CN105960037A - 一种碳纤维发热电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳纤维发热电缆及其生产工艺，涉及电线电缆技术领域。包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，所述碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，所述绝缘层和所述环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，所述碳纤维线芯在所述环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。本发明生产的碳纤维发热电缆重量轻，利于身体健康，没有安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域，具体地说是涉及一种碳纤维发热电缆及其生产工艺。
背景技术
传统中的发热电缆，它的里面主要是采用合金电阻丝来作为发热源，外面由绝缘层、外护套组成，通电后埋设在填充层内的发热电缆将热能通过热传导方式和发出的一定距离的远红外线辐射方式传给受热体，其不足之处是重量大，发热效率比较低，金属合金发热体对人体会产生强烈的电磁辐射，长期的电磁辐射会危害人的健康。而且这种电缆使用寿命短，长期使用会使外面的绝缘层、外护套产生氧化，进而导致漏电等，对人体有很大的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种碳纤维发热电缆及其生产工艺，以改善现有发热电缆重量大，危害人体健康等问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种碳纤维发热电缆，包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，所述碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，所述绝缘层和所述环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，所述碳纤维线芯在所述环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述碳纤维复合线芯由碳纤维和粘结剂复合而成，所述的粘结剂主要由下述重量百分比的原料组成：环氧树脂65-85%、固化剂 10-20%、促进剂 5-10%和增韧剂2-5%。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述铜合金导线由镍0.5-1.5%、铬
0.2-0.6%、锆
0.04-0.1%、镁0.04-0.06%，其余为铜组成。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述绝缘层由云母带及云母带外设置的PVC构成。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述抗拉元件为抗拉金属丝，所述抗拉金属丝为钢丝。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述屏蔽层为裸铜线、铜包钢线、镀锡铜线中的一种。
一种碳纤维发热电缆的生产工艺，包括以下步骤 ：
（1）制备碳纤维复合线芯
将所述碳纤维送入预成型模，温度在20-100℃，接着送入熔融树脂模内，并加压0.5-5MPa，注入熔融的所述环氧树脂、所述固化剂、所述促进剂和所述增韧剂，保持温度在100-500℃，浸渍30-60min;再经过结构定型模，并降温到40-100℃，随后在模具出口冷却至20-30℃，获得所述碳纤维复合线芯；
（2）绞合
将所述铜合金导线经过退火处理后，在所述碳纤维复合线芯外部绞合，制备出架空导线；
（3）绕包
将PVC放入模具中，并升温至185-205℃，使PVC成熔融状态，将所述云母带绕包在所述架空导线上，通过熔融状态的所述PVC，然后经固化炉，再通过钢制模口挤出；
（4）成缆
将步骤(3)得到的产物与所述填充物、所述抗拉元件、所述阻燃带进行绑扎,输入挤塑机中，直接挤包环氧树脂橡胶护套 。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述碳纤维复合线芯的芯棒直径为10-19mm。
本发明的有益效果：碳纤维电缆无电磁辐射、热转化率高达 99% 、使用寿命长，利用远红外散热对人体还可以促进血液循环、扩张血管，使身体内部温暖；由于碳纤维电缆芯的重量轻，降低了生产成本，特别适合大规模生产；采用本制造工艺生产的碳纤维发热电缆，耐腐蚀性能优良，效率高，质量稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种碳纤维发热电缆，包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，绝缘层和环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，碳纤维线芯在环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。
碳纤维复合线芯由碳纤维和粘结剂复合而成，所述的粘结剂主要由下述重量百分比的原料组成：环氧树脂65%、固化剂 10%、促进剂 5%和增韧剂2%。
铜合金导线由镍0.5%、铬 0.2%、锆 0.04%、镁0.04%，其余为铜组成。
绝缘层由云母带及云母带外设置的PVC构成。
抗拉元件为抗拉金属丝，所述抗拉金属丝为钢丝。
屏蔽层为铜包钢线。
一种碳纤维发热电缆的生产工艺，包括以下步骤 ：
（1）制备碳纤维复合线芯
将碳纤维送入预成型模，温度在20℃，接着送入熔融树脂模内，并加压0.5MPa，注入熔融的环氧树脂、固化剂、促进剂和增韧剂，保持温度在100℃，浸渍30min;再经过结构定型模，并降温到40℃，随后在模具出口冷却至20℃，获得碳纤维复合线芯；
（2）绞合
将铜合金导线经过退火处理后，在碳纤维复合线芯外部绞合，制备出架空导线；
（3）绕包
将PVC放入模具中，并升温至185℃，使PVC成熔融状态，将云母带绕包在架空导线上，通过熔融状态的所述PVC，然后经固化炉，再通过钢制模口挤出；
（4）成缆
