CN107938023A - 一种电缆护套用自修复材料及制备方法 - Google Patents

一种电缆护套用自修复材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107938023A
CN107938023A CN201711469679.9A CN201711469679A CN107938023A CN 107938023 A CN107938023 A CN 107938023A CN 201711469679 A CN201711469679 A CN 201711469679A CN 107938023 A CN107938023 A CN 107938023A
Authority
CN
China
Prior art keywords
self
ing
repair material
cable cover
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201711469679.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈庆
昝航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Original Assignee
Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd filed Critical Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Priority to CN201711469679.9A priority Critical patent/CN107938023A/zh
Publication of CN107938023A publication Critical patent/CN107938023A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/08—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for forming hollow filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/08—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyacrylonitrile as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/16—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/02—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/48—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances fibrous materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/20—Polyalkenes, polymers or copolymers of compounds with alkenyl groups bonded to aromatic groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/22—Polymers or copolymers of halogenated mono-olefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/26—Polymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
    • D06M2101/28—Acrylonitrile; Methacrylonitrile
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

本发明属于自修复材料领域，提供了一种电缆护套用自修复材料及制备方法。该方法将纳米硅酸钙粉末、纳米铝酸钙粉末与超支化聚合物混合、捏合，得到改性纳米微粒，烘干后加入装有二甲基甲酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的温水中进行超声分散，然后加入烘干的纤维原料搅拌得到铸膜液，利用中空纺丝得到改性纳米微粒填充的中空纤维，然后涂覆相变生热材料，附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得电缆护套用自修复材料。与传统方法相比，本发明制备的电缆护套用自修复材料的中空纤维对修复剂保护性较好，可保证修复材料的有效性，同时超支化聚合物流动性好，修复时分散性好且反应迅速，修复效率高，可有效延长绝缘材料的使用寿命，提高产品的安全性，同时整个制备过程简单，原料易得，成本较低，可工业化生产。

Description

一种电缆护套用自修复材料及制备方法
技术领域
本发明属于自修复材料技术领域，提供了一种电缆护套用自修复材料及制备方法。
背景技术
近年来，高分子材料由于其轻质、耐磨、易加工的特性，在工业、生活中得到越来越广泛的应用，但在其成型加工以及使用过程中，不可避免地会产生材料内部的微裂纹。这些微裂纹是宏观裂缝出现的根源，它会破坏高分子材料的整体性，以致于影响其性能和使用寿命，如损害高分子纤维的机械强度、造成高分子微电子器的电路错误、影响高分子材料的黏度等。高分子材料由于裂纹往往在内部深处出现，探测难度较普通金属材料更大。因此，利用高分子材料的易加工性研究仿生自修复材料应运而生，已成为了高分子科学领域的热点方向。
