一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的氨基树脂，5‑15份的氨基丁烯醇，5‑15份的聚苯胺，2‑5份的氯乙酸，0.1‑0.5份的纳米碳纤维，0.5‑2份的纳米钛酸铝，0.5‑1份的纳米氧化铋，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂；本发明专利技术利用高分子的交联和有机‑无机杂化原理，使复合材料具有电场屏蔽效果好，力学性能高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法
本专利技术涉及电缆材料领域，具体涉及一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法。
技术介绍
为了减少电缆线对受外界电磁场的干扰，电缆缆芯的外层（护套的里层）包覆金属屏蔽层，将缆芯与外界隔离。根据使用场合与使用要求的不同，常用的屏蔽带类型有以下几种，裸铝带，双面涂塑铝带，铜带，铜包不锈钢带，高强度改性铜带，裸铝，裸钢双层金属带，双面涂塑铝以及钢双层金属带等。电缆电线结构生产步骤为拉丝、束丝、挤包绝缘层、成缆、铠装、屏蔽和护套。传统电线电缆制作工艺：屏蔽层外采用铝箔屏蔽，再用金属丝网，表层采用PVC（氨基树脂）护套，由于金属丝网编制复杂，效率低，因而电线电缆的制作必须分步进行，使用及其不方便。早期，人们已进行了许多以赋予树脂组合物导电性的尝试，从而使用该组合物以允许车辆和各种电子装置、电子器件或电缆表现出EMI屏蔽性能等。已有的导电树脂组合物一般通过将导电添加剂如碳黑、碳纤维、金属粉末、金属包被的无机粉末或金属纤维与聚合物混合制得。然而，只要没有加入足够量的导电添加剂，就很难获得具有足够理想的导电性的导电树脂组合物。并且，在使用碳材料如碳黑、碳纤维等的聚合物复合物的情况中，输入大量无机材料，导致树脂硬度较高、表面粗糙度较高以及物理性质劣化，因此难以实现期望的高导电性。后来，人们又已尝试通过使用碳纳米管作为导电添加剂来赋予导电聚合物以良好的导电性。然而，在通过将碳纳米管与聚合物混合并进行挤出-喷射获得导电复合物的情况中，由于挤出-喷射过程中产生的剪切应力，导致碳纳米管团聚或对齐，并且碳纳米管有缺陷地分散于导电聚合物中，因此很难获得足够理想的导电性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有聚合物屏蔽层材料存在的屏蔽效果差、力学性能差的缺陷，提供一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法；本专利技术利用高分子的交联和有机-无机杂化原理，使复合材料具有屏蔽效果好，力学性能好的优点，促进了电缆在更多环境中的使用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的氨基树脂，5-15份的氨基丁烯醇，5-15份的聚苯胺，2-5份的氯乙酸，0.1-0.5份的纳米碳纤维，0.5-2份的纳米钛酸铝，0.5-1份的纳米氧化铋，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料，利用多种有机物的相互交联聚合，形成结构稳定，耐高温的高分子三维网络结构，同时在三维网络结构中杂化不同电场感应材料，形成碳纤维-钛酸铝-氧化铋三者形成一个立体屏蔽层，对电场的屏蔽作用增强；同时，三维网络结构使聚合物力学性能增加，环境适应性更强；该复合材料使用范围更大，有利于电缆行业的发展。优选的，其中所述的氨基树脂聚合度为100-500，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料力学性能降低；聚合度太小，分子链太短，不利于电场感应材料的杂化和嵌入，感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低。优选的，其中所述的聚苯胺聚合度为40-80，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料力学性能降低；聚合度太小，分子链太短，不利于电场感应材料的杂化和嵌入，感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低。优选的，其中所述的纳米碳纤维的直径为2-10nm，长度为20-100nm，直径和长度太大，不利于电场感应材料的在三维网络结构中的杂化和嵌入，电场感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低，直径和长度太小，分散困难，容易团聚，也不利于碳纤维-钛酸铝-氧化铋立体屏蔽层的建立。优选的，其中所述的纳米钛酸铝的粒径为20-60纳米，粒径太大，不利于电场感应材料的在三维网络结构中的杂化和嵌入，电场感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。优选的，其中所述的纳米氧化铋的粒径为20-50纳米，粒径太大，不利于电场感应材料的在三维网络结构中的杂化和嵌入，电场感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。优选的，其中所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂对电场感应材料的偶联效果最好。