一种环保电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保电缆及其制备方法，涉及电缆技术领域。本发明专利技术先对绝缘线芯表面依次进行膜沉积工艺、喷涂、沉积、发泡炭化处理过程，形成三维网状结构的金属铜

【技术实现步骤摘要】
一种环保电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆
，具体为一种环保电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]电线电缆用以传输电(磁)能、信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体：一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。
[0003]现有的电缆在使用的过程中容易受到外界的影响，一旦电缆外层出现裂缝就会在外部温度和环境的影响下逐渐扩大，从而导致内部的材料裸露，导致内部的导线传递效率不佳。此外，现有的电缆常采用圆铜线屏蔽，铜线间的间隙较大，屏蔽抗干扰性较差，易导致数据失真，从而在一些高端、重要的场合难以使用，因此，如何专利技术一种抗电磁干扰、耐撕裂的电缆显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种环保电缆及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种环保电缆，从内至外依次为线芯、绝缘层、屏蔽层、护套层；所述屏蔽层为铜
‑
泡沫炭夹心式屏蔽层；所述护套层为改性交联聚乙烯护套层。
[0006]进一步的，所述屏蔽层依次经过膜沉积工艺、喷涂、沉积、发泡炭化制得。
[0007]进一步的，所述膜沉积工艺：利用限氧辐照辅助静电纺丝，制得聚苯胺中空纤维膜；所述喷涂采用玉米秸秆液化物为原料进行喷涂；所述沉积：利用超声
‑
低温等离子辅助脉冲电镀，制得镀铜纤维膜；所述发泡炭化：利用超临界初步发泡，然后喷涂玉米秸秆液化物，再次超临界发泡，然后低温炭化，得屏蔽层。
[0008]进一步的，所述护套层由以下方法制得，交联聚乙烯经限氧辐照改性后，利用羟基化碳纳米管、1,2
‑
二乙烯基
‑
1,1,2,2
‑
四甲基二硅氧烷、3
‑
乙烯基环戊烷
‑1‑
酮进行二次改性。
[0009]进一步的，一种环保电缆的制备方法，包括以下制备步骤：
[0010](1)绕包：将10～30根直径为0.06～0.1mm的镀锡铜丝绞合制得芯材；利用绕包机对芯材进行交联聚乙烯绝缘层绕包，得绝缘线芯；
[0011](2)膜沉积工艺：将绝缘线芯置于
60
Coγ射线源下，在0.2～0.3mg/L的氧气浓度下，以100～150kGy的剂量辐照1～4min，得改性绝缘线芯；将改性绝缘线芯置于30～50rpm的转动轴上，以聚苯胺溶液为外相电纺液，以去离子水为内相电纺液，静电纺丝至膜层厚度为50～100μm，于50～60℃干燥2～4h得聚苯胺中空纤维膜电缆；
[0012](3)喷涂：将聚苯胺中空纤维膜电缆置于容器中，喷涂聚苯胺中空纤维膜电缆质量
0.1～0.3倍的玉米秸秆液化物，于0.08～0.1MPa、60～70℃下减压蒸馏1～3h，得泡沫炭前体电缆；
[0013](4)沉积：将泡沫炭前体电缆作为阴极置于电镀槽中，以纯铜板作为阳极，以硫酸铜溶液为电镀液，硫酸铜溶液中五水硫酸铜、质量分数为60％的硫酸、硝酸钾和光亮剂的质量比为13:5:3:1，连接30～45kHz的超声装置，超声处理5～15min后，再置于150～250W的低温等离子体处理仪中，抽真空至30～35Pa，氮气氛围下，于80～85μA/mm2施镀4～7min，得镀铜纤维膜电缆；
[0014](5)发泡炭化：将镀铜纤维膜电缆置于高压发泡釜中，以20～30mL/h通入二氧化碳至气压为10～16MPa，加热至50～80℃，发泡30～45min后，卸压，然后喷涂镀铜纤维膜电缆质量0.1～0.3倍的玉米秸秆液化物，继续按上述条件发泡1～4h，再快速卸压，然后升温至300～400℃，炭化1～3h，得屏蔽层电缆；
[0015](6)改性：利用挤塑机对屏蔽层电缆挤出交联聚乙烯护套层，挤塑机各区温度为210℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、250℃，然后置于
60
Coγ射线源下，在0.2～0.3mg/L的氧气浓度下，以100～200kGy的剂量辐照2～6min得环保电缆前体；
[0016](7)二次改性：将环保电缆前体置于容器中，按质量比1:0.005:0.5:30～1:0.01:1.1:40加入羟基化碳纳米管、对甲苯磺酸、去离子水和丙酮，环保电缆前体和羟基化碳纳米管的质量比为1:0.3～1:0.5，于25～30kHz超声分散30～40min，60～70℃、50～100rpm下搅拌1～2h后，氮气保护下，于100～200rpm搅拌5～8h后，用氯仿冲洗3～7次，再按质量比1:1.5:20～1:1.5:30加入1,2
‑
二乙烯基
‑
1,1,2,2
‑
四甲基二硅氧烷、无水乙醇，环保电缆前体与1,2
‑
二乙烯基
‑
1,1,2,2
‑
四甲基二硅氧烷的质量比为1:0.3～1:0.6，升温至40～50℃，50～100rpm下搅拌12～15h，过滤，用去离子水洗涤4～8次，加入环保电缆前体质量0.2～0.5倍的3
