CN104610725A - 一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法 - Google Patents

一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，包括如下步骤：将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浓浆，使强碱溶液充分浸渍碳纤维；用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用；将活化处理后的碳纤维与聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料；采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却。本发明方法简单，成本低廉，挤出快速，所制备的聚氨酯电缆套料具有良好的低温抗扭性、耐磨性、耐化学腐蚀性。

Description

一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法
技术领和
本发明涉及一种电缆制备技术，尤其涉及一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法。
背景技术
热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)具有耐低温、耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、耐射线辐照等优异性能，由于其性能优良，聚氨酯的产量增长很快，同时也促进了聚氨酯弹性体的发展。在如火如荼的风力发电电缆上，聚氨酯弹性体也发挥了巨大的作用，它在风电电缆中占据了不可替代的优势。关于聚氨酯弹性体材料的挤出加工工艺还没有多的文献和相关非常成熟的经验，有也是电缆截面相对较小的，例如6mm2及以下的电缆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单，成本低廉，挤出快速，所制备的聚氨酯电缆套料具有良好的低温抗扭性、耐磨性、耐化学腐蚀性的挤出方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，包括如下步骤：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维；
用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在高温下对碳纤维活化处理，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用；
将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料；
采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；
严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在110～120℃条件下，加热10～12h，使强碱溶液充分浸渍碳纤维步骤的具体实现如下：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维。
进一步，所述用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在高温下对碳纤维活化处理，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用步骤的具体实现如下：
用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在600～700℃条件下，对碳纤维活化处理30～40min，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性，并在90～110℃条件下烘干备用。
进一步，所述将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料步骤的具体实现如下：
按照质量比为1:3，将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在带有吸湿剂的干燥器中，在90～110℃条件下，干燥2～3h备用；
对较软的聚氨酯弹性体，在80～85℃条件下，干燥3～5d；
加工前聚氨酯弹性体的含水量需小于0.02％。
进一步，所述采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出步骤的具体实现如下：
采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；
挤出机螺杆长径比在25:1～30:1，压缩比为3:1，料筒和螺杆之间的间隙为0.2～0.25mm，机头的滤网为80～120目，1～2层；
根据螺秆直径不同，螺杆转速设置为12～68r/min；
挤出电缆护套时，应保证料流能通过一定的平直部分，聚氨酯弹性体的拉伸比一般在S＝1.5～3.0在采用挤压式生产时，模套外径比电缆外径小0.3～0.8mm。
进一步，所述严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却步骤的具体实现如下：
严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内；
其中，加料区145℃、加热1区155℃、加热2区165℃、加热3区175℃、机径区170℃、机头区170℃、模套区170℃；
将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却，其中冷却槽中水温控制在20～25℃。
本发明的有益效果是：方法简单，成本低廉，挤出快速，所制备的聚氨酯电缆套料具有良好的低温抗扭性、耐磨性、耐化学腐蚀性。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，包括如下步骤：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维；
用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在高温下对碳纤维活化处理，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用；
将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料；
采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；
严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却。
实施例1：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维。用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在650℃条件下，对碳纤维活化处理35min，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性，并在100℃条件下烘干备用。按照质量比为1:3，将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为40Mpa，伸长率为600％的聚氨酯弹性体，在带有吸湿剂的干燥器中，在95℃条件下，干燥2.5h备用；对较软的聚氨酯弹性体，在82℃条件下，干燥4d；加工前聚氨酯弹性体的含水量需为0.01％。采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ80挤出机上进行挤出；挤出机螺杆长径比在28:1，压缩比为3:1，料筒和螺杆之间的间隙为0.23mm，机头的滤网为100目，1层；根据螺秆直径不同，螺杆转速设置为30r/min；挤出电缆护套时，应保证料流能通过一定的平直部分，聚氨酯弹性体的拉伸比一般在S＝1.8在采用挤压式生产时，模套外径比电缆外径小0.6mm。严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内；其中，加料区145℃、加热1区155℃、加热2区165℃、加热3区175℃、机径区170℃、机头区170℃、模套区170℃；将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却，其中冷却槽中水温控制在22℃。
