[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

说明书

技术领域

本发明属于电缆生产技术领域，具体涉及一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料及其制备方法。

背景技术

常用的金属导电材料可分为金属元素、合金（铜合金、铝合金等）、复合金属等。金属导电材料具有良好的各项性能，如热导率、接触电位差、温差电动势、机械强度、耐高温特性、耐腐蚀性、耐磨性等。

近年来，由于电子技术的不断发展，采用铜基材料的合金也需要不同的特性，包括良好的机械加工型、导电性和弯曲性能，对于精密零部件的不断发展，对于铜材料的抗拉强度和弯曲性能的要求也越来越多。

常用的电线、电缆按用途可分为裸导线、绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线、电力电缆、控制电缆、通信电缆、射频电缆等。电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸力缆（基本被塑料电力电缆代替）、橡套线缆、架空绝缘电缆）、分支电缆（取代部分母线）、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。用于电力电缆的绝缘层材料需要具备以下性能：（1）高的击穿强度；（2）低的介质损耗；（3）相当高的绝缘电阻；（4）优良的耐放电性能；（5）具有一定的柔软性和机械强度；（6）绝缘性能长期稳定。高分子材料在电缆材料中有着较广的用途，由于上述性质的要求，用于电缆材料的高分子材料也需要具备较高的机械强度如弯曲强度、拉伸强度等。

通讯、电力是国家建设的重点，无论哪个地方的发展，通讯、电力建设总是先行，所以通讯、电力事业发展很快。通讯、电力事业的发展，自燃要各个方面的互相配合，其中电缆料就是一个方面，通用的电线电缆被覆料主要是塑料盒橡胶，电线电缆用热塑性塑料只要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、氯化聚醚和聚酰胺，其中应用广泛的是聚乙烯和聚氯乙烯。在我国聚氯乙烯电缆料发展较早，品种型号较多，用于制造各种耐热等级的电线电缆绝缘和护套。由于聚乙烯密度小、电性能优良，易于成型加工。聚乙烯是热塑性塑料中的一大品种，具有质轻、无毒、耐化学腐蚀性优异等特点，但是聚乙烯的氧指数很低，属于易燃材料，聚乙烯在燃烧时会产生严重的熔融滴落行为，这给阻燃性带来很大的困难，除易燃外，聚乙烯的体积电阻率和表面电阻率很高，这就使其在加工和使用过程中一旦带上静电就很难消除，以上的两个缺点给聚乙烯的使用带来了很大的安全隐患和降低了使用范围。红磷是塑料、橡胶、树脂和合成纤维等高聚物的高效阻燃剂，红磷本身易燃，严重影响到红磷的阻燃效果。碳酸钙填充改性高密度聚乙烯，较早的研究重点集中于如何实现最大限度的填充，降低成本，虽然提高了材料的刚度，却极大的降低了材料的强度和断裂韧性，并不适用于承载高密度聚乙烯护套材料，本发明采用特殊工艺改性纳米碳酸钙不仅改善了填料在基体中的分散效果并增强了二者的粘结强度，改善了聚乙烯材料的强度和韧性，极大的增强了承载力，力学性能得到极大的改善。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中的不足，提出一种具有良好的导电性能，且抗拉强度高、力学强度良好，且具有良好的可加工性能和较少的电能损耗；同时制备得到的高分子材料具有较高的弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度，且有很强的耐侯性，降低了环境对电缆护套的影响，而且强度高，硬度好，抗冲击性强，稳定性能优异，使用寿命长，值得推广的铜制电缆材料及其制备方法。

技术方案：本发明所述的一种耐高压、纤维增强高分子铜制电缆材料，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。

进一步的，所述锌和硼酸锌的质量比为1-2:1。

进一步的，所述增塑剂为偏苯三酸三壬酯。

进一步的，所述填料按质量份包括：煅烧高岭土10-25份，碳酸钙10-30份。

进一步的，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。

进一步的，所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙或者聚乙烯蜡。