一种超疏水电线及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超疏水电线及其制备方法，包括：将聚丙烯腈溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液；以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N,N-二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜，然后卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面；将电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。由于聚丙烯腈层具有超细纤维结构，从而为薄膜材料提供了超粗糙表面，涂覆极疏水的氟烷基硅氧烷后得到超疏水电线。本发明专利技术采用的原料价格低廉，且工艺简单，可操作性强，有益于工业化的扩大生产及推广应用，制备的超疏水电线具有良好的超疏水性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力安全
，尤其涉及。
技术介绍
随着我国电力行业的迅猛发展以及国内对电能需求的不断提高，远距离输电势在必行，而海底电线电缆因其在跨越复杂地形中的优势，在远距离电力传输中被广泛应用。由于海底电线电缆在使用中直接暴露于海水中，易被海水带来严重影响，因此，海底电线电缆采用超疏水材料制备。目前超疏水材料的研究已经十分成熟，通过熔融烷基烯酮二聚体的固化、聚丙烯的等离子体聚合/刻蚀以及相分离等手段得到粗糙表面，并使用氟烷基硅氧烷涂覆即可实现多种不同方式得到超疏水表面。但就以上几种手段来说，熔融烷基烯酮二聚体的固化温度的选择具有难度、等离子体聚合/刻蚀的成本较高和效率较低，以及相分离手段受温度湿度的影响较大，实际大规模生产中无法保证均一性等问题，使得上述超疏水表面制造手段无法在工业上进行扩大及推广。与上述方法相比，模版法是材料领域一种常用方法，能从材料结构上对材料的功能进行合理有效的调控，从而使材料满足各方面的需求，因此在薄膜生长、纳米器件制备等方面均具有非常广泛的应用。本专利技术人考虑，采用模版法制备一种具有超疏水表面的超疏水电线。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供，该方法工艺简单，制备的超疏水电线具有良好的超疏水性能。有鉴于此，本专利技术提供了一种超疏水电线的制备方法，包括以下步骤: 步骤a)将聚丙烯腈溶解在N，N- 二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液； 步骤b)以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N，N-二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜；步骤c)将所述负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面；步骤d)将步骤c)得到的电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。优选的，所述聚丙烯腈的数均分子量为10000(Tl50000。优选的，所述聚丙烯腈与N，N- 二甲基甲酰胺的质量体积比为18?22g:100ml。优选的，所述多孔阳极氧化铝的孔径为100nnTl20nm。优选的，所述N，N_ 二甲基甲酰胺和脱气水的重量比为4:6。优选的，所述挤出压力为0.09 MPa?0.1 IMPa。优选的，所述步骤d)具体为: 将氟烷基硅氧烷溶解在甲醇中，然后加入水进行水解反应，得到水解硅烷溶液； 将步骤c)得到的电线浸泡于所述水解硅烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。优选的，所述浸泡的时间为广3小时。优选的，所述烘干的温度为140°C。相应的，本专利技术还提供一种上述技术方案制备的超疏水电线。本专利技术提供了，包括以下步骤:将聚丙烯腈溶解在N, N-二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液；以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N，N-二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜；将所述负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面；将上述得到的电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。在本专利技术中，由于聚丙烯腈层具有超细纤维结构，从而为薄膜材料提供了超粗糙表面，再进一步涂覆极疏水的氟烷基硅氧烷后，即得到具有超疏水表面的超疏水电线。与现有技术相比，本专利技术采用的原料价格低廉，且工艺简单，可操作性强，有益于工业化的扩大生产及推广应用，制备的超疏水电线具有良好的超疏水性能。【附图说明】图1为本专利技术实施例1制备负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜的工序示意图； 图2为本专利技术实施例2的工序不意图； 图3为本专利技术实施例3氟烷基硅氧烷涂覆工序示意图； 图4为本专利技术实施例3制备的超疏水电线的光学接触角图像。