一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]酚醛樹(shù)脂是一種使用廣泛的熱固性樹(shù)脂，它具有很多良好的性能，如力學(xué)強(qiáng)度較強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定、良好的耐高溫性、優(yōu)良的電絕緣性，以及樹(shù)脂本身固有的阻燃性、發(fā)煙率較低以及耐燒蝕性等。
[0003]石墨烯是由單層片層的碳原子緊密排列組成，晶格的結(jié)構(gòu)類似于單層二維蜂窩狀。目前，石墨烯材料是世界上公認(rèn)的最輕薄的二維材料，具有非常優(yōu)異的性能，如:超大的比表面積，優(yōu)異的機(jī)械性能，較低的摩擦系數(shù)以及較高的熱導(dǎo)率。在合成石墨烯的過(guò)程中，出現(xiàn)了一種重要的石墨烯衍生物材料，這就是氧化石墨烯。氧化石墨烯的片層擁有很多的含氧基團(tuán)，并且這些基團(tuán)大部分具有親水性，因此氧化石墨烯有著優(yōu)良的加工性以及與聚合物較好的相容性。雖然，氧化石墨烯表面大量的含氧官能團(tuán)使得其導(dǎo)電性遠(yuǎn)比石墨烯的導(dǎo)電性差，但是，氧化石墨烯能較好的分散于水相體系中，因此不但能提高與聚合物的溶解性能，還能夠與聚合物、有機(jī)分子復(fù)合成全新的功能納米復(fù)合材料。因此，氧化石墨稀作為一種新型增強(qiáng)材料有著廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。
[0004]氣相二氧化硅(S12)是一種白色蓬松粉末，多孔性、無(wú)毒、耐高溫，是極其重要的無(wú)機(jī)新材料之一，其粒徑小，比表面積大、表面吸附力強(qiáng)、在基體樹(shù)脂中分散性好，對(duì)許多聚合物材料都有增強(qiáng)增韌作用，且可以提高材料的耐熱性。
[0005]隨著我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，電纜被用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的各個(gè)方面，人們對(duì)高溫電纜和耐高溫電纜材料的性能提出了更高的要求，單一耐高溫性能的電纜和電纜材料已經(jīng)不能滿足人們對(duì)電纜的需求，因此電纜和電纜用材料必須向著功能化和多元化方向發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜，本發(fā)明抗沖擊性能好、韌性高、抗撕裂能力強(qiáng)，阻燃性能好，耐高溫性能強(qiáng)，導(dǎo)熱性能好。
[0007]本發(fā)明提出的一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜，其包括導(dǎo)電纜芯、內(nèi)防護(hù)套和外防護(hù)套，內(nèi)防護(hù)套包覆導(dǎo)電纜芯，外防護(hù)套包覆內(nèi)防護(hù)套，外防護(hù)套的周緣設(shè)有利于高溫散熱的螺旋式纏繞于外防護(hù)套周緣的褶皺形紋理；
[0008]其中，外防護(hù)套的原料按重量份包括:改性酚醛樹(shù)脂100-120份，炭黑20-30份，滑石粉20-30份，硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂20-40份，微膠囊化紅磷9-11份，氣相二氧化硅4_6份，環(huán)氧脂肪酸甲酯20-30份，環(huán)氧大豆油20-30份，過(guò)氧化二異丙苯1-1.6份，二月桂酸二丁基錫0.4-0.6份，乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1份，稀土穩(wěn)定劑2-3份，硬脂酸鋅2_3份，抗氧劑1076 0.2-0.4份，抗氧劑DNP 0.5-0.7份，硬脂酸0.5-1.5份，聚乙烯蠟1-3份；
[0009]其中，改性酚醛樹(shù)脂的制備方法如下:將間苯二酚、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6_9wt%的糠醛溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23-27wt %的氨水混合均勻得到混合物A ;加入氧化石墨烯，升溫至45-550C，超聲分散均勻，加入以間苯二酚重量為基準(zhǔn)的2wt %的草酸，升溫至80-85°C，保溫4-4.5h得到混合物B ;將十二烷基三甲氧基硅烷加入到以十二烷基三甲氧基硅烷的重量為基準(zhǔn)6倍的乙醇中溶解得到溶液C ;將溶液C加入混合物B中，調(diào)節(jié)溫度為80-85°C，保溫2-2.5h，過(guò)濾，升溫至90-10(TC，干燥得到改性酚醛樹(shù)脂。
[0010]優(yōu)選地，外防護(hù)套的原料按重量份包括:改性酚醛樹(shù)脂100-120份，炭黑23-27份，滑石粉23-27份，硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂25-35份，微膠囊化紅磷9.5-10.5份，氣相二氧化硅
