[發明專利]一種光纜用自修復芳綸加強芯及其制備方法

有效

• 申請號: 201811443946.X
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109505131B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 夏道友
• 申請（專利權）人: 安徽牡東通訊光纜有限公司
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M15/572;D06M11/80;D06M101/36;G02B6/44
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉希慧

本發明公開了一種光纜用自修復芳綸加強芯，包括芳綸基體、芳綸基體表面的聚多巴胺層、以及涂覆在聚多巴胺層表面的聚氨酯層；所述聚氨酯層中摻雜有氮化硼納米片；本發明還公開了光纜用自修復芳綸加強芯的制備方法，包括如下步驟：a、沉積聚多巴胺層、b、涂覆聚氨酯層、c、固化成型。本發明在芳綸基體表面依次設置了聚多巴胺層和聚氨酯層，通過兩層功能性材料配合，增強了芳綸加強芯的自我修復性能，提高了光纜加強芯的力學性能和使用壽命。

技術領域

本發明涉及光纜及光纜材料技術領域，尤其涉及一種光纜用自修復芳綸加強芯及其制備方法。

背景技術

芳綸纖維以其具有的低密度、良好的斷裂強度、高絕緣、高阻燃和高模量等優點能夠作為增強體在許多領域中得到應用。但是芳綸纖維雖然有很多優異的力學、化學性能，但是它表面分子鏈排列取向度高并且有很高的結晶度，還有苯環的大位阻作用使得酰胺基團上的氫很難與其他原子反應。另外，芳綸纖維表面光滑，缺乏能夠以共價鍵或氫鍵的形式與聚合物復合材料相互嚙合作用的活性功能基團，都導致了芳綸纖維浸潤性差，與其他材料制造的復合材料的界面粘結性差，層間剪切強度小，嚴重降低了芳綸復合材料的性能。芳綸纖維作為電纜加強芯在實際使用過程中極易受到機械變形導致材料損傷，因此，提供一種具有自修復性能的芳綸加強芯有利于延長電纜的使用壽命，提高電纜的綜合性能。

發明內容

本發明提出了一種光纜用自修復芳綸加強芯及其制備方法，在芳綸基體表面依次設置了聚多巴胺層和聚氨酯層，通過兩層功能性材料配合，增強了芳綸加強芯的自我修復性能，提高了光纜加強芯的力學性能和使用壽命。

本發明提出的一種光纜用自修復芳綸加強芯，包括芳綸基體、芳綸基體表面的聚多巴胺層、以及涂覆在聚多巴胺層表面的聚氨酯層；所述聚氨酯層中摻雜有氮化硼納米片。

優選地，氮化硼納米片在聚氨酯層中的含量為5-15wt％。

優選地，聚氨酯層的厚度為0.5-3mm。

優選地，聚氨酯層中聚氨酯為自修復型聚氨酯，自修復型聚氨酯制備過程包括：S1、將二苯基甲烷二異氰酸酯和聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇按摩爾比1.8-2.2：1混合，加入DMF溶解，在氮氣氛圍中升溫至70-80℃反應2-3h，降溫至0-5℃；滴加糠胺反應1-2h，升溫至30-40℃，繼續反應3-4h，沉淀過濾得到含呋喃端基中間體；

S2、將含呋喃端基中間體溶解于DMF中，加入N,N’-(亞甲基-4,4’-二苯基)雙馬來酰亞胺，在氮氣氛圍中升溫至50-70℃反應15-20h，冷卻至室溫得到自修復型聚氨酯。

優選地，步驟S1中，二苯基甲烷二異氰酸酯和DMF的摩爾體積比mmol：ml為1.5：0.8-1。

優選地，步驟S1中，糠胺和二苯基甲烷二異氰酸酯的摩爾比為1：1。

優選地，步驟S1中，含呋喃端基中間體與N,N’-(亞甲基-4,4’-二苯基)雙馬來酰亞胺的摩爾比為1-1.2：1。

優選地，步驟S2中，含呋喃端基中間體與DMF的摩爾體積比mmol：ml為1：2-2.2。

優選地，聚多巴胺層由多巴胺在芳綸基體表面氧化自聚合沉積得到。

一種光纜用自修復芳綸加強芯的制備方法，包括如下步驟：

a、沉積聚多巴胺層：將多巴胺鹽酸鹽和Tris-HCl緩沖溶液加水混合得到多巴胺溶液，將芳綸基體置于到多巴胺溶液中浸澤，浸澤溫度為25-30℃，真空預干燥；

b、涂覆聚氨酯層：將聚氨酯、氮化硼納米片、固化劑混合均勻得到涂膠液，在步驟S1預干燥后得到的芳綸基體表面涂覆涂膠液；

c、固化成型：采用預熱成型孔進行成型處理，升溫至100-120℃熱固化。