和尿素受到高岭土的阻聚作用，形成适度的网络结构；

同时在超声作用下高岭土上的活性位点活化，接枝丙烯酸、木质素磺酸盐和尿素，高岭土上电离的离子与交联网络上的带电基团(如磺酸基)共同作用下，使得网络结构内外的渗透压增大。采用上述方案得到的阻水粉在海水(盐度为35‰)吸水量高达380mL/g，膨胀高度达到8.6mm/3min，阻水粉具有较好的抗盐性，吸水润涨效果显著，此阻水粉应用于防水电缆中时，能够起到较好的润胀阻断作用，提高防水电缆在盐溶液中的防水性能。

优选的，所述丙烯酸、木质素磺酸盐、尿素和高岭土的重量比为110:30:20:4。