自修复又称自愈合，是生物的重要特征之一，而当材料当受到外界机械损害后，自修复高分子材料能自行发现裂纹，并通过一定机理将裂纹重新填补，自行愈合。自修复高分子材料具有以下优势：位点专一性，由裂纹引发聚合，针对性强，效率高；自动化，无需人为观测，节省了监测成本；提高材料寿命；消除材料维护成本；为材料智能化提供思路；环境友好性，避免了外加添加剂对环境的影响。
现阶段自修修复材料按机理主要可以分两类：一类是在材料内部复合功能型物质来实现自修复；另一类是通过向体系提供能量，使材料本身发生共价或非共价作用实现自修复，具体有微胶囊法、液芯纤维法、毛细血管网络法、热可逆交联反应修复法和利用弱相互作用修复等。其中微胶囊法关键的三个组分为修复剂、催化剂和微胶囊，目前研究最多、最深入的一种自愈合组织方式，但其对修复剂和催化剂的要求较高，制备过程复杂而成本高，相较而言，液芯纤维法容量比微胶囊更大，而且其破裂方式与聚合物基体的宏观破裂具有相似性，适宜于电气绝缘材料，但液芯纤维也会更大程度地影响材料的韧性、综合力学性能、使用寿命和使用安全性，因此对该方法的研究主要着眼于上述问题。
目前国内外在自修复聚合材料，尤其是用于电缆护套的自修复材料方面已取得了一定成效。其中何金良等人发明了一种微放电缺陷自修复的电气绝缘层材料的制备方法（中国发明专利申请号201410558882.3），该电气绝缘层材料是一种复合材料，以热固性环氧树脂与含液态修复剂的微胶囊为基础，通过修复剂与基体之间的化学反应修复微放电缺陷，保证材料的绝缘强度无明显下降，具有制备简单、修复效率高、可长期保持等特点，可广泛应用于输配电电缆或附件及电子器件电气绝缘层，能够有效的延长电绝缘材料的使用寿命和使用稳定性。另外，王有元等人发明了一种早期电树枝缺陷自修复的电缆绝缘材料的制备方法（中国发明专利申请号201710016759.2），此发明将含液态修复剂的微胶囊与低密度聚乙烯基料共混，再加入格拉布催化剂，通过挤出机挤出并冷却，干燥后得到自修复电缆绝缘材料，其中含液态修复剂的微胶囊为脲醛树脂包覆双环戊二烯纳米微胶囊。
可见，现有技术中自修复方法中对修复剂、粘合剂等材料的要求较高，同时制备过程复杂、成本较高，同时，传统的用于电气绝缘的自修复材料一般为纤维材料，其修复中存在着聚合物流动性差、修复次数少、修复效率低，并且使用寿命短而安全性差。针对这种情况，我们提出一种电缆护套用自修复材料及制备方法，通过中空纤维能保护硅酸钙和铝酸钙颗粒不失效，且超支化聚合物流动性好，修复时能及时分散并迅速反应进行修复，效率高，能延长绝缘材料的使用寿命，提高产品的安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种电缆护套用自修复材料及制备方法，可以解决传统电气绝缘材料自修复时聚合物流动性差、修复次数少、修复效率低，并且使用寿命短且安全性差等问题。
本发明涉及的具体技术方案如下：
一种电缆护套用自修复材料的制备方法，将纳米硅酸钙粉末、纳米铝酸钙粉末与超支化聚合物混合、捏合，得到改性纳米微粒，烘干后加入装有二甲基甲酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的温水中进行超声分散，然后加入烘干的纤维原料搅拌得到铸膜液，利用中空纺丝得到改性纳米微粒填充的中空纤维，然后涂覆相变生热材料，附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得电缆护套用自修复材料；包括以下步骤：
（1）将纳米硅酸钙粉末、纳米铝酸钙粉末与超支化聚合物按一定重量份混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；其中，纳米硅酸钙粉末40～50重量份、纳米铝酸钙粉末45～57重量份、超支化聚合物3～5重量份；
（2）将步骤（1）所得的改性纳米微粒与纤维原料分别置于烘箱中，加热干燥以除去残留水分；
（3）将装有二甲基甲酰胺的容器置于恒温水浴中，待温度恒定后，加入改性纳米微粒及聚乙烯吡咯烷酮，开启高速搅拌，并采用超声分散，然后加入纤维原料，搅拌一定时间得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，降低温度静置一定时间；其中，二甲基甲酰胺49～63重量份、改性纳米微粒5～8重量份、聚乙烯吡咯烷酮2～3重量份、纤维原料30～40重量份；
（4）采用中空纤维纺丝机，利用压力使铸膜液从喷丝头挤出，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；
（5）在步骤（4）制得的填充中空纤维的表面涂覆相变生热材料，得到复合纤维，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
使用时，当护套层出现缺陷或破损时，中空纤维断裂，释放出硅酸钙和铝酸钙颗粒，暴露的颗粒受热和水汽的作用而水解脱钙，体积迅速膨胀，将缝隙填满，实现修复。
优选的，步骤（1）所述纳米硅酸钙粉末的粒径为50～200nm，纳米铝酸钙粉末的粒径为30～200nm。
优选的，步骤（1）所述超支化聚合物为超支化聚苯、超支化聚硅氧烷、超支化聚醚-二酰亚胺或超支化聚碳硅烷中的一种。
优选的，步骤（2）所述烘箱干燥的温度为105～110℃，时间为10～14h。
优选的，步骤（2）所述纤维原料为聚偏氟乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚砜、聚丙烯腈或聚酯纤维原料中的一种。
优选的，步骤（3）所述恒温水浴的温度为85～95℃，高速搅拌的速度为200～300r/min，搅拌时间为7～10h，超声分散中，超声波频率为30～60Hz，超声分散时间为15～20min。
优选的，步骤（3）所述铸膜液的静置温度为65～75℃，时间为10～14h。
优选的，步骤（4）所述挤出电压为12～18V，芯液流速为8～10mL/min，拉伸比为2～3。
优选的，步骤（5）所述相变生热材料为石蜡与熔融盐的复合物，石蜡与熔融盐的质量比例为2:1～3:1。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的电缆护套用自修复材料。
