CN104795124B - 一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，包括至少一根防弹丝、多根镀锡铜线、多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连；所述防弹丝和镀锡铜线螺旋绞合在碳纳米管的表面。由于碳纳米管为中空的管状结构，且镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成的厚度较薄，因此，电流在通过镀锡铜线时基本不会产生趋肤效应，避免信号在绞线传输过程中的衰减，使得镀锡铜线得到充分利用。另外，防弹丝具有高抗张、高拉力功能，低延伸、断裂强度高，高稳定性、耐潜变，低热膨胀系数，低比重等优点，因此，在镀锡铜线中绞合防弹丝可提高镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的柔韧性、抗拉强度、稳定性。
Description
技术领域：
本发明涉及电线电缆技术领域，具体而言，涉及一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线。
背景技术：
申请号为200910002443.3的发明专利公开了一种绞线，包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连，其中，该绞线进一步包括导电材料包覆于碳纳米管表面。
与现有技术比较，上述发明中的绞线具有以下优点：其一，采用导电材料包覆的碳纳米管形成的绞线比采用纯碳纳米管形成的碳纳米管线具有更好的导电性；其二，由于碳纳米管为中空的管状结构，且形成于碳纳米管表面的导电层厚度一般只有几个纳米，因此，电流在通过金属导电材料层时基本不会产生趋肤效应，从而避免了信号在绞线传输过程中的衰减；其三，由于碳纳米管具有优异的力学性能及较轻的质量，因此，该绞线比纯金属导线具有更高的机械强度及更轻的质量。
申请号为201320434289.9的发明公开了一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，该发明由192根镀锡铜线和一根400D防弹丝一次性完成铜绞线生产工艺，满足电源线、电子电源线产品需求，采用一次性绞合成型工艺，过程稳定，解决因多次绞合造价成本高、浪费大的劣势，直接提升生产效益和节约制造资源。
由于申请号为201320434289.9的发明所述的镀锡铜线和防弹丝合铜绞线由192根镀锡铜线和一根400D防弹丝一次性完成铜绞线生产工艺，因此，电流在通过该绞线时，会产生趋肤效应，使电流或电信号仅从整个绞线的外表面经过，导致192根镀锡铜线得不到充分的利用。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种新的镀锡铜线和防弹丝合铜绞线。
针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，包括至少一根防弹丝、多根镀锡铜线，还包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连；所述防弹丝和镀锡铜线螺旋绞合在碳纳米管的表面；镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的外表面还设置有一强化层，所述强化层的材料以重量份数计，由100份聚乙烯、12-16份聚对苯撑苯并二恶唑纤维、5-8份氯化聚乙烯、15-20份EVA、10-12份ACR、8-10份聚乙烯醇、1-2份抗氧剂CA、2-3份硬脂酸锌、10-15份PE-g-MAH组成，强化层的厚度为0.1—1微米，所述强化层的材料由以下步骤制成：
(1)将聚对苯撑苯并二恶唑纤维浸泡于无水乙醇中12小时，取出后用蒸馏水冲洗后烘干，然后加入体积比为2:1的多聚磷酸与乙酸的混合溶液中浸泡30分钟，取出后用蒸馏水洗涤5次，烘干后浸泡于偶联剂A-187的甲苯溶液中3小时，取出后置于真空烘箱中110℃下干燥12小时，得到改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维备用；
(2)将步骤(1)得到的改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维以及其他组份一起加入高速混合机混合10分钟，移至双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，将粒料干燥后加入注塑机注塑成型。
按上述技术方案，由于碳纳米管为中空的管状结构，且镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成的厚度较薄，一般在二十个纳米以下，因此，电流在通过镀锡铜线时基本不会产生趋肤效应，从而避免了信号在绞线传输过程中的衰减，使得镀锡铜线得到充分的利用。另外，防弹丝具有高抗张、高拉力功能，低延伸、高模量、断裂强度高，高耐温性、高燃性、不溶解补助然，高抗化学性、高稳定性、耐潜变，低热膨胀系数，低比重等优点，因此，在镀锡铜线中绞合防弹丝可提高镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的柔韧性、抗拉强度、稳定性。
作为本发明对上述技术方案中防弹丝的数量的一种说明，所述防弹丝的数量视绞线的应用领域和实际工作情况而定，作为一种优选，所述防弹丝的数量为三根，三根防弹丝沿碳纳米管的圆周向均匀分布，且防弹丝混杂在数量众多的镀锡铜线中。
