CN108102227B - 一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线 - Google Patents

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Abstract

一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯和包裹在金属线芯外层的防护层，防护层由内向外依次为绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层，聚氨酯纤维层为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，所述绝缘橡胶层由混炼橡胶基体、增强纤维、硫化剂、外加剂和填充剂在60～80℃条件下混炼而成。本发明通过在金属线芯的表面由内向外依次设置绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层，多层设置的保护层大幅度提高了绝缘电线的耐候性和绝缘性能，进而提高了其使用寿命。

Description

一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线
本发明专利申请是申请号为2016111956588的分案申请，原申请的申请日为2016年12月22日，申请号为：2016111956588，发明创造名称为：一种绝缘电线。
技术领域
本发明涉及到电力系统领域所用的电力物资，具体的说是一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线。
背景技术
电线是日常生活中经常遇到和见到的电力物资，用于传导电流。一般家庭日常生活中所用的电线结构比较简单，都是内部的金属线芯外部包裹绝缘胶皮层。这种绝缘电线制造成本低，在日常生活中经常用到。但是由于其外部的绝缘胶皮的耐候性能并不好，所以这种绝缘电线长期暴露在空气中，受到日光暴晒、风雨侵蚀、冷热交替以及雾霾等自然条件的影响，会使得其表面的绝缘胶皮丧失绝缘性能，从而产生安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，该绝缘电线通过在金属线芯的表面由内向外依次设置绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层，多层设置的保护层大幅度提高了绝缘电线的耐候性和绝缘性能，进而提高了其使用寿命。
本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯和包裹在金属线芯外层的防护层，所述防护层由内向外依次为绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层，所述聚氨酯纤维层为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，按照重量比，所述绝缘橡胶层由36～38份的混炼橡胶基体、4～6份的增强纤维、2～3份的硫化剂、4～5份的外加剂和2～3份的填充剂在60～80℃条件下混炼而成，其中，混炼橡胶基体由乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青按重量比8-10:4-5:2-3:1的比例混炼得到，增强纤维由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维按重量比2:1:4的比例混合而成，外加剂由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛和正硅酸乙酯按重量比8-10:1-2:16-18的比例制成，填充剂由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉按重量比7-8:3-4:1-2:1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化钛、改性硅微粉和改性珍珠岩粉分别为市售的纳米二氧化钛、硅微粉和珍珠岩粉与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
所述外加剂的制备方法为：按照重量比，取16～18份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8～10份海泡石绒粉和1～2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到外加剂；所述改性纳米二氧化钛是将市售的纳米二氧化钛与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
按照重量比，所述绝缘漆层由60-64份的环氧改性有机硅树脂、24-26份的丙烯酸树脂、2-3份的颜料、8-10份的改性填料和1-2份的分散剂制成，其中，环氧改性有机硅树脂由44-46份的环氧树脂、5-6份的乙酸正丁酯、20-22份的苯基氯硅烷、6-7份的甲基氯硅烷、2-3份的丙酮、4-5份的甲苯和13-15份的丁醇制成，所述改性填料由2-3份的改性海泡石绒粉、6-7份的云母粉和4-5份的改性纳米二氧化硅混合而成，所述改性海泡石绒粉为市售的海泡石绒粉与KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比100:4-5:1-2:8-10：0.8-1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为：
1）按照上述的比例称取各物料，然后将苯基氯硅烷、甲基氯硅烷、甲苯和丁醇混合后加入丙酮搅拌均匀，备用；
2）将环氧树脂和乙酸正丁酯混合，升温使环氧树脂溶解，然后降温至40℃，并将步骤1）最后得到的混合物加入到其中，然后升温至170-190℃缩合至原体积的一半，即制得环氧改性有机硅树脂。
按照重量比，所述环氧树脂由4份的酚醛环氧树脂、1.5份的聚丁二烯环氧树脂、0.8份的二异氰酸酯、0.5份的改性纳米二氧化硅和0.5份的改性硅溶胶制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠，而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物。