将本发明制备的自修复材料对水极其敏感。在电缆破损并浸入水时 快速修复破损缝隙实现快速修复。
本发明提供了一种电缆护套用自修复材料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的电缆护套用自修复材料的中空纤维对修复剂保护性较好，可保证修复材料的有效性。
2.本发明制备的自修复材料中超支化聚合物流动性好，修复时分散性好。
3.本发明制备的自修复材料在电缆护套破坏时能迅速反应进行修复，修复效率高，能有效延长绝缘材料的使用寿命，提高产品的安全性。
4.本发明的制备方法，原料易得，过程简单，成本较低，可工业化生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
将45kg的纳米硅酸钙粉末、50kg的纳米铝酸钙粉末与5kg的超支化聚苯混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与聚偏氟乙烯纤维原料分别置于烘箱中在108℃下加热干燥12h，除去残留水分；将装有56kg二甲基甲酰胺的容器置于90℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入7kg的改性纳米微粒及2kg的聚乙烯吡咯烷酮，以250r/min的转速高速搅拌，并采用40Hz的超声波进行超声分散18min，然后加入35kg的纤维原料，搅拌8h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在70℃的温度下静置12h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为15V下使铸膜液以9mL/min的流速从喷丝头挤出，拉伸比达到2，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为2:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
将实施例1得到的修复材料在电缆料应用，将电缆划伤，浸入水中，2h后自动修复。
实施例2
将42kg的纳米硅酸钙粉末、55kg的纳米铝酸钙粉末与3kg的超支化聚硅氧烷混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与乙烯-乙烯醇共聚物纤维原料分别置于烘箱中在106℃下加热干燥11h，除去残留水分；将装有60kg二甲基甲酰胺的容器置于85℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入6kg的改性纳米微粒及2kg的聚乙烯吡咯烷酮，以200r/min的转速高速搅拌，并采用40Hz的超声波进行超声分散16min，然后加入32kg的纤维原料，搅拌8h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在68℃的温度下静置13h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为13V下使铸膜液以10mL/min的流速从喷丝头挤出，拉伸比达到3，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为3:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
实施例3
将48kg的纳米硅酸钙粉末、47kg的纳米铝酸钙粉末与5kg的超支化聚醚-二酰亚胺混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与聚醚砜纤维原料分别置于烘箱中在110℃下加热干燥13h，除去残留水分；将装有53kg二甲基甲酰胺的容器置于95℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入7kg的改性纳米微粒及3kg的聚乙烯吡咯烷酮，以300r/min的转速高速搅拌，并采用50Hz的超声波进行超声分散17min，然后加入37kg的纤维原料，搅拌10h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在75℃的温度下静置11h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为18V下使铸膜液以8mL/min的流速从喷丝头挤出，拉伸比达到2，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为2:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
实施例4
将44kg的纳米硅酸钙粉末、52kg的纳米铝酸钙粉末与4kg的超支化聚碳硅烷混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与聚丙烯腈纤维原料分别置于烘箱中在107℃下加热干燥12h，除去残留水分；将装有56kg二甲基甲酰胺的容器置于92℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入6kg的改性纳米微粒及2kg的聚乙烯吡咯烷酮，以260r/min的转速高速搅拌，并采用45Hz的超声波进行超声分散17min，然后加入36kg的纤维原料，搅拌8h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在71℃的温度下静置12h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为15V下使铸膜液以9mL/min的速度从喷丝头挤出，拉伸比达到2，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为2:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
实施例5