【具体实施方式】为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种超疏水电线的制备方法，包括以下步骤:步骤a)将聚丙烯腈溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液；步骤b)以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N，N-二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜；步骤c)将所述负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面；步骤d)将步骤c)得到的电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。 在步骤a)中，所述聚丙烯腈的数均分子量优选为100000-150000，更优选为110000-130000，更优选为120000。若分子量太小，则无法得到比较刚性的微纤维。若分子量太大，则溶解度不好，甚至无法挤出成型。所述聚丙烯腈与N，N- 二甲基甲酰胺的质量体积比优选为18~22g:100ml，更优选为19~21g:100ml，更优选为20g:100ml。在所述步骤a)中，优选在6(T80°C下搅拌，更优选在70°C下搅拌，得到前驱体溶液。在所述步骤b)中，由于固化溶液对聚丙烯腈(PAN)的溶解度很差，因此聚丙烯腈会固化成膜，且膜上具有纳米聚合物纤维结构。所述N，N- 二甲基甲酰胺和脱气水的重量比优选为4:6。所述多孔阳极氧化铝的孔径优选为100nnTl20nm，更优选为所述多孔阳极氧化铝的孔径为IOOnnTl 15nm ;所述多孔阳极氧化铝的平均孔径优选为112?114nm，更优选为113.5nm。若模版孔径过大，则挤出纤维过粗，无法得到有效的纳米微相结构；若模版孔径过小，则挤出困难，容易塞孔，不利于得到均匀的超疏水薄膜。按照本专利技术，所述挤出压力优选为0.09 MPa?0.llMPa，更优选为0.1MPa。若挤出压力过大，则易成长丝状纤维而发生团结，不利于得到好的超疏水薄膜；若挤出压力过小，则易形成珠状，而非纤维状微相结构，也不利于得到好的超疏水薄膜。得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜之后，优选利用去离子水清洗。在所述步骤c)中，将负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面之后，优选经过热流空气烘干。所述步骤d)具体为:将氟烷基硅氧烷溶解在甲醇中，然后加入水进行水解反应，得到水解硅烷溶液；将步骤c)得到的电线浸泡于所述水解硅烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。其中，所述氟烷基硅氧烷优选为十七氟癸基三甲氧基硅烷。所述浸泡的时间优选为广3小时，更优选为I小时。所述烘干的温度优选为140°C ;所述烘干的时间优选为广3小时，更优选为I小时。在本专利技术中，由于聚丙烯腈层具有超细纤维结构，从而为薄膜材料提供了超粗糙表面，再进一步涂覆极疏水的氣烧基娃氧烧后，即得到具有超疏水表面的超疏水电线。本专利技术制备的超疏水电线在用电安全领域有着很大的应用前景，可应用于海底电线电缆的架设。本专利技术采用的原料价格低廉，且工艺简单，可操作性强，有益于工业化的扩大生产及推广应用，制备的超疏水电线具有良好的超疏水性能。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细说明，本专利技术的保护范围不受以下实施例的限制。在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均为按重量计。本专利技术实施例采用的化学试剂均为市购。实施例1: 如图1所示，为本实施例制备负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜工序示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水电线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)将聚丙烯腈溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液；步骤b）以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N,N‑二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜；步骤c）将所述负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面；步骤d）将步骤c得到的电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水电线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤a)将聚丙烯腈溶解在N，N- 二甲基甲酰胺中，得到前驱体溶液； 步骤b)以多孔阳极氧化铝为模版，将聚四氟乙烯薄膜贴于所述多孔阳极氧化铝的下方，以N，N-二甲基甲酰胺和脱气水为固化溶液，将所述前驱体溶液挤出，得到负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜； 步骤c)将所述负载了聚丙烯腈层的聚四氟乙烯薄膜卷绕在涂覆有聚乙烯的电线表面； 步骤d)将步骤c得到的电线浸泡于氟烷基硅氧烷溶液中，烘干，得到超疏水电线。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈的数均分子量为100000~150000。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈与N，N-二甲基甲酰胺的质量体积比为18~22g:100ml。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏亮，翁挺，吴涵，
申请(专利权)人：宁波高新区夏远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33