[发明专利]一种复合材料电缆线的制作方法

说明书

本申请是申请日为“2013年02月05日”、申请号为“2013100442638”、名称为“一种碳纤维复合材料电缆线的制作方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电缆芯，尤其是涉及一种复合材料电缆线的制作方法。

背景技术

电缆芯作为传统钢芯的替代产品，由于长期在野外高温，日照，气候变化等恶劣条件下工作，要求其具有优良力学性能的同时，还具有耐高温、抗紫外线以及抗老化性等，对电缆芯的综合性能要求很高。

传统的电缆芯结构为内部碳纤维与环氧树脂复合材料制成的承重芯，外部为玻璃纤维与环氧树脂复合物制成的保护层，两者共用同一种树脂体系。在同一种树脂体系下，耐高温、抗张强度、抗弯强度、模量、抗压强度、抗紫外线以及抗老化性等性能之间互相影响，通过改性增加某一方面的性能往往以牺牲另一方面性能为代价。

双环戊二烯(DCPD)是环戊二烯的二聚体，主要来自于乙烯裂解的副产C5馏分和

煤炭焦化副产轻苯馏分，由于化学活性高，是石油树脂和多种精细化学品的原料，将其引入环氧树脂，可使环氧树脂性能得到改善，如其粘度、力学性能以及良好阻燃性和韧性均优于通用型环氧树脂。

发明内容

本发明设计了一种复合材料电缆线的制作方法，其解决的技术问题是现有电缆芯存在耐高温性能、抗张强度、力学性能、阻燃性、抗压强度、抗紫外线以及抗老化性等性能方面比较差。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：一种电缆芯，包括承重芯（12）和保护层（13），所述保护层（13）通过缠绕工艺包覆在所述承重芯（12）的外部，其特征在于：所述承重芯（12）为耐热高力学性能环氧树脂与碳纤维的复合物，所述保护层（13）为耐高温耐候性能环氧树脂与玻璃纤维的复合物；所述承重芯

（12）的耐热高力学性能环氧树脂由下述成分制成：100质量份的混合环氧树脂；20-75质量份的固化剂；10-30质量份的稀释剂；0.5-5.0质量份的促进剂；0.5-5.0质量份的填料；所述混合环氧树脂包括环氧树脂a和环氧树脂b；环氧树脂a为双环戊二烯（DCPD）型环氧树脂，所述环氧树脂b为缩水甘油胺类环氧树脂和双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂的组合物；环氧树脂a和环氧树脂b的质量比为：50-80：20-50；所述双环戊二烯型环氧树脂的结构式如下所示：

，

式中n为0至10的整数；所述环氧树脂b中的缩水甘油胺类环氧树脂与双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂的质量比为：1:9-9:1。

所述保护层（13）中耐高温耐候性能环氧树脂由下述成分制成：包括组分A和组分B，其中组分A包括下述成分：100质量份环氧树脂、5-20质量份稀释剂、0.5-5.0质量份硅烷偶联剂、0.5-5.0质量份无机填料；组分B包括下述成分：25-45质量份胺类固化剂、0.5-5.0质量份促进剂；所述环氧树脂为环氧树脂c和环氧树脂d的组合，环氧树脂c和环氧树脂d的质量比为：50-80：20-50；所述环氧树脂c为包含一个或多个海因环（五元二氮杂环）的缩水甘油胺型、缩水甘油醚型或缩水甘油酯型海因环氧树脂，海因环（五元二氮杂环）结构式如下所示，海因环（五元二氮杂环）结构式中取代基R1和R2为H、CH3、C2H5、芳基或芳烷基：

；

所述环氧树脂d为下述几种环氧树脂中的至少一种：4,5-环氧环乙烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚F型缩水甘油醚类环氧树脂或双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂；其中，双酚F型缩水甘油醚类环氧树脂或双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂优选粘度范围：500-4000mPa·s（25℃）。

进一步，所述保护层（13）中环氧树脂c为含有一个海因环的二缩水甘油胺型海因环氧树脂，化学结构式如下：

；

其中的取代基R1和R2存在以下组合选择方式：1）R1为H，R2为H的化合物；2）R1为CH3，R2为H的化合物；3）R1为CH3，R2为CH3的化合物；4）R1为C2H5，R2为H的化合物；5）R1为C2H5，R2为CH3的化合物。