[发明专利]一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备而成：30‑60份的环氧树脂，5‑15份的三聚氰胺，5‑15份的聚丙烯，2‑5份的磷酸，0.1‑0.5份的纳米碳纤维，0.5‑2份的纳米氧化铜，0.5‑1份的纳米氧化铋，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂；本发明利用高分子的交联和有机‑无机杂化原理，使复合材料具有电场屏蔽效果好，力学性能高的优点。

技术领域

本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法。

背景技术

为了减少电缆线对受外界电磁场的干扰，电缆缆芯的外层（护套的里层）包覆金属屏蔽层，将缆芯与外界隔离。根据使用场合与使用要求的不同，常用的屏蔽带类型有以下几种，裸铝带，双面涂塑铝带，铜带，铜包不锈钢带，高强度改性铜带，裸铝，裸钢双层金属带，双面涂塑铝以及钢双层金属带等。

电缆电线结构生产步骤为拉丝、束丝、挤包绝缘层、成缆、铠装、屏蔽和护套。传统电线电缆制作工艺：屏蔽层外采用铝箔屏蔽，再用金属丝网，表层采用PVC（环氧树脂）护套，由于金属丝网编制复杂，效率低，因而电线电缆的制作必须分步进行，使用及其不方便。

早期，人们已进行了许多以赋予树脂组合物导电性的尝试，从而使用该组合物以允许车辆和各种电子装置、电子器件或电缆表现出EMI屏蔽性能等。已有的导电树脂组合物一般通过将导电添加剂如碳黑、碳纤维、金属粉末、金属包被的无机粉末或金属纤维与聚合物混合制得。然而，只要没有加入足够量的导电添加剂，就很难获得具有足够理想的导电性的导电树脂组合物。并且，在使用碳材料如碳黑、碳纤维等的聚合物复合物的情况中，输入大量无机材料，导致树脂硬度较高、表面粗糙度较高以及物理性质劣化，因此难以实现期望的高导电性。

后来，人们又已尝试通过使用碳纳米管作为导电添加剂来赋予导电聚合物以良好的导电性。然而，在通过将碳纳米管与聚合物混合并进行挤出-喷射获得导电复合物的情况中，由于挤出-喷射过程中产生的剪切应力，导致碳纳米管团聚或对齐，并且碳纳米管有缺陷地分散于导电聚合物中，因此很难获得足够理想的导电性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚合物屏蔽层材料存在的屏蔽效果差、力学性能差的缺陷，提供一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料及其制备方法；本发明利用高分子的交联和有机-无机杂化原理，使复合材料具有屏蔽效果好，力学性能好的优点，促进了电缆在更多环境中的使用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：30-60份的环氧树脂，5-15份的三聚氰胺，5-15份的聚丙烯，2-5份的磷酸，0.1-0.5份的纳米碳纤维，0.5-2份的纳米氧化铜，0.5-1份的纳米氧化铋，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。

一种环氧树脂基电缆屏蔽层用复合材料，利用多种有机物的相互交联聚合，形成结构稳定，耐高温的高分子三维网络结构，同时在三维网络结构中杂化不同电场感应材料，形成碳纤维-氧化铜-氧化铋三者形成一个立体屏蔽层，对电场的屏蔽作用增强；同时，三维网络结构使聚合物力学性能增加，环境适应性更强；该复合材料使用范围更大，有利于电缆行业的发展。

优选的，其中所述的环氧树脂聚合度为100-500，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料力学性能降低；聚合度太小，分子链太短，不利于电场感应材料的杂化和嵌入，感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低。

优选的，其中所述的聚丙烯聚合度为40-80，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料力学性能降低；聚合度太小，分子链太短，不利于电场感应材料的杂化和嵌入，感应材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品屏蔽性能降低。