4.5-5.5份，環(huán)氧脂肪酸甲酯22-28份，環(huán)氧大豆油22-28份，過(guò)氧化二異丙苯1.2-1.4份，二月桂酸二丁基錫0.45-0.55份，乙烯基三乙氧基硅烷0.6-0.8份，稀土穩(wěn)定劑2.3-2.7份，硬脂酸鋅2.3-2.7份，抗氧劑1076 0.25-0.35份，抗氧劑DNP 0.55-0.65份，硬脂酸
0.8-1.2份，聚乙烯蠟1.5-2.5份。
[0011]優(yōu)選地，間苯二酚和糠醛的摩爾比為1:1.15-1.25。
[0012]優(yōu)選地，氨水和間苯二酸的重量比為5-7:100。
[0013]優(yōu)選地，氧化石墨烯和混合物A的重量比為0.25-0.5:100。
[0014]優(yōu)選地，十二烷基三甲氧基硅烷和混合物B的重量比為4.5-5.5:100。
[0015]優(yōu)選地，改性酚醛樹(shù)脂的制備方法如下:將間苯二酚、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7_8wt%的糠醛溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24_26wt%的氨水混合均勻得到混合物A ;加入氧化石墨烯，升溫至48-520C，超聲分散均勻，加入以間苯二酚重量為基準(zhǔn)的2wt %的草酸，升溫至82-83°C，保溫4.2-4.3h得到混合物B，其中，間苯二酚和糠醛的摩爾比為1:1.18-1.22，氨水和間苯二酚的重量比為5.5-6.5:100，氧化石墨烯和混合物A的重量比為0.4-0.5:100 ;將十二烷基三甲氧基硅烷加入到以十二烷基三甲氧基硅烷的重量為基準(zhǔn)6倍的乙醇中溶解得到溶液C ;將溶液C加入混合物B中，調(diào)節(jié)溫度為82-84°C，保溫2.2-2.3h，過(guò)濾，升溫至93_97°C，干燥得到改性酚醛樹(shù)脂，其中，十二烷基三甲氧基硅烷和混合物B的重量比為4.8-5.2:100。
[0016]上述耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜中外防護(hù)套的制備方法如下:將改性酚醛樹(shù)脂投入密煉機(jī)中，升溫至140°C，以150r/min的速度密煉Smin后得到樹(shù)脂主料；依次將炭黑、滑石粉、硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂、微膠囊化紅磷、氣相二氧化硅、環(huán)氧脂肪酸甲酯、環(huán)氧大豆油、稀土穩(wěn)定劑、硬脂酸鋅、抗氧劑1076、抗氧劑DNP、硬脂酸和聚乙烯蠟加入含有樹(shù)脂主料的密煉機(jī)中，調(diào)節(jié)溫度為140°C，以150r/min的速度密煉15min后，繼續(xù)加入過(guò)氧化二異丙苯、二月桂酸二丁基錫和乙烯基三乙氧基硅烷，調(diào)節(jié)溫度為140°C，以150r/min的速度密煉1min經(jīng)雙螺旋桿擠出機(jī)擠出得到耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜的外防護(hù)套。
[0017]本發(fā)明選用氧化石墨烯對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改性，合成酚醛樹(shù)脂是以水相為體系，而氧化石墨烯在水中也有非常好的分散性，因此氧化石墨烯能均勻的分散在酚醛樹(shù)脂中，又因氧化石墨烯本身具有很大的比表面積且含有大量含氧官能團(tuán)，插層在酚醛樹(shù)脂之間，與酚醛樹(shù)脂分子主鏈上大量的-OH基通過(guò)氫鍵相互作用，從而增強(qiáng)界面作用力，大大加強(qiáng)了本發(fā)明的韌性和抗撕裂能力；氧化石墨烯分子內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌，當(dāng)施加外力于氧化石墨烯時(shí)，碳原子面會(huì)彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來(lái)適應(yīng)外力，從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進(jìn)一步增加本發(fā)明的韌性，降低硬度；氧化石墨烯具有低摩擦系數(shù)及自潤(rùn)滑性，加入酚醛樹(shù)脂中可以降低本發(fā)明的摩擦系數(shù)；選用十二烷基三甲氧基硅烷進(jìn)一步改性酚醛樹(shù)脂，十二烷基三甲氧基硅烷可與酚醛樹(shù)脂上的-0H、氧化石墨烯上的含氧官能團(tuán)相互結(jié)合形成S1-O-C鍵，增加鍵能，從而大大增加了本發(fā)明的耐熱性；外防護(hù)套的周緣設(shè)有利于高溫散熱的褶皺形的紋理可以增大外防護(hù)套的表面積，加速熱量與空氣進(jìn)行熱交換，有利于熱量擴(kuò)散，增加本發(fā)明的耐熱性和導(dǎo)熱性；氧化石墨烯、酚醛樹(shù)脂、十二烷基三甲氧基硅烷三者通過(guò)物理化學(xué)鍵合形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增加了本發(fā)明的抗沖擊性能、韌性和抗撕裂性能；硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂不僅具有阻燃性能，而且能均勻的分散在改性酚醛樹(shù)脂中增加本發(fā)明的抗撕裂、抗沖擊等機(jī)械性能；微膠囊化紅磷、氣相二氧化硅和硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂協(xié)同作用，進(jìn)一步加強(qiáng)其阻燃作用，且氣相二氧化硅可以增加本發(fā)明的耐熱性能；過(guò)氧化二異丙苯、二月桂酸二丁基錫和乙烯基三乙氧基硅烷可使改性酚醛樹(shù)脂交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與氧化石墨烯、酚醛樹(shù)脂、十二烷基三甲氧基硅烷三者形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互交錯(cuò)，增加本發(fā)明的抗沖擊性能、抗撕裂性能；炭黑、滑石粉、硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂、微膠囊化紅磷、氣相二氧化硅、環(huán)氧脂肪酸甲酯、環(huán)氧大豆油、稀土穩(wěn)定劑、硬脂酸鋅、抗氧劑1076、抗氧劑DNP、硬脂酸和聚乙烯蠟可以分散在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，增加本發(fā)明機(jī)械性能；炭黑和滑石粉作為填充劑，增加本發(fā)明的機(jī)械性能；環(huán)氧脂肪酸甲酯和環(huán)氧大豆油可以和酚醛樹(shù)脂相互作用增加本發(fā)明的韌性，并且和稀土穩(wěn)定劑、硬脂酸鋅協(xié)同作用可增加本發(fā)明的穩(wěn)定性；抗氧劑1076和抗氧劑DNP增加本發(fā)明的抗氧化、抗老化、抗分解性能；硬脂酸和聚乙稀錯(cuò)相互配合，改善本發(fā)明加工的流變性，提高本發(fā)明的表面光潔度，利于本發(fā)明的導(dǎo)熱和工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明提出的一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜的示意圖。
[0020]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜，包括:導(dǎo)電纜芯1、內(nèi)防護(hù)套2和外防護(hù)套3，內(nèi)防護(hù)套2包覆導(dǎo)電纜芯1，外防護(hù)套3包覆內(nèi)防護(hù)套2，外防護(hù)套3的周緣設(shè)有利于高溫散熱的螺旋式纏繞于外防護(hù)套3周緣的褶皺形紋理30。
[0021]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]—種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜，其包括導(dǎo)電纜芯1、內(nèi)防護(hù)套2和外防護(hù)套3，內(nèi)防護(hù)套2包覆導(dǎo)電纜芯1，外防護(hù)套3包覆內(nèi)防護(hù)套2，外防護(hù)套3的周緣設(shè)有利于高溫散熱的螺旋式纏繞于外防護(hù)套3周緣的褶皺形紋理30 ;
[0024]其中，外防護(hù)套的原料按重量份包括:改性酚醛樹(shù)脂100份，炭黑30份，滑石粉20份，硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂40份，微膠囊化紅磷9份，氣相二氧化硅6份，環(huán)氧脂肪酸甲酯20份，環(huán)氧大豆油30份，過(guò)氧化二異丙苯I份，二月桂酸二丁基錫0.6份，乙烯基三乙氧基硅烷0.5份，稀土穩(wěn)定劑3份，硬脂酸鋅2份，抗氧劑1076 0.4份，抗氧劑DNP 0.5份，硬脂酸
1.5份，聚乙稀錯(cuò)I份；
[0025]其中，改性酚醛樹(shù)脂的制備方法如下:將間苯二酚、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9wt%的糠醛溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23wt %的氨水混合均勻得到混合物A ;加入氧化石墨烯，升溫至55°C，超聲分散均勻，加入以間苯二酚重量為基準(zhǔn)的2wt%的草酸，升溫至80°C，保溫4.5h得到混合物B，其中，間苯二酚和糠醛的摩爾比為1:1.15，氨水和間苯二酚的重量比為7:100，氧化石墨烯和混合物A的重量比為0.25:100 ;將十二烷基三甲氧基硅烷加入到以十二烷基三甲氧基硅烷的重量為基準(zhǔn)6倍的乙醇中溶解得到溶液C ;將溶液C加入混合物B中，調(diào)節(jié)溫度為85°C，保溫2h，過(guò)濾，升溫至100°C，干燥得到改性酚醛樹(shù)脂，其中，十二烷基三甲氧基硅烷和混合物B的重量比為4.5:100。
[0026]實(shí)施例2
[0027]—種耐高溫導(dǎo)熱防撕裂電纜，其包括導(dǎo)電纜芯1、內(nèi)防護(hù)套2和外防護(hù)套3，內(nèi)防護(hù)套2包覆導(dǎo)電纜芯1，外防護(hù)套3包覆內(nèi)防護(hù)套2，外防護(hù)套3的周緣設(shè)有利于高溫散熱的螺旋式纏繞于外防護(hù)套3周緣的褶皺形紋理30 ;
[0028]其中，外防護(hù)套的原料按重量份包括:改性酚醛樹(shù)脂120份，炭黑20份，滑石粉30份，硅烷偶聯(lián)氫氧化鎂2