将43kg的纳米硅酸钙粉末、54kg的纳米铝酸钙粉末与3kg的超支化聚苯混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与聚酯纤维原料分别置于烘箱中在106℃下加热干燥14h，除去残留水分；将装有59kg二甲基甲酰胺的容器置于88℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入6kg的改性纳米微粒及3kg的聚乙烯吡咯烷酮，以250r/min的转速高速搅拌，并采用38Hz的超声波进行超声分散20min，然后加入32kg的纤维原料，搅拌8h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在73℃的温度下静置12h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为14V下使铸膜液以8mL/min的速度从喷丝头挤出，拉伸比达到2，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为2:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
实施例6
将46kg的纳米硅酸钙粉末、49kg的纳米铝酸钙粉末与5kg的超支化聚硅氧烷混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；然后将改性纳米微粒与聚偏氟乙烯纤维原料分别置于烘箱中在108℃下加热干燥12h，除去残留水分；将装有56kg二甲基甲酰胺的容器置于90℃的恒温水浴中，待温度恒定后，加入7kg的改性纳米微粒及3kg的聚乙烯吡咯烷酮，以270r/min的转速高速搅拌，并采用50Hz的超声波进行超声分散19min，然后加入34kg的纤维原料，搅拌8h后得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，在70℃的温度下静置12h；然后采用中空纤维纺丝机，在电压为16V下使铸膜液以9mL/min的流速从喷丝头挤出，拉伸比达到3，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；在制得的填充中空纤维的表面涂覆石蜡与熔融盐比例为3:1的复合物，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。

Claims (10)

1.一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于，将纳米硅酸钙粉末、纳米铝酸钙粉末与超支化聚合物混合、捏合，得到改性纳米微粒，烘干后加入装有二甲基甲酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的温水中进行超声分散，然后加入烘干的纤维原料搅拌得到铸膜液，利用中空纺丝得到改性纳米微粒填充的中空纤维，然后涂覆相变生热材料，附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得电缆护套用自修复材料；包括以下步骤：
（1）将纳米硅酸钙粉末、纳米铝酸钙粉末与超支化聚合物按一定重量份混合，在捏合机中进行捏合，得到改性纳米微粒；其中，纳米硅酸钙粉末40～50重量份、纳米铝酸钙粉末45～57重量份、超支化聚合物3～5重量份；
（2）将步骤（1）所得的改性纳米微粒与纤维原料分别置于烘箱中，加热干燥以除去残留水分；
（3）将装有二甲基甲酰胺的容器置于恒温水浴中，待温度恒定后，加入改性纳米微粒及聚乙烯吡咯烷酮，开启高速搅拌，并采用超声分散，然后加入纤维原料，搅拌一定时间得到稳定均匀的铸膜液，然后将铸膜液转移至反应釜中，降低温度静置一定时间；其中，二甲基甲酰胺49～63重量份、改性纳米微粒5～8重量份、聚乙烯吡咯烷酮2～3重量份、纤维原料30～40重量份；
（4）采用中空纤维纺丝机，利用压力使铸膜液从喷丝头挤出，经空气干燥后，进入凝固浴，然后淋洗、干燥，制得改性纳米微粒填充的中空纤维；
（5）在步骤（4）制得的填充中空纤维的表面涂覆相变生热材料，得到复合纤维，然后将复合纤维附着于电缆护套层与绝缘层的间隙中，即可制得自修复材料。
2.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纳米硅酸钙粉末的粒径为50～200nm，纳米铝酸钙粉末的粒径为30～200nm。
3.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述超支化聚合物为超支化聚苯、超支化聚硅氧烷、超支化聚醚-二酰亚胺或超支化聚碳硅烷中的一种。
4.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述烘箱干燥的温度为105～110℃，时间为10～14h。
5.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维原料为聚偏氟乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚醚砜、聚丙烯腈或聚酯纤维原料中的一种。
6.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述恒温水浴的温度为85～95℃，高速搅拌的速度为200～300r/min，搅拌时间为7～10h，超声分散中，超声波频率为30～60Hz，超声分散时间为15～20min。
7.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述铸膜液的静置温度为65～75℃，时间为10～14h。
8.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述挤出电压为12～18V，芯液流速为8～10mL/min，拉伸比为2～3。
9.根据权利要求1所述一种电缆护套用自修复材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述相变生热材料为石蜡与熔融盐的复合物，石蜡与熔融盐的质量比例为2:1～3:1。
