[发明专利]一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料及其电力电缆护套管的制备方法

说明书

本发明公开一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料及其电力电缆护套管的制备方法，该MPP专用料将三维网状结构结合树脂材料形成完整的导热通道，具有良好的导热性能和机械性能等优点；同时MPP电力电缆护套管采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂，相较于传统的电力电缆护套管，具有较佳的机械性能均衡、成型加工性能好，使用价值高且原料来源广泛，无毒害性，加工方法简单，成本低等优点，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及导热材料，更具体的说是涉及一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料及其电力电缆护套管的制备方法。

背景技术

随着我国的电力领域快速发展，目前应用于电力保护中的管材材料多样，而电力保护管是电力领域中的重要原件，对电缆、电线、光纤等电力材料起到优良的保护作用，目前的电力保护管有采用PP、PVC、PE等材料，但上述材料制得的电力保护管导热性能较差，在电流传输过程中存在容易发热造成老化、失火等问题，未能满足电力保护的需求；现在普遍使用的导热高聚物材料是填充型的，这种材料存在着一些缺陷，即导热填料含量较低时导热塑料的导热性能差，不能满足实际使用的要求，导热填料含量较高时，导热性能好，但是导热高聚物材料会出现力学性能显著下降、加工困难。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种含有三维网状结构导热材料的MPP专用料的制备方法，该材料将三维网状结构结合树脂材料形成完整的导热通道，具有良好的导热性能，机械性能等优点。

本发明的另一目的在于提供一种含有三维网状结构导热材料的MPP电力电缆护套管的制备方法，该方法采用具有双连续相形态结构的PP/PS复合材料作为基体树脂，相较于传统的电力电缆护套管的制备方法，采用双连续相树脂更有利于导热材料在基体树脂中的分散，制得的导热电力电缆护套管具有较佳的机械性能均衡、成型加工性能好，使用价值高等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种三维网状结构导热材料的制备方法，其包括如下步骤：

步骤A：首先用去离子水配制5~10wt%的硝酸溶液，然后将碳纤维完全浸入硝酸溶液中，放入微波炉里进行辐射处理，处理时间60~120s，将反应处理后的样品用去离子水清洗3~5遍后在干燥炉中干燥，备用；

步骤B：将偶联剂按照质量比是1~3：1加入到溶剂中进行稀释，混合搅拌8~12h，在烧杯中使两种液体混合为均一的液体，然后倒入喷水瓶里，将质量比1:3的CaCO₃和SiC粉末加入高速混合机中，高速混合机的温度设置为80~100℃，边喷洒偶联剂溶液边不断搅拌均匀，在搅拌过程中会产生热量和高速混合机加热的热量一起进一步促进CaCO₃和SiC粉末与偶联剂发生反应；

步骤C：将块状酚醛树脂用粉碎机粉碎，并用网筛进行筛选最终得到酚醛树脂粉末。将步骤A制得的碳纤维、步骤B制得的表面处理CaCO₃和SiC粉末与酚醛树脂粉末以1:1:1~2的质量比加入水中，超声振荡并搅拌1~2h使其分散均匀，过滤后放入干燥箱中60-80℃下干燥24~48h，样品干燥后升温至200~300℃进行固化，最后炭化炉中氮气气氛保护下升温至700~1000℃进行炭化制得三维网状结构导热材料；

作为优选方案，步骤A中所述碳纤维为短切碳纤维，长度≤0.5mm；

作为优选方案，步骤B中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的至少一种；

作为优选方案，步骤B中所述溶剂为乙醇、甲醇和丙酮中的至少一种；

作为优选方案，步骤B中所述CaCO₃平均粒径为0.1-2μm；

作为优选方案，步骤B中所述SiC平均粒径为0.5~10μm；