[发明专利]一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：该电缆包括铜制导电体以及外绝缘材料，所述铜制导电体由如下质量份的组分制成：铜95-99份，锰2-3份，硼化锆1.5-2.5份,铁0.6-1.5份，镁0.01-0.02份，锌和硼酸锌的混合物0.06-0.09份；

所述外绝缘材料包括如下质量份的材料：玻璃纤维20-40份，PBO纤维10-15份，聚酰亚胺纤维5-10份，聚丙烯20-50份，季戊四醇四巯基乙酸酯3-10份，硅烷偶联剂3-10份，硫酸钡3-8份，聚乙烯50-80份，红磷10-15份，石蜡3-5份，纳米碳酸钙15-25份，聚乙烯醇1-2份，聚苯乙烯树脂5-8份，硼酸锌1-3份，季戊四醇硬酯酰胺5-10份，膨胀石墨3-5份，凡士林2-4份，甲壳素1-3份，增塑剂2-5份，填料3-5份，稳定剂1-3份，润滑剂1-2份，无水乙醇适量。

2.根据权利要求1所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：所述锌和硼酸锌的质量比为1-2:1。

3.根据权利要求1所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：所述增塑剂为偏苯三酸三壬酯。

4.根据权利要求1所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：所述填料按质量份包括：煅烧高岭土10-25份，碳酸钙10-30份。

5.根据权利要求1所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。

6.根据权利要求1所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙或者聚乙烯蜡。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料的制备方法，其特征在于：包括：

（a）铜制导电体制备：

（1）称取铜95-99份，锰2-3份，硼化锆1.5-2.5份,铁0.6-1.5份，镁0.01-0.02份,在惰性气氛下加热到680-700℃，混合均匀；

（2）将步骤（1）的产物，在惰性气氛下加入充分球磨的锌和硼酸锌的混合物0.06-0.09份，升温至710-850℃；

（3）在惰性气氛下加入镍0.5-0.8份，保温0.5-3小时，保温的温度为700-750℃,除渣、除气，得到电缆用铜制导电体；

（b）外绝缘材料的制备：

（1）将硅烷偶联剂加到置于水浴锅的烧瓶内，加入适量的无水乙醇并缓慢升温至完全溶解，再加入烘干的纳米碳酸钙搅拌均匀，控制温度在70-90℃范围内，再加入聚乙烯醇、铜粉加热搅拌回流0.5-1.5h，反应结束后进行多次抽滤、醇洗循环多次，再置于烘箱中在110-150℃下烘干，研磨备用；

（2）将红磷和石蜡混合，再升高温度至50-60℃时搅拌均匀，迅速冷却至室温后加到熔融的聚苯乙烯树脂中，再加入硼酸锌和步骤（1）制备的产物混合搅拌均匀自然冷却至室温后备用；

（3）将开放式炼塑机升高温度至160-170℃，将聚乙烯、季戊四醇硬酯酰胺加到双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤（2）制备的物料，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，再加入膨胀石墨、凡士林、甲壳素继续混合搅拌均匀；

（4）将步骤（3）的混合物与玻璃纤维、PBO纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯、一起混合并加入到搅拌机中搅拌，搅拌时间为15min-30min；

（5）再向高速搅拌机中加入季戊四醇四巯基乙酸酯、硅烷偶联剂、硫酸钡3-8份、增塑剂、填料、稳定剂、润滑剂加入上述成分后再进行搅拌，搅拌均匀；

（6）将步骤（5）的混合材料用双螺杆挤出机熔融挤出，双螺杆挤出机螺杆长径比为10-18:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度165-175℃，二区温度为185-195℃，三区温度为200-205℃，四区温度为210-215℃；双螺杆挤出机的机头温度为155-165℃；

（7）将步骤（6）熔融挤出料再进行切粒，制备为耐高压、纤维增强高分子电缆材料。

8.根据权利要求7所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料的制备方法，其特征在于：所述高速搅拌机转速为200-500r/min。

9.根据权利要求7所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机螺杆长径比为12-14:1。