作为本发明对镀锡铜线的数量的一种说明，所述镀锡铜线的数量视绞线的应用领域和实际工作情况而定，作为一种优选，所述镀锡铜线的数量为192根，192根镀锡铜线与防弹丝均匀地绞合在碳纳米管的表面，192根镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成厚度均匀的导电层。该导电层的厚度为1—20纳米。
作为本发明对碳纳米管的一种说明，所述碳纳米管的直径为0.5纳米—50纳米。多个碳纳米管通过范德华力首尾相连，相连后，碳纳米管的总长度视绞线的生产条件、应用领域和实际工作情况而定，申请人无法给出一个具体的碳纳米管的数量。
作为本发明对整个镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的一种说明，所述镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的直径为4.5纳米—100微米。
聚对苯撑苯并二恶唑纤维具有极好的强度、模量、耐热性和阻燃性，但其表面活性低呈惰性，与树脂的粘结强度较差，因此本发明先用多聚磷酸对其进行表面处理，改善了其表面湿润性且使其表面变得粗糙，再通过偶联剂对其进行接枝处理，形成接枝交联层，在其表面引入了极性基团增加了表面的极性，能有效提高聚对苯撑苯并二恶唑纤维与聚乙烯之间的界面粘结强度，进而提高强化层的强度、耐热性、阻燃性。氯化聚乙烯具有较好的耐老化性、柔韧性，且与聚乙烯之间的相容性较好，因此可有效提高强化层的耐老化线和柔韧性。EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物，可有效提高强化层的弹性、柔性和透气性。ACR是具有核壳结构的丙烯酸酯共聚物，可有效提高强化层的抗冲击性以及低温韧性。聚乙烯醇具有很好的平滑性和耐磨性，在相容剂PE-g-MAH的帮助下可与PE基体很好地结合，提高强化层的平滑性和耐磨性。
作为进一步改进，上述步骤(2)中，双螺杆挤出机的各段温度分别为160℃、170℃、180℃、195℃，机头温度为200℃。
本发明的有益效果在于：由于碳纳米管为中空的管状结构，且镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成的厚度较薄，因此，电流在通过镀锡铜线时基本不会产生趋肤效应，避免信号在绞线传输过程中的衰减，使得镀锡铜线得到充分利用。另外，防弹丝具有高抗张、高拉力功能，低延伸、断裂强度高，高稳定性、耐潜变，低热膨胀系数，低比重等优点，因此，在镀锡铜线中绞合防弹丝可提高镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的柔韧性、抗拉强度、稳定性。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的第一实施例的断面图；
图2为本发明一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的第二实施例的断面图。
具体实施方式：
第一实施例：
如图1，一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，包括三根防弹丝10、192根镀锡铜线20、多个碳纳米管30、强化层40；所述多个碳纳米管通过范德华力首尾相连；所述防弹丝和镀锡铜线螺旋绞合在碳纳米管的表面。
如图1，192根镀锡铜线与防弹丝10均匀地绞合在碳纳米管30的表面，192根镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成厚度均匀的导电层。其中，三根防弹丝沿碳纳米管30的圆周向均匀分布。导电层的厚度为1—20纳米。
所述碳纳米管30的直径为0.5纳米—50纳米。
所述强化层40设置于镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的外表面，按重量份数计，所述强化层40的材料由100份聚乙烯、12份聚对苯撑苯并二恶唑纤维、6份氯化聚乙烯、18份EVA、11份ACR、10份聚乙烯醇、2份抗氧剂CA、3份硬脂酸锌、14份PE-g-MAH组成，所述强化层的厚度为0.1—1微米。所述强化层40的材料的制备方法的步骤如下：(1)将聚对苯撑苯并二恶唑纤维浸泡于无水乙醇中12小时，取出后用蒸馏水冲洗后烘干，然后加入体积比为2:1的多聚磷酸与乙酸的混合溶液中浸泡30分钟，取出后用蒸馏水洗涤5次，烘干后浸泡于偶联剂A-187的甲苯溶液中3小时，取出后置于真空烘箱中110℃下干燥12小时，得到改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维备用；(2)将步骤(1)得到的改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维以及其他组份一起加入高速混合机混合10分钟，移至双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，双螺杆挤出机的各段温度分别为160℃、170℃、180℃、195℃，机头温度为200℃，将粒料干燥后加入注塑机注塑成型。
整个镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的直径为4.5纳米—100微米。
第二实施例：