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的一种电缆护套用自修复材料。
CN201711469679.9A 2017-12-29 2017-12-29 一种电缆护套用自修复材料及制备方法 Withdrawn CN107938023A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711469679.9A CN107938023A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种电缆护套用自修复材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711469679.9A CN107938023A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种电缆护套用自修复材料及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107938023A true CN107938023A (zh) 2018-04-20

Family

ID=61936852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711469679.9A Withdrawn CN107938023A (zh) 2017-12-29 2017-12-29 一种电缆护套用自修复材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107938023A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109134951A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 广东电网有限责任公司 一种自愈合电缆外护套材料、制备方法及其包覆方法
CN110752073A (zh) * 2019-11-01 2020-02-04 邝少毅 一种电缆绝缘失效修复材料的制备方法
CN111635633A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 苏州九维电气制造有限公司 高稳定型自固化绝缘保护包材及其制备方法
CN113024925A (zh) * 2021-03-15 2021-06-25 四川汇利实业有限公司 一种能够提高自修复性能的改性pe膜及制备方法
CN113043691A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 四川汇利实业有限公司 一种口服液体多层复合硬片及其制备方法
CN114196298A (zh) * 2021-12-28 2022-03-18 江苏涂博士新材料有限公司 一种户外耐候型粉末涂料及其制备工艺
CN114347617A (zh) * 2021-03-15 2022-04-15 四川汇利实业有限公司 一种软包装用自修复pet-al-pe复合膜及其制备方法
CN115128749A (zh) * 2022-06-17 2022-09-30 上海电信工程有限公司 具有自修复层的防水光缆
CN116285340A (zh) * 2023-04-06 2023-06-23 陕西科技大学 一种高耐温白云母基柔性线缆用缆芯包带及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561173A (en) * 1990-06-19 1996-10-01 Carolyn M. Dry Self-repairing, reinforced matrix materials
CN201751943U (zh) * 2010-06-30 2011-02-23 无锡市明珠电缆有限公司 一种自补型防水电缆
CN202422796U (zh) * 2012-01-10 2012-09-05 常熟理工学院 具有自修复功能的电梯随行电缆
CN102815917A (zh) * 2012-09-06 2012-12-12 焦作市新筑王材料科技有限公司 一种瓦斯抽采封孔料
CN102994039A (zh) * 2011-09-16 2013-03-27 冉兵 一种机械磨损自修复添加剂
CN103937164A (zh) * 2014-05-13 2014-07-23 天津工业大学 一种含有中空纤维的自修复环氧树脂复合材料
CN105989918A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 上海新益电力线路器材有限公司 一种自弥电缆
CN106396521A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 南通科达建材股份有限公司 早强自修复灌浆料

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561173A (en) * 1990-06-19 1996-10-01 Carolyn M. Dry Self-repairing, reinforced matrix materials
CN201751943U (zh) * 2010-06-30 2011-02-23 无锡市明珠电缆有限公司 一种自补型防水电缆
CN102994039A (zh) * 2011-09-16 2013-03-27 冉兵 一种机械磨损自修复添加剂
CN202422796U (zh) * 2012-01-10 2012-09-05 常熟理工学院 具有自修复功能的电梯随行电缆
CN102815917A (zh) * 2012-09-06 2012-12-12 焦作市新筑王材料科技有限公司 一种瓦斯抽采封孔料
CN103937164A (zh) * 2014-05-13 2014-07-23 天津工业大学 一种含有中空纤维的自修复环氧树脂复合材料