‑
乙烯基环戊烷
‑1‑
酮、环保电缆前体质量3～7倍的质量分数为98％的硫酸，搅拌均匀后，加入60～70℃的环保电缆前体质量18～30倍的质量分数为35％的硫酸，用200～300W的汞灯照射6～8h后，加入环保电缆前体质量40～50倍的去离子水，加入氨水至溶液pH为8～9，过滤，于60～80℃干燥2～6h得环保电缆。
[0017]进一步的，步骤(1)所述绕包：绕包夹角为15
°
～30
°
，转速为100～150r/min，绕包节距为0.6～1.0m，交联聚乙烯宽带为40～45mm，厚度为0.1～0.15mm。
[0018]进一步的，步骤(2)所述聚苯胺溶液：聚苯胺、丙酮和N,N
‑
二甲基乙酰胺按质量比1:4:8～1:6:10混合，100～200rpm下搅拌2～4h，得聚苯胺溶液。
[0019]进一步的，步骤(2)所述静电纺丝：温度为25～30℃,湿度为11～14％,电压为15～20kV,喷丝头内径为0.4～0.5mm，外径为0.8～0.9mm,喷丝头与收集板距离为30～35cm,内相流速为0.05～0.1mL/h，外相流速为0.5～0.8mL/h。
[0020]进一步的，步骤(3)、步骤(5)所述玉米秸秆液化物：将玉米秸秆、苯酚、质量分数为98％的浓硫酸和质量分数为85％的磷酸按质量比1:3:0.08:0.15～1:5:0.1:0.22混合，加热至124～136℃，反应1～3h后，冷却至室温，加入玉米秸秆质量5～9倍的甲醇，100～200rpm下搅拌15～25min后，过滤，以50～100rpm搅拌下加入碳酸钠至溶液pH为6～7，过滤，然后于5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保电缆，其特征在于，从内至外依次为线芯、绝缘层、屏蔽层、护套层；所述屏蔽层为铜
‑
泡沫炭夹心式屏蔽层；所述护套层为改性交联聚乙烯护套层。2.根据权利要求1所述的一种环保电缆，其特征在于，所述屏蔽层依次经过膜沉积工艺、喷涂、沉积、发泡炭化制得。3.根据权利要求2所述的一种环保电缆，其特征在于，所述膜沉积工艺：利用限氧辐照辅助静电纺丝，制得聚苯胺中空纤维膜；所述喷涂采用玉米秸秆液化物为原料进行喷涂；所述沉积：利用超声
‑
低温等离子辅助脉冲电镀，制得镀铜纤维膜；所述发泡炭化：利用超临界初步发泡，然后喷涂玉米秸秆液化物，再次超临界发泡，然后低温炭化，得屏蔽层。4.根据权利要求3所述的一种环保电缆，其特征在于，所述护套层由以下方法制得，交联聚乙烯经限氧辐照改性后，利用羟基化碳纳米管、1,2
‑
二乙烯基
‑
1,1,2,2
‑
四甲基二硅氧烷、3
‑
乙烯基环戊烷
‑1‑
酮进行二次改性。5.一种环保电缆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)绕包：将10～30根直径为0.06～0.1mm的镀锡铜丝绞合制得芯材；利用绕包机对芯材进行交联聚乙烯绝缘层绕包，得绝缘线芯；(2)膜沉积工艺：将绝缘线芯置于
60
Coγ射线源下，在0.2～0.3mg/L的氧气浓度下，以100～150kGy的剂量辐照1～4min，得改性绝缘线芯；将改性绝缘线芯置于30～50rpm的转动轴上，以聚苯胺溶液为外相电纺液，以去离子水为内相电纺液，静电纺丝至膜层厚度为50～100μm，于50～60℃干燥2～4h得聚苯胺中空纤维膜电缆；(3)喷涂：将聚苯胺中空纤维膜电缆置于容器中，喷涂聚苯胺中空纤维膜电缆质量0.1～0.3倍的玉米秸秆液化物，于0.08～0.1MPa、60～70℃下减压蒸馏1～3h，得泡沫炭前体电缆；(4)沉积：将泡沫炭前体电缆作为阴极置于电镀槽中，以纯铜板作为阳极，以硫酸铜溶液为电镀液，硫酸铜溶液中五水硫酸铜、质量分数为60％的硫酸、硝酸钾和光亮剂的质量比为13:5:3:1，连接30～45kHz的超声装置，超声处理5～15min后，再置于150～250W的低温等离子体处理仪中，抽真空至30～35Pa，氮气氛围下，于80～85μA/mm2施镀4～7min，得镀铜纤维膜电缆；(5)发泡炭化：将镀铜纤维膜电缆置于高压发泡釜中，以20～30mL/h通入二氧化碳至气压为10～16MPa，加热至50～80℃，发泡30～45min后，卸压，然后喷涂镀铜纤维膜电缆质量0.1～0.3倍的玉米秸秆液化物，继续按上述条件发泡1～4h，再快速卸压，然后升温至300～400℃，炭化1～3h，得屏蔽层电缆；(6)改性：利用挤塑机对屏蔽层电缆挤出交联聚乙烯护套层，挤塑机各区温度为210℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、250℃，然后置于
60
Coγ射线源下，在0.2～0.3mg/L的氧气浓度下，以100～200kGy的剂量辐照2～6min得环保电缆前体；(7)二次改性：将环保电缆前体置于容器中，按质量比1:0.005:0.5:30～1:0.01:1.1:40加入羟基化碳纳米管、对甲苯磺酸、去离子水和丙酮，环保电缆前体和羟基化碳纳米管的质量比为1:0.3～1:0.5，于25～30kHz超声分散30～40min，60～70℃、50～100rp...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓雪，
申请(专利权)人：丁晓雪，
类型：发明
国别省市：