[发明专利]一种碳纤维复合材料电缆芯

摘要

本发明涉及一种碳纤维复合材料电缆芯，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，所述承重芯(12)为耐高温高力学性能环氧树脂与碳纤维的复合物，所述保护层(13)为耐高温耐侯性能环氧树脂组合物与玻璃纤维的复合物。本发明采用海因环氧树脂和低粘度环氧树脂的共混型环氧树脂作为树脂基体，不仅能满足玻璃纤维对树脂低粘度的要求，还可以使电缆芯具备优异的耐高温性能。

主权项

一种碳纤维复合材料电缆芯，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，所述承重芯(12)为耐高温高力学性能环氧树脂与碳纤维的复合物，所述保护层(13)为耐高温耐侯性能环氧树脂组合物与玻璃纤维的复合物，其特征在于：所述耐高温耐侯性能环氧树脂组合物由下述成分制成：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、5‑10质量份稀释剂和0.5‑3.0质量份硅烷偶联剂；组分B包括下述成分：15‑35质量份胺类固化剂、0.1‑3.0质量份促进剂和0.01‑0.1质量份抗氧剂，所述环氧树脂为环氧树脂a和环氧树脂b的组合，环氧树脂a和环氧树脂b的质量比为：10‑30∶70‑90；其中，所述环氧树脂a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b为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂或双酚F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的粘度范围：在25℃时为500‑4000mPa·s；所述抗氧剂为主抗氧剂和助抗氧剂的组合，主抗氧剂和助抗氧剂的质量比为：0.0095‑0.08∶0.0005‑0.02；所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，选自四[β‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、2，2‑硫代双[3‑(3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸乙酯或4，6‑二(辛硫甲基)‑o‑甲酚中的一种；所述助抗氧剂为硫代酯类抗氧剂，选自硫代二丙酸双十二醇酯、硫代二丙酸双十四醇酯或硫代二丙酸双十八醇酯中的一种；所述保护层(13)中还添加紫外吸收剂，所述紫外吸收剂为UV‑9、UV‑531、UV‑327、三嗪‑5中的一种或多几种组合；所述保护层(13)中还添加能量转移剂，所述能量转移剂为三(1，2，2，6，6‑五甲基哌啶基)亚磷酸酯或AM101中的一种或两种组合；所述承重芯(12)的耐高温高力学性能环氧树脂为E51环氧树脂、TDE86环氧树脂(4、5‑环氧环乙烷‑1、2二甲酸二缩水甘油酯)、AG80四官能团环氧树脂、MY721环氧树脂、AFG90三官能团环氧树脂、陶氏生产的DER331液体环氧树脂中的一种或者多种；所述胺类固化剂为胺类固化剂a和胺类固化剂b的组合，胺类固化剂a和胺类固化剂b的质量比为：5‑15∶10‑20；所述胺类固化剂a为包含两个或两个以上氨基官能团的聚醚胺类化合物，分子量范围200‑2500，粘度范围：在25℃时为5‑300mPa·s的聚醚胺类化合物中的一种或几种；所述胺类固化剂b为脂肪族胺类和改性脂肪族胺类化合物的一种或几种，选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、已二胺、羟甲基乙二胺、羟甲基二乙烯三胺、β‑羟乙基乙二胺中的一种或多种；所述促进剂选自：2，4，6‑三(二甲氨基甲基)苯酚、三氟化硼络合物、三乙醇胺中的一种或多种；所述稀释剂为包含两个环氧基官能团和至少一个醚键的化合物，选自乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或几种；所述偶联剂为包含环氧基官能团的硅烷类偶联剂，选自γ‑氨丙基三乙氧基硅烷，γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ‑(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种。