[发明专利]一种基于复合型聚酯功能纤维的电缆

摘要

本申请涉及一种基于复合型聚酯功能纤维的电缆，该电缆包括导体，该导体由内而外包覆有绝缘层、编织层及外护层；该编织层为铜丝编织层，编织层的内壁设有铜塑复合带屏蔽层，编织层的外表面设有铝塑复合带防护层；该外护层由内而外包括聚氯乙烯层和复合型聚酯纤维层；该复合型聚酯纤维层中添加有复合添加剂；该复合添加剂中包括有ZrO₂纳米粉体、纳米Cu‑ZnO复合粒子及添加剂载体。

主权项

1.一种基于复合型聚酯功能纤维的电缆，该电缆包括导体，该导体由内而外包覆有绝缘层、编织层及外护层；其特征在于，该编织层为铜丝编织层，编织层的内壁设有铜塑复合带屏蔽层，编织层的外表面设有铝塑复合带防护层；该外护层由内而外包括聚氯乙烯层和复合型聚酯纤维层；该复合型聚酯纤维层中添加有复合添加剂；该复合添加剂中包括有ZrO2纳米粉体、纳米Cu‑ZnO复合粒子及添加剂载体；该复合添加剂包括：添加剂载体、电气石负离子粉、太极石粉体、ZrO2纳米粉体、纳米Cu‑ZnO复合粒子、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化锌；其中，该添加剂载体为TiO2空心球，其以花粉为模板水热法制备；该复合添加剂中，各物质的粒径为：添加剂载体50μm、电气石负离子粉300nm、太极石粉体1μm、ZrO2纳米粉体20nm、纳米Cu‑ZnO复合粒子30nm、纳米二氧化硅50nm、纳米氧化铝100nm、纳米二氧化钛50nm、纳米氧化锌50nm；该复合型聚酯纤维层的制备过程为：步骤1：首先对油菜花花粉进行筛选，筛选的目标粒径为50μm及以下，然后称取20g的目标花粉，用酒精漂洗、干燥；然后，向300ml的去离子水中加入9g的Ti(SO4)2，搅拌20min，再向上述去离子水中加入1.2g的氟化铵和3.8g的尿素，搅拌60min，再向上述去离子水中加入20g目标花粉，搅拌20min，将上述去离子水转移到水热釜中，将其在180℃水热反应20h，反应结束后，收集水热釜中白色沉淀，并将其清洗干净，在干燥箱中60℃下干燥15h，然后将其放入马弗炉中460℃退火2h，490℃退火1h，升温速率为2℃/min，退火过程中会将花粉颗粒去除，退火结束后，得到TiO2空心球，即为添加剂载体；步骤2：分别配制浓度为720g/L、94g/L的ZrOCl2·8H2O和乙二胺四乙酸溶液，取适量的两种溶液进行混合，剧烈搅拌5min使其混合均匀，得到透明的微乳液，用氨水调节pH>10.5，在65℃、30kHz下超声10min得到透明的凝胶，然后用蒸馏水洗涤凝胶至用AgNO3溶液检测不出Cl‑，然后用乙醇洗涤3遍，将洗涤后的氧化锆前驱体溶液放入恒温干燥箱中，在60℃下干燥15h，将干燥好的前驱体在氮气保护下于700℃下煅烧4h，最后撤掉氮气保护让粉体自然冷却至室温，得到ZrO2纳米粉体；步骤3：按照Cu:Zn的摩尔比为0.1:1的比例称取共5g的硝酸锌和硝酸铜的混合物，将其溶于200ml的蒸馏水中磁力搅拌均匀至透明溶液，再加入柠檬酸磁力搅拌至充分溶解，其中，硝酸锌和柠檬酸的摩尔比为1:1.1，用氨水调节溶液的pH为8.1，在80℃恒温水浴中使溶液蒸发水分形成湿凝胶，再在80℃真空干燥箱内干燥24h直至恒重，得到干凝胶；将干凝胶于空气气氛中650℃煅烧2h，自然冷却至室温，研磨后得到纳米Cu‑ZnO复合粒子；步骤4：将添加剂载体、电气石负离子粉、太极石粉体、ZrO2纳米粉体、纳米Cu‑ZnO复合粒子、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到添加剂浆料，然后将其烘干，研磨成粉，即得复合添加剂；步骤5：将上述的复合添加剂和乙二醇混合，搅拌后在室温下超声5h，得到混合液，然后在酯化反应釜中加入PTA、混合液、催化助剂，搅拌均匀后进行酯化，聚合，得到聚酯母粒，其中，酯化温度为280℃，压力400KPa，酯化率达到大于93.5％时进行缩聚反应，缩聚温度为300℃，抽真空至50MPa，缩聚至特性粘度为0.65时，出料，切料，得到聚酯母粒；聚酯母粒再经纺丝得聚酯纤维，即为复合型聚酯纤维，然后将其设于所述电缆中，形成复合型聚酯纤维层。