优选的，所述一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：40-50份的氨基树脂，5-10份的氨基丁烯醇，10-15份的聚苯胺，2-3份的氯乙酸，0.1-0.3份的纳米碳纤维，0.5-1份的纳米钛酸铝，0.8-1份的纳米氧化铋，1-2份的偶联剂、2-3份的交联剂。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米碳纤维、纳米钛酸铝、纳米氧化铋分散在氨基丁烯醇中形成悬浮液；（2）将步骤1得到的悬浮液与氯乙酸、偶联剂进行酯化、偶联反应，得乙酸氨基丁烯醇酯杂化混合物；（3）将步骤2得到的乙酸氨基丁烯醇酯杂化混合物与氨基树脂，聚苯胺，交联剂混合后进行交联反应，得氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料。一种氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的制备方法，先将电场感应材料通过氨基丁烯醇均匀分散开，再利用酯化反应和偶联剂将合成的酯与电场感应材料偶联，形成乙酸氨基丁烯醇酯杂化混合物，从而使电场感应材料均匀规则的排列分散在三维网络结构中，不会团聚，并形成碳纤维-钛酸铝-氧化铋立体屏蔽层，对电场的屏蔽作用增强；最后通过与其它高分子材料的交联，形成了具有三维网络结构的氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料，使聚合物力学性能增加；该氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的制备方法简单、稳定、可靠，适合氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的大规模、工业化生产。优选的，所述酯化反应温度为80-90℃，反应温度过高，反应剧烈，控制困难，反应温度过低，反应速度慢，生产周期长。优选的，所述酯化反应时间为2-5h，反应时间过长，生产周期长，效率低，反应时间过短，反应不完全，产品性能降低。优选的，所述交联反应温度为180-250℃，交联温度过高，交联过渡，形成的三维网络结构不规则，产品性能降低，交联温度过低，反应时间太长，生产周期长。优选的，所述交联反应的时间为1-3h，反应时间过长，生产周期长，效率低，反应时间过短，反应不完全，产品性能降低。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料含有三维网络结构和碳纤维-钛酸铝-氧化铋立体屏蔽层，具有更高的电场屏蔽效果和更高的力学性能。2、本专利技术氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的制备方法先通过酯化和杂化，再利用交联，将电场感应材料均分散在三维网络结构体系中，并行成碳纤维-钛酸铝-氧化铋立体屏蔽层结构，从而增加了复合材料的屏蔽效果和力学性能。3、本专利技术氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的制备方法简单、稳定、可靠，适合氨基树脂基电缆屏蔽层用复合材料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将0.3重量份的纳米碳纤维、1重量份的纳米钛酸铝、0.8重量份的纳米氧化铋分散在10重量份的氨基丁烯醇中形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽层用复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的氨基树脂，5‑15份的氨基丁烯醇，5‑15份的聚苯胺，2‑5份的氯乙酸，0.1‑0.5份的纳米碳纤维，0.5‑2份的纳米钛酸铝，0.5‑1份的纳米氧化铋，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽层用复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的氨基树脂，5-15份的氨基丁烯醇，5-15份的聚苯胺，2-5份的氯乙酸，0.1-0.5份的纳米碳纤维，0.5-2份的纳米钛酸铝，0.5-1份的纳米氧化铋，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。2.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，所述氨基树脂聚合度为100-500。3.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，所述聚苯胺聚合度为40-80。4.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，所述纳米碳纤维的直径为2-10nm，长度为20-100nm。5.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，所述纳米钛酸铝的粒径为20-60nm。6.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，所述氧化铋的粒径为20-50nm。7.根据权利要求1所述的屏蔽层用复合材料，其特征在于，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：高启新，
申请(专利权)人：成都市创斯德机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51