实施例2：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维。用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在600℃条件下，对碳纤维活化处理30min，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性，并在90℃条件下烘干备用。按照质量比为1:3，将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7Mpa，伸长率为462％的聚氨酯弹性体，在带有吸湿剂的干燥器中，在90℃条件下，干燥2h备用；对较软的聚氨酯弹性体，在80℃条件下，干燥3d；加工前聚氨酯弹性体的含水量为0.02％。采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45挤出机上进行挤出；挤出机螺杆长径比在25:1，压缩比为3:1，料筒和螺杆之间的间隙为0.2mm，机头的滤网为80目，1层；根据螺秆直径不同，螺杆转速设置为12r/min；挤出电缆护套时，应保证料流能通过一定的平直部分，聚氨酯弹性体的拉伸比一般在S＝1.5在采用挤压式生产时，模套外径比电缆外径小0.3mm。严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内；其中，加料区145℃、加热1区155℃、加热2区165℃、加热3区175℃、机径区170℃、机头区170℃、模套区170℃；将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却，其中冷却槽中水温控制在20℃。
实施例3：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维。用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在700℃条件下，对碳纤维活化处理40min，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性，并在110℃条件下烘干备用。按照质量比为1:3，将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为50Mpa，伸长率为730％的聚氨酯弹性体，在带有吸湿剂的干燥器中，在110℃条件下，干燥3h备用；对较软的聚氨酯弹性体，在85℃条件下，干燥5d；加工前聚氨酯弹性体的含水量为0.005％。采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ150挤出机上进行挤出；挤出机螺杆长径比在30:1，压缩比为3:1，料筒和螺杆之间的间隙为0.25mm，机头的滤网为8120目，2层；根据螺秆直径不同，螺杆转速设置为68r/min；挤出电缆护套时，应保证料流能通过一定的平直部分，聚氨酯弹性体的拉伸比一般在S＝3.0在采用挤压式生产时，模套外径比电缆外径小0.8mm。严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内；其中，加料区145℃、加热1区155℃、加热2区165℃、加热3区175℃、机径区170℃、机头区170℃、模套区170℃；将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却，其中冷却槽中水温控制在25℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，包括如下步骤：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维；
用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在高温下对碳纤维活化处理，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用；
将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料；
采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；
严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却。
2.根据权利要求1所述一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，所述将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在110～120℃条件下，加热10～12h，使强碱溶液充分浸渍碳纤维步骤的具体实现如下：
将碳纤维、强碱溶液和去离子水按照1:1:1的比例配成浆料，在加热条件下，使强碱溶液充分浸渍碳纤维。
3.根据权利要求1所述一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，所述用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在高温下对碳纤维活化处理，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性备用步骤的具体实现如下：
用水泵将水送入酸性气相汽化室，得到水蒸气、二氧化碳后，进入置有碳纤维的活化室，在600～700℃条件下，对碳纤维活化处理30～40min，处理完毕用蒸馏水将碳纤维冲洗至中性，并在90～110℃条件下烘干备用。
4.根据权利要求1所述一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，所述将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在高温条件下充分融合，得到增强型套料步骤的具体实现如下：
按照质量比为1:3，将活化处理后的碳纤维与抗拉强度为30.7～50Mpa，伸长率为462～730％的聚氨酯弹性体，在带有吸湿剂的干燥器中，在90～110℃条件下，干燥2～3h备用；
对较软的聚氨酯弹性体，在80～85℃条件下，干燥3～5d；
加工前聚氨酯弹性体的含水量需小于0.02％。
5.根据权利要求1所述一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，所述采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出步骤的具体实现如下：
采用挤出机的牵引控制电缆外径，利用挤压和挤管方式在Φ45～150挤出机上进行挤出；
挤出机螺杆长径比在25:1～30:1，压缩比为3:1，料筒和螺杆之间的间隙为0.2～0.25mm，机头的滤网为80～120目，1～2层；
根据螺秆直径不同，螺杆转速设置为12～68r/min；
挤出电缆护套时，应保证料流能通过一定的平直部分，聚氨酯弹性体的拉伸比一般在S＝1.5～3.0在采用挤压式生产时，模套外径比电缆外径小0.3～0.8mm。
6.根据权利要求1所述一种增强型聚氨酯电缆套料挤出方法，其特征在于，所述严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内，将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却步骤的具体实现如下：
严格控制加热区、机径区、模套温度，保持在一定温度之内；
其中，加料区145℃、加热1区155℃、加热2区165℃、加热3区175℃、机径区170℃、机头区170℃、模套区170℃；
将挤出的电缆套料在冷却槽中冷却，其中冷却槽中水温控制在20～25℃。
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