CN105989918A (zh) * 2015-01-27 2016-10-05 上海新益电力线路器材有限公司 一种自弥电缆
CN106396521A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 南通科达建材股份有限公司 早强自修复灌浆料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚莉洁: "《中空纤维自修复技术的研究进展》", 《四川化工》 *
江国华: "《超支化聚合物的合成与应用》", 30 June 2012, 东北师范大学出版社 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109134951A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 广东电网有限责任公司 一种自愈合电缆外护套材料、制备方法及其包覆方法
CN110752073A (zh) * 2019-11-01 2020-02-04 邝少毅 一种电缆绝缘失效修复材料的制备方法
CN110752073B (zh) * 2019-11-01 2021-01-12 深圳联颖通讯有限公司 一种电缆绝缘失效修复材料的制备方法
CN111635633A (zh) * 2020-06-12 2020-09-08 苏州九维电气制造有限公司 高稳定型自固化绝缘保护包材及其制备方法
CN113024925A (zh) * 2021-03-15 2021-06-25 四川汇利实业有限公司 一种能够提高自修复性能的改性pe膜及制备方法
CN113043691A (zh) * 2021-03-15 2021-06-29 四川汇利实业有限公司 一种口服液体多层复合硬片及其制备方法
CN114347617A (zh) * 2021-03-15 2022-04-15 四川汇利实业有限公司 一种软包装用自修复pet-al-pe复合膜及其制备方法
CN114196298A (zh) * 2021-12-28 2022-03-18 江苏涂博士新材料有限公司 一种户外耐候型粉末涂料及其制备工艺
CN115128749A (zh) * 2022-06-17 2022-09-30 上海电信工程有限公司 具有自修复层的防水光缆
CN115128749B (zh) * 2022-06-17 2024-03-01 上海电信工程有限公司 具有自修复层的防水光缆
CN116285340A (zh) * 2023-04-06 2023-06-23 陕西科技大学 一种高耐温白云母基柔性线缆用缆芯包带及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107938023A (zh) 一种电缆护套用自修复材料及制备方法
Yang et al. Fabrication, applications, and prospects of aramid nanofiber
Meng et al. Thread‐like supercapacitors based on one‐step spun nanocomposite yarns
Zhu et al. Strong and stiff aramid nanofiber/carbon nanotube nanocomposites
CN103146147B (zh) 一种增韧环氧树脂/玻璃纤维预浸料及制备方法
CN104861910B (zh) 一种石墨烯包覆无机填料环氧树脂复合胶及其制备方法
CN104448239A (zh) 一种高强度环氧树脂复合材料及其制备方法
US20170241049A1 (en) Method to Massively Manufacture Carbon Fibers through Graphene Composites and the Use Thereof
Qi et al. Electrospinning of cellulose‐based fibers from NaOH/urea aqueous system
CN106638114B (zh) 一种聚酰亚胺纸及其制备方法
CN105820372B (zh) 一种导电气凝胶及其制备方法
CN104201388B (zh) 复合锂离子电池负极材料的制备方法及石油树脂在制备方法中的应用
CN102618107A (zh) 导电石墨乳及其制备方法
CN109370127B (zh) 一种二维层状材料-聚乙烯醇水凝胶及其制备方法
CN104558525A (zh) 一种高弯曲强度氧化纳米碳材料/碳纤维/环氧树脂复合材料及其制备方法
KR102154790B1 (ko) 높은 탄소 나노튜브 함량 유체
CN107233852A (zh) 一种磁性自修复微胶囊的制备方法
CN107266913A (zh) 聚醚砜基介电复合材料及其制备方法
Wang et al. Functionalized carbon nanotube/polyacrylonitrile composite nanofibers: fabrication and properties
CN106987123A (zh) 石墨烯/氮化硼负载纳米银导热特种高分子材料及制备方法
CN114854087A (zh) 一种具备双导热网络的聚酰亚胺复合材料及其制备方法
CN106684045A (zh) 一种碳纳米管增强绝缘导热树脂及其制备方法
CN114085521A (zh) 共聚尼龙聚合物及其制备方法
CN108822572A (zh) 一种自修复型电缆护套材料及其制备方法
CN101871138A (zh) 尼龙6/纳米SiO2复合纤维材料制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180420

WW01 Invention patent application withdrawn after publication