将步骤(3)得到的产物与填充物、抗拉元件、阻燃带进行绑扎,输入挤塑机中，直接挤包环氧树脂橡胶护套 。
碳纤维复合线芯的芯棒直径为10mm。
实施例2：
一种碳纤维发热电缆，包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，绝缘层和环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，碳纤维线芯在环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。
碳纤维复合线芯由碳纤维和粘结剂复合而成，所述的粘结剂主要由下述重量百分比的原料组成：环氧树脂85%、固化剂20%、促进剂 10%和增韧剂5%。
铜合金导线由镍1.5%、铬 0.6%、锆0.1%、镁0.06%，其余为铜组成。
绝缘层由云母带及云母带外设置的PVC构成。
抗拉元件为抗拉金属丝，所述抗拉金属丝为钢丝。
屏蔽层为镀锡铜线。
一种碳纤维发热电缆的生产工艺，包括以下步骤 ：
（1）制备碳纤维复合线芯
将碳纤维送入预成型模，温度在100℃，接着送入熔融树脂模内，并加压5MPa，注入熔融的环氧树脂、固化剂、促进剂和增韧剂，保持温度在500℃，浸渍60min;再经过结构定型模，并降温到100℃，随后在模具出口冷却至30℃，获得碳纤维复合线芯；
（2）绞合
将铜合金导线经过退火处理后，在碳纤维复合线芯外部绞合，制备出架空导线；
（3）绕包
将PVC放入模具中，并升温至205℃，使PVC成熔融状态，将云母带绕包在架空导线上，通过熔融状态的所述PVC，然后经固化炉，再通过钢制模口挤出；
（4）成缆
将步骤(3)得到的产物与填充物、抗拉元件、阻燃带进行绑扎,输入挤塑机中，直接挤包环氧树脂橡胶护套 。
碳纤维复合线芯的芯棒直径为119mm。
实施例3：
一种碳纤维发热电缆，包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，绝缘层和环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，碳纤维线芯在环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。
碳纤维复合线芯由碳纤维和粘结剂复合而成，所述的粘结剂主要由下述重量百分比的原料组成：环氧树脂75%、固化剂 15%、促进剂 7%和增韧剂3.5%。
铜合金导线由镍1.0%、铬 0.4%、锆 0.07%、镁0.05%，其余为铜组成。
绝缘层由云母带及云母带外设置的PVC构成。
抗拉元件为抗拉金属丝，所述抗拉金属丝为钢丝。
屏蔽层为镀锡铜线。
一种碳纤维发热电缆的生产工艺，包括以下步骤 ：
（1）制备碳纤维复合线芯
将碳纤维送入预成型模，温度在60℃，接着送入熔融树脂模内，并加压2.7MPa，注入熔融的环氧树脂、固化剂、促进剂和增韧剂，保持温度300℃，浸渍45min;再经过结构定型模，并降温到70℃，随后在模具出口冷却至25℃，获得碳纤维复合线芯；
（2）绞合
将铜合金导线经过退火处理后，在碳纤维复合线芯外部绞合，制备出架空导线；
（3）绕包
将PVC放入模具中，并升温至195℃，使PVC成熔融状态，将云母带绕包在架空导线上，通过熔融状态的所述PVC，然后经固化炉，再通过钢制模口挤出；
（4）成缆
将步骤(3)得到的产物与填充物、抗拉元件、阻燃带进行绑扎,输入挤塑机中，直接挤包环氧树脂橡胶护套 。
碳纤维复合线芯的芯棒直径为15mm。
对实施例1-3所制得的碳纤维发热电缆质量进行了检测，发现实施例1-3所制备的碳纤维发热电缆的抗拉升强度都达到了1800MPa以上，使用温度达170℃；对实施例1-3进行比较，发现实施例3所制得的碳纤维发热电缆性能最好。
| 实施例 | 抗拉强度MPa | 使用温度℃ |
| 实施例1 | 1850 | 175 |
| 实施例2 | 1890 | 170 |
| 实施例3 | 1950 | 185 |
Claims (8)
1.一种碳纤维发热电缆，其特征在于：包括碳纤维复合线芯和环氧树脂橡胶护套，所述碳纤维复合线芯与铜合金导线绞合，并在外包裹有绝缘层，所述绝缘层和所述环氧树脂胶护套间设置有屏蔽层、填充物、抗拉元件和阻燃带，所述碳纤维线芯在所述环氧树脂橡胶护套内呈环形排布。
2.一种如权利要求1所述的碳纤维发热电缆，其特征在于：所述碳纤维复合线芯由碳纤维和粘结剂复合而成，所述的粘结剂主要由下述重量百分比的原料组成：环氧树脂65-85%、固化剂 10-20%、促进剂 5-10%和增韧剂2-5%。
3.一种如权利要求1所述的碳纤维发热电缆，其特征在于：所述铜合金导线由镍0.5-1.5%、铬 0.2-0.6%、锆 0.04-0.1%、镁0.04-0.06%，其余为铜组成。
4.一种如权利要求1所述的碳纤维发热电缆，其特征在于：所述绝缘层由云母带及云母带外设置的PVC构成。
5.一种如权利要求1所述的碳纤维发热电缆，其特征在于：所述抗拉元件为抗拉金属丝，所述抗拉金属丝为钢丝。
6.一种如权利要求1所述的碳纤维发热电缆，其特征在于：所述屏蔽层为裸铜线、铜包钢线、镀锡铜线中的一种。
7.一种如权利要求1-6所述的碳纤维发热电缆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤 ：
（1）制备碳纤维复合线芯
将所述碳纤维送入预成型模，温度在20-100℃，接着送入熔融树脂模内，并加压0.5-5MPa，注入熔融的所述环氧树脂、所述固化剂、所述促进剂和所述增韧剂，保持温度在100-500℃，浸渍30-60min;再经过结构定型模，并降温到40-100℃，随后在模具出口冷却至20-30℃，获得所述碳纤维复合线芯；
（2）绞合
将所述铜合金导线经过退火处理后，在所述碳纤维复合线芯外部绞合，制备出架空导线；
（3）绕包
将PVC放入模具中，并升温至185-205℃，使PVC成熔融状态，将所述云母带绕包在所述架空导线上，通过熔融状态的所述PVC，然后经固化炉，再通过钢制模口挤出；
（4）成缆
将步骤(3)得到的产物与所述填充物、所述抗拉元件、所述阻燃带进行绑扎,输入挤塑机中，直接挤包环氧树脂橡胶护套 。
8.根据权利要求7所述的碳纤维发热电缆的生产工艺，其特征在于：所述碳纤维复合线芯的芯棒直径为10-19mm。
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