[發(fā)明專利]一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611011806.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN108070215A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高啟新
• 申請（專利權(quán)）人: 成都市創(chuàng)斯德機電設(shè)備有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L23/12;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/04;C08K5/3492;C08K3/32;C08K3/22;C08J3/24;H01B3/40;H01B3/44
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本發(fā)明公開了一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料及其制備方法，包括以下重量份原材料制備而成：30?60份的環(huán)氧樹脂，5?15份的三聚氰胺，5?15份的聚丙烯，2?5份的磷酸，0.1?0.5份的納米碳纖維，0.5?2份的納米氧化銅，0.5?1份的納米氧化鉍，1?3份的偶聯(lián)劑，1?5份的交聯(lián)劑；本發(fā)明利用高分子的交聯(lián)和有機?無機雜化原理，使復(fù)合材料具有電場屏蔽效果好，力學(xué)性能高的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜材料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

為了減少電纜線對受外界電磁場的干擾，電纜纜芯的外層（護套的里層）包覆金屬屏蔽層，將纜芯與外界隔離。根據(jù)使用場合與使用要求的不同，常用的屏蔽帶類型有以下幾種，裸鋁帶，雙面涂塑鋁帶，銅帶，銅包不銹鋼帶，高強度改性銅帶，裸鋁，裸鋼雙層金屬帶，雙面涂塑鋁以及鋼雙層金屬帶等。

電纜電線結(jié)構(gòu)生產(chǎn)步驟為拉絲、束絲、擠包絕緣層、成纜、鎧裝、屏蔽和護套。傳統(tǒng)電線電纜制作工藝：屏蔽層外采用鋁箔屏蔽，再用金屬絲網(wǎng)，表層采用PVC（環(huán)氧樹脂）護套，由于金屬絲網(wǎng)編制復(fù)雜，效率低，因而電線電纜的制作必須分步進行，使用及其不方便。

早期，人們已進行了許多以賦予樹脂組合物導(dǎo)電性的嘗試，從而使用該組合物以允許車輛和各種電子裝置、電子器件或電纜表現(xiàn)出EMI屏蔽性能等。已有的導(dǎo)電樹脂組合物一般通過將導(dǎo)電添加劑如碳黑、碳纖維、金屬粉末、金屬包被的無機粉末或金屬纖維與聚合物混合制得。然而，只要沒有加入足夠量的導(dǎo)電添加劑，就很難獲得具有足夠理想的導(dǎo)電性的導(dǎo)電樹脂組合物。并且，在使用碳材料如碳黑、碳纖維等的聚合物復(fù)合物的情況中，輸入大量無機材料，導(dǎo)致樹脂硬度較高、表面粗糙度較高以及物理性質(zhì)劣化，因此難以實現(xiàn)期望的高導(dǎo)電性。

后來，人們又已嘗試通過使用碳納米管作為導(dǎo)電添加劑來賦予導(dǎo)電聚合物以良好的導(dǎo)電性。然而，在通過將碳納米管與聚合物混合并進行擠出-噴射獲得導(dǎo)電復(fù)合物的情況中，由于擠出-噴射過程中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力，導(dǎo)致碳納米管團聚或?qū)R，并且碳納米管有缺陷地分散于導(dǎo)電聚合物中，因此很難獲得足夠理想的導(dǎo)電性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有聚合物屏蔽層材料存在的屏蔽效果差、力學(xué)性能差的缺陷，提供一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料及其制備方法；本發(fā)明利用高分子的交聯(lián)和有機-無機雜化原理，使復(fù)合材料具有屏蔽效果好，力學(xué)性能好的優(yōu)點，促進了電纜在更多環(huán)境中的使用。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料，包括以下重量份原材料制備而成：30-60份的環(huán)氧樹脂，5-15份的三聚氰胺，5-15份的聚丙烯，2-5份的磷酸，0.1-0.5份的納米碳纖維，0.5-2份的納米氧化銅，0.5-1份的納米氧化鉍，1-3份的偶聯(lián)劑，1-5份的交聯(lián)劑。

一種環(huán)氧樹脂基電纜屏蔽層用復(fù)合材料，利用多種有機物的相互交聯(lián)聚合，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐高溫的高分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中雜化不同電場感應(yīng)材料，形成碳纖維-氧化銅-氧化鉍三者形成一個立體屏蔽層，對電場的屏蔽作用增強；同時，三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使聚合物力學(xué)性能增加，環(huán)境適應(yīng)性更強；該復(fù)合材料使用范圍更大，有利于電纜行業(yè)的發(fā)展。

優(yōu)選的，其中所述的環(huán)氧樹脂聚合度為100-500，聚合度太大，分子鏈太長，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定差，復(fù)合材料力學(xué)性能降低；聚合度太小，分子鏈太短，不利于電場感應(yīng)材料的雜化和嵌入，感應(yīng)材料分散不規(guī)則，可能產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，產(chǎn)品屏蔽性能降低。

優(yōu)選的，其中所述的聚丙烯聚合度為40-80，聚合度太大，分子鏈太長，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定差，復(fù)合材料力學(xué)性能降低；聚合度太小，分子鏈太短，不利于電場感應(yīng)材料的雜化和嵌入，感應(yīng)材料分散不規(guī)則，可能產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，產(chǎn)品屏蔽性能降低。