专利名称：

发明

一种高耐磨电线电缆及其制备工艺

申请公布号：

CN117894511A

申请公布日：

2024-04-16

申请号：

2024103026238

申请日：

2024-03-18

申请人：

江西金杯赣昌电缆有限公司,

地址：

330000 江西省南昌市湾里罗亭大道189号3号车间

发明人：

周彦标,秦超,雷涛涛,蔡倩,郑刚,李戎,

分类号：

H01B7/04(2006.01);H01B7/18(2006.01);H01B7/17(2006.01);H01B7/28(2006.01);H01B7/29(2006.01);H01B13/00(2006.01);

专利代理机构：

南昌新赣铭创专利代理事务所(普通合伙) 36147

代理人：

黄令真

最终专利权人：

摘要：

本发明涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种高耐磨电线电缆及其制备工艺。一种高耐磨电线电缆，包括：导线、绝缘防火层、纤维填充层、热固性高分子保护层及高耐磨保护层，具体包括如下步骤：可降解复合纤维填充材料制备、可降解热固性树脂保护材料制备、改性纤维耐磨剂制备、高耐磨保护层材料制备和电缆加工成型。利用具有高弹韧性的可降解复合纤维填充材料作为电缆的填充材料，利用具有良好的强度、韧性的可降解热固性树脂保护材料作为电缆的热固性高分子保护层，利用具有高耐磨性及抗疲劳性的高耐磨保护层材料作为高耐磨保护层，能够有效提高柔性电缆的耐磨性能及使用寿命。

