[发明专利]一种矿物加热电缆用氧化镁绝缘预制管棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物加热电缆技术领域，具体涉及一种矿物加热电缆用氧化镁绝缘预制管棒的制备方法，使用该方法制备的氧化镁绝缘预制管棒，可以改善直接使用灌装氧化镁粉时存在的易吸湿、灌装密度不均等缺点，有效地改善了氧化镁绝缘层的电绝缘性能，提高了生产效率。

背景技术

氧化镁具有耐高温、电绝缘、高导热、高热膨胀系数、耐碱性好、优良的高温稳定性和抗辐照性能、良好的光透过性等一系列的优点，常被用来作为电热管和矿物加热电缆的电绝缘填充材料。矿物绝缘电缆是将铜导体嵌置在已充分干燥的、紧密质实的氧化镁粉末做为绝缘材料的无缝铜管中做成的电缆。因为整个电缆全部由无机材料构成，它与使用有机绝缘材料的电缆相比，具有突出的耐火、耐高温、耐辐照的特性，其长期使用温度可达500～600℃。主要应用于高温或高腐蚀场所的电力输配电及控制回路的信号传输，如石油、化工、冶金、船舶、核电、航空航天等高温、辐照或高腐蚀领域。除此之外，该电缆由于其结构特点，在许多大型公共建筑，如机场、商业广场等场所消防设备的配电线路中也得到了大量的使用。

目前，矿物电缆通用的制备过程是：将导体（如锰白铜或镍铬材料等）放入金属（如不锈钢或白铜等）护套内，再灌装填入粉状氧化镁绝缘材料,然后通过一系列的拉制和退火工序,可把电缆直径减缩到所要求的尺寸,在拉制过程中,粉末进一步被粉碎压实,使其最终填充密度达到实际结晶密度的75~80%左右，制成矿物绝缘电缆。直接灌装填充氧化镁粉绝缘材料存在以下一些问题：（1）氧化镁粉暴露在空气中，容易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为氢氧化镁或碱式碳酸镁，从而使其电绝缘性能降低，甚至丧失；（2）灌装氧化镁粉的填充密度不高，通常只能达到50%左右，而且填充的均匀性较差，这样给后期的缩管工艺带来较大的困难，需要进行多次的拉拔-退火-再拉拔-再退火的循环生产工艺；（3）直接灌充氧化镁粉的生产效率不高，尤其是对长距离矿物加热电缆的生产无法实现理想的填充密度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种矿物加热电缆用氧化镁绝缘预制管棒的制备方法，使用该方法制备的氧化镁绝缘预制管棒，可以改善直接灌装氧化镁粉时存在的粉体易吸湿、灌装密度不均、灌装效率不高等缺点，有效地改善了氧化镁绝缘层的电绝缘性能，提高了生产效率。且本发明制备工艺简单，成本低，便于工业化生产，有利于推广应用。

本发明技术方案如下：

一种矿物加热电缆用氧化镁绝缘预制管棒的制备方法，该方法包括如下步骤：

1、混料：

首先将氧化镁粉和二氧化硅粉按照氧化镁粉:二氧化硅粉=100:0.5～2的重量比例混合后干法球磨4-12h，得到混合粉末；然后将混合粉末与粘结剂、增塑剂、润滑剂按照混合粉末:粘结剂:增塑剂:润滑剂=100:（5~15）:（1~3）:（1～2）的重量比例混合得到混合料，在真空练泥机中将混合料与蒸馏水（蒸馏水加入量为混合料重量的5～20%）混合炼泥，得到均匀的可塑泥料，密封陈腐24小时；真空练泥机中相对真空度不低于50%；

所述氧化镁粉纯度≥98.0%，铁元素质量含量≤0.05％，粒度≥150目；

所述二氧化硅粉纯度≥99.5％，粒度≥200目；

所述粘结剂为甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等；

所述增塑剂为甘油、聚乙二醇、乙酸三甘醇等；

所述润滑剂为液体石蜡、桐油等。

2、成型：

采用挤出成型工艺，通过更换不同的挤出头，可以挤出不同孔数的管状坯体（如半孔、单孔、2孔、3孔、4孔、5孔、6孔、12孔等），孔数、孔径和管长可根据需要选择；坯体在50-80℃下干燥10-24小时。

3、煅烧：

在空气气氛下，将干燥后的坯体1000～1400℃煅烧1~8小时，得到氧化镁绝缘预制管棒。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明制备的氧化镁预制管棒结构均匀，相对密度为60~80%。使用该氧化镁绝缘管棒具有很好的电绝缘性能，常态绝缘电阻≥1000MΩ，耐压值≥1800V/0.5mAS；在表面功率密度6～15W/cm²时泄露电流≤0.08mA，耐压值≥1800V/0.5mAS；可使用在5000～1200℃温度范围。