如图2，一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，包括三根防弹丝10、192根镀锡铜线20、多个碳纳米管30、强化层40；所述多个碳纳米管构成三条并列的碳纳米管串，每条碳纳米管串由多个碳纳米管通过范德华力首尾相连；所述防弹丝和镀锡铜线螺旋绞合在三条并列的碳纳米管串的表面。
如图2，192根镀锡铜线与防弹丝10均匀地绞合在三条并列的碳纳米管串的表面，192根镀锡铜线和防弹丝在三条并列的碳纳米管串表面形成厚度均匀的导电层。其中，三根防弹丝沿绞线的圆周向均匀分布。导电层的厚度为1—20纳米。
所述碳纳米管30的直径为0.5纳米—50纳米。
所述强化层40设置于镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的外表面，按重量份数计，所述强化层40的材料由100份聚乙烯、16份聚对苯撑苯并二恶唑纤维、8份氯化聚乙烯、15份EVA、10份ACR、9份聚乙烯醇、1.5份抗氧剂CA、2份硬脂酸锌、10份PE-g-MAH组成，所述强化层的厚度为0.1—1微米。所述强化层40的材料的制备方法的步骤如下：(1)将聚对苯撑苯并二恶唑纤维浸泡于无水乙醇中12小时，取出后用蒸馏水冲洗后烘干，然后加入体积比为2:1的多聚磷酸与乙酸的混合溶液中浸泡30分钟，取出后用蒸馏水洗涤5次，烘干后浸泡于偶联剂A-187的甲苯溶液中3小时，取出后置于真空烘箱中110℃下干燥12小时，得到改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维备用；(2)将步骤(1)得到的改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维以及其他组份一起加入高速混合机混合10分钟，移至双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，双螺杆挤出机的各段温度分别为160℃、170℃、180℃、195℃，机头温度为200℃，将粒料干燥后加入注塑机注塑成型。
整个镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的直径为4.5纳米—100微米。
第三实施例：
与第二实施例不同的是，按重量份数计，所述强化层40的材料由100份聚乙烯、14份聚对苯撑苯并二恶唑纤维、5份氯化聚乙烯、20份EVA、12份ACR、8份聚乙烯醇、1份抗氧剂CA、2.5份硬脂酸锌、15份PE-g-MAH组成。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，包括至少一根防弹丝(10)、多根镀锡铜线(20)，其特征在于：还包括多个碳纳米管(30)，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连；所述防弹丝和镀锡铜线螺旋绞合在碳纳米管的表面；镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的外表面还设置有一强化层(40)，所述强化层(40)的材料以重量份数计，由100份聚乙烯、12-16份聚对苯撑苯并二恶唑纤维、5-8份氯化聚乙烯、15-20份EVA、10-12份ACR、8-10份聚乙烯醇、1-2份抗氧剂CA、2-3份硬脂酸锌、10-15份PE-g-MAH组成，强化层(40)的厚度为0.1—1微米，所述强化层的材料由以下步骤制成：
(1)将聚对苯撑苯并二恶唑纤维浸泡于无水乙醇中12小时，取出后用蒸馏水冲洗后烘干，然后加入体积比为2:1的多聚磷酸与乙酸的混合溶液中浸泡30分钟，取出后用蒸馏水洗涤5次，烘干后浸泡于偶联剂A-187的甲苯溶液中3小时，取出后置于真空烘箱中110℃下干燥12小时，得到改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维备用；
(2)将步骤(1)得到的改性聚对苯撑苯并二恶唑纤维以及其他组份一起加入高速混合机混合10分钟，移至双螺杆挤出机中挤出造粒得到粒料，将粒料干燥后加入注塑机注塑成型。
2.如权利要求1所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：所述防弹丝(10)的数量为三根，三根防弹丝沿碳纳米管(30)的圆周向均匀分布。
3.如权利要求1所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：所述镀锡铜线(20)的数量为192根，192根镀锡铜线与防弹丝(10)均匀地绞合在碳纳米管(30)的表面，192根镀锡铜线和防弹丝在碳纳米管的表面形成厚度均匀的导电层。
4.如权利要求1或3所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：螺旋绞合在碳纳米管(30)表面的防弹丝(10)和镀锡铜线(20)的厚度为1—20纳米。
5.如权利要求1所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：所述碳纳米管(30)的直径为0.5纳米—50纳米。
6.如权利要求1所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：所述镀锡铜线和防弹丝合铜绞线的直径为4.5纳米—100微米。
7.如权利要求1所述的一种镀锡铜线和防弹丝合铜绞线，其特征在于：所述步骤(2)中，双螺杆挤出机的各段温度分别为160℃、170℃、180℃、195℃，机头温度为200℃。
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