权利要求书：

1.一种高耐磨电线电缆，其特征在于，由以下部分组成：导线、绝缘防火层、纤维填充层、热固性高分子保护层及高耐磨保护层；绝缘防火层的原料包括聚酰亚胺带及聚四氟乙烯带，聚酰亚胺带及聚四氟乙烯带的厚度均为0.06mm；纤维填充层的原料包括聚合物及左旋聚乳酸，其中聚合物和左旋聚乳酸的质量比为(1～2)：1；聚合物的原料包括1，4‑丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸及钛酸四丁酯，其中1，4‑丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸及钛酸四丁酯的质量比为(80～100)：(40～60)：(10～20)：(1～3)；热固性高分子保护层的原料包括30～40质量份多聚甲醛、30～35质量份N‑甲基吡咯烷酮、7～10质量份蒸馏水及8～10质量份2，2'‑双[4‑(4‑氨基苯氧基苯基)]丙烷；高耐磨保护层的原料包括100～150质量份聚丙烯树脂、15～25质量份改性纤维耐磨剂、10～20质量份磷系阻燃剂、5～10质量份环氧植物油、3～7质量份PP接枝马来酸酐、1～3质量份石蜡、0.3～0.5质量份抗氧剂DLTP；改性纤维耐磨剂的原料包括10～15质量份碱化大麻纤维、5～8质量份硅烷偶联剂KH570、1～3质量份处理后的纳米球形二氧化硅与100～120质量份体积分数为90%的乙醇溶液；碱化大麻纤维为经过质量分数为5%的氢氧化钠溶液碱处理后的大麻纤维；处理后的纳米球形二氧化硅为纳米球形二氧化硅与无水乙醇、硅烷偶联剂KH570及硬脂酸钠混合反应后得到的纳米球形二氧化硅，其中原料包括30～60质量份纳米球形二氧化硅、200～270质量份无水乙醇、30～50质量份硅烷偶联剂KH570及10～20质量份硬脂酸钠。2.一种根据权利要求1所述的高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：可降解复合纤维填充材料制备，将1，4‑丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸及钛酸四丁酯加热进行酯化脱水，反应结束后，进行真空缩聚反应，得到聚合物，将聚合物及左旋聚乳酸分别放置于烘干箱中加热干燥后，将干燥后的聚合物和干燥后的左旋聚乳酸分别熔融呈熔体，将得到的两种熔体进行复合纺丝、牵伸及热定型，得到可降解复合纤维填充材料；S2：可降解热固性树脂保护材料制备，将多聚甲醛、N‑甲基吡咯烷酮及蒸馏水混合并水浴加热搅拌，得到甲醛溶液，将甲醛溶液与2，2'‑双[4‑(4‑氨基苯氧基苯基)]丙烷搅拌混匀并倾倒在固定有聚四氟乙烯边框的玻璃板上，经过加热固化及室温放置冷却后，得到可降解热固性树脂保护材料；S3：改性纤维耐磨剂制备，将大麻纤维放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中进行碱处理，随后，将碱处理后的大麻纤维进行洗涤、烘干，得到碱化大麻纤维，将混合有硅烷偶联剂KH570及硬脂酸钠的无水乙醇缓慢滴入混合有纳米球形二氧化硅的无水乙醇中，持续搅拌反应后，经过真空抽滤、洗涤，得到处理后的纳米球形二氧化硅，随后，将碱化大麻纤维、硅烷偶联剂KH570、体积分数为90%的乙醇及处理后的纳米球形二氧化硅混合，超声波分散，过滤取滤渣，经过乙醇溶液淋洗、烘干，得到改性纤维耐磨剂；S4：高耐磨保护层材料制备，依次将聚丙烯树脂、改性纤维耐磨剂、磷系阻燃剂、环氧植物油、PP接枝马来酸酐、石蜡、抗氧剂DLTP高速搅拌，得到预混料，将预混料混炼挤出，经过切粒、干燥后，得到高耐磨保护层材料；S5：电缆加工成型，将铜线绞合成导线后，在导线表面依次绕包一层聚酰亚胺带及聚四氟乙烯带，绕包后，高温烧结，在导线表面形成绝缘防火层，得到缆芯，将可降解复合纤维填充材料填充在缆芯表面，得到纤维填充层，将4根填充后的缆芯构成一根导体，将可降解热固性树脂保护材料挤出至导体表面，得到热固性高分子保护层，随后，将高耐磨保护层材料挤出至导体的热固性高分子保护层表面，得到高耐磨保护层，完成柔性电缆的加工制备。3.根据权利要求2所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S1可降解复合纤维填充材料制备，具体包括以下步骤：S1.1：将1，4‑丁二醇、对苯二甲酸、丁二酸及钛酸四丁酯，按照质量比(80～100)：(40～60)：(10～20)：(1～3)，依次投入反应釜中，逐步加热至150～250℃进行酯化脱水，反应2～4h后，逐步升温至260～280℃进行真空缩聚反应，聚合4～6h后，得到聚合物；S1.2：将聚合物放置于烘干箱中，在95～100℃温度条件下进行干燥，将左旋聚乳酸放置于烘干箱中，在80～90℃温度条件下进行干燥；S1.3：将干燥后的聚合物和干燥后的左旋聚乳酸分别用单螺杆挤出机熔融挤出，然后经计量泵，按照(1～2)：1的熔体质量比例，将熔融后的聚合物和熔融后的左旋聚乳酸定量输送到复合纺丝组件，两种熔体在复合纺丝组件的喷丝板汇合，随后经过同一个喷丝孔进行喷出，分别以500～800m/min和1000～1500m/min的卷绕速度加工制备得到可降解复合纤维；S1.4：将可降解复合纤维通过多辊牵伸机进行牵伸，牵伸倍数为1.3～1.7，最后在65～85℃的温度下进行热定型，得到可降解复合纤维填充材料。4.根据权利要求3所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S2可降解热固性树脂保护材料制备，具体包括以下步骤：S2.1：称取30～40质量份多聚甲醛、30～35质量份N‑甲基吡咯烷酮、7～10质量份蒸馏水并依次加入反应瓶中，将反应瓶放入75～80℃的水浴锅中，磁力搅拌30～40min，得到甲醛溶液；S2.2：将甲醛溶液冷却至45～50℃后迅速向反应瓶中加入8～10质量份2，2'‑双[4‑(4‑氨基苯氧基苯基)]丙烷，搅拌混匀后在45～50℃温度下反应1～1.5h后，得到预聚溶液；S2.3：将瓶内的预聚溶液倾倒在水平放置且固定有聚四氟乙烯边框的玻璃板上，将玻璃板放入烘干箱中在120～150℃下加热固化1～2h，随后室温放置6～10h后，在玻璃板上得到可降解热固性树脂保护材料。5.根据权利要求4所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S3改性纤维耐磨剂制备，具体包括以下步骤：S3.1：将80～100质量份大麻纤维放入100～150质量份质量分数为5%的氢氧化钠溶液中，搅拌30～40min进行碱处理，随后，用蒸馏水将碱处理后的大麻纤维洗涤2～3次，再将洗涤后的大麻纤维放入烘干箱内在75～85℃下烘干，得到碱化大麻纤维；S3.2：将30～60质量份纳米球形二氧化硅加入100～120质量份无水乙醇中，超声波分散20～30min，得到中间液a，将30～50质量份硅烷偶联剂KH570及10～20质量份硬脂酸钠加入100～150质量份无水乙醇中，超声波分散20～30min，得到中间液b；S3.3：在50～65℃的条件下，上述得到的中间液b缓慢加入上述得到的中间液a中，持续搅拌反应1.5～2h后，真空抽滤并依次用酒精溶液及蒸馏水各洗涤1～2次，将洗涤后得到的固体物质放入烘干箱内在70～80℃温度下干燥3～4h，得到处理后的纳米球形二氧化硅；S3.4：随后，将10～15质量份碱化大麻纤维、5～8质量份硅烷偶联剂KH570及100～110质量份体积分数为90%的乙醇溶液加入反应器中，在50～60℃的条件下，超声波分散30～40min后，将1～3质量份处理后的纳米球形二氧化硅加入反应器中，超声波分散40～60min，反应结束后，过滤取滤渣，用酒精溶液淋洗3～5次，再将淋洗后的大麻纤维放入烘干箱内在75～85℃下烘干，得到改性纤维耐磨剂。6.根据权利要求5所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S4高耐磨保护层材料制备，具体包括以下步骤：S4.1：依次将100～150质量份聚丙烯树脂、15～25质量份改性纤维耐磨剂、10～20质量份磷系阻燃剂、5～10质量份环氧植物油、3～7质量份PP接枝马来酸酐、1～3质量份石蜡、0.3～0.5质量份抗氧剂DLTP加入高速混合机内高速搅拌5～10min，转速为1500～2000rpm/min，得到预混料；S4.2：将预混料投入双螺杆挤出机混炼挤出，挤出温度为170～180℃，挤出物经过造粒机切粒后，经过90～100℃干燥，得到高耐磨保护层材料。7.根据权利要求3所述的一种高耐磨电线电缆及其制备工艺，其特征在于，步骤S1.2中烘干处理后的聚合物及左旋聚乳酸含水率小于30ppm。8.根据权利要求5所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S3.2中纳米球形二氧化硅的平均粒度为15～25nm。9.根据权利要求6所述的一种高耐磨电线电缆的制备工艺，其特征在于，步骤S4.1中的磷系阻燃剂为磷酸酯、三聚磷酸盐、次磷酸酯、次磷酸盐或氮磷系化合物中的至少一种。

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日期	最新法律状态	描述
2024-04-16	公开	公开