所述环氧树脂的制备方法包括以下步骤：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠，而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物；
2）按照上述的比例称取各组分，然后将酚醛环氧树脂融化后，向其中加入称量好的聚丁二烯环氧树脂和二异氰酸酯，搅拌待完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂。
按照重量比，所述聚氨酯纤维层所用的聚氨酯纤维由76-78份的聚醚多元醇、28-30份的甲苯二异氰酸酯、7-9份的环氧树脂、9-11份的丙二醇和13-15份的填料制成，所述填料由5-7份的海泡石绒粉、2-3份的硅藻土、3-4份的改性纳米二氧化硅和0.8-1份的添加剂混合而成，且添加剂为KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:0.8-1:3-4:0.5-0.6的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
所述填料中还含有1.2-1.4份的改性空心玻璃微珠，改性空心玻璃微珠是将市售的空心玻璃微珠与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
聚氨酯纤维层所用的聚氨酯纤维的制备方法为：
1）制备填料
首先，分别称取KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:0.8-1:3-4:0.5-0.6的比例混合制得添加剂；
其次，将市售的纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合制得改性纳米二氧化硅，该表面改性剂KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成；
最后，按所述的比例分别称取海泡石绒粉、硅藻土、改性纳米二氧化硅和外加剂并混合均匀制成填料，备用；
2）按照所述比例分别称取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、环氧树脂、丙二醇和填料，然后将聚醚多元醇在90-110℃熔化后向其中加入甲苯二异氰酸酯和丙二醇混炼10-20min，而后再向其中加入环氧树脂，待环氧树脂溶化后加入填料拌合均匀即制得聚氨酯材料，备用；
3）以步骤2）制得的聚氨酯材料为原料制备聚氨酯纤维丝，并利用聚氨酯纤维丝编织而成聚氨酯纤维层。
本发明中，绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层的厚度之和与现有的厚度相同即可，且三者的厚度比例优选为6:3:1；本发明的分散剂选用BYK-P-104S，可改善颜料润湿性并使颜料分散稳定化。
本发明的绝缘橡胶层中，首先以乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青混炼形成橡胶基体，而后在橡胶基体中加入由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维混杂的增强纤维，不仅增强了橡胶基体的强度和耐磨性，而且也提高了绝缘性能和耐侵蚀性能；通过在橡胶基体中加入由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛、正硅酸乙酯制成的外加剂和由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉制成的填充剂，从而进一步提高了橡胶基体的耐磨性和耐候性；改性珍珠岩粉、改性纳米二氧化钛和改性硅微粉，一方面能够均匀分散在橡胶基体中，另一方面是改性过程中使其表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将这些物质与基体连接起来，保证二者具有良好的界面结合力；
本发明所用的绝缘漆层的改性填料中除含有常规的云母粉之外，而且还含有改性海泡石绒粉和改性纳米二氧化硅，这两种物质能够在分散剂的作用下，均匀的分散在绝缘漆层中，而且由于改性后其表面性质发生变化，从而能够与绝缘漆层中的有机成分紧密结合，大大提高了绝缘漆层的耐磨性和耐老化性能；
本发明所用的环氧树脂优选用酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、二异氰酸酯、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶制成，不仅提高了材料的韧性和耐老化性能，而且在体系中加入改性硅溶胶微粒和改性纳米二氧化硅，可以大大改善材料的力学性能和热学性能，同时还发现改性硅溶胶微粒的加入对制备过程中的组份混合、产物的拉伸性能的提高以及产品的最终互穿形态均有利。
本发明中，聚氨酯纤维层的填料中含有海泡石绒粉、硅藻土、改性纳米二氧化硅和特殊成分的添加剂，这几种成分混合后，添加剂能够对海泡石绒粉、硅藻土和改性纳米二氧化硅的表面性质进行进一步的改性，从而使其在聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯和环氧树脂形成的基体内均匀分散，而且，填料均匀分散在基体内后，一方面，海泡石绒粉具有很大的内表面积，其是具有微孔结构的微粉，其内表面和外表面性质均会与基体相结合，而且能够与改性后的硅藻土和纳米二氧化硅相互结合，在聚氨酯基体中形成耐老化且提升绝缘性的有机无机相掺杂的介质层；同时，可以在填料中额外添加改性空心玻璃微珠，而在改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来，保证二者具有良好的界面结合力，材料在受到外力时，空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等，从而吸收外部的应力，提高了材料的性能，还可以引发银纹，终止裂缝扩展，在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所承受的外力，提高基体的压缩强度、弯曲强度、冲击强度；
本发明中制作改性纳米二氧化硅时，利用氢氧化钡、纳米氢氧化铝和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的 SiO2粒子的表面能够受到羟基的作用，从而含有一定数量的含氧官能团，增加了纳米级SiO2粒子的有关表面相容性，在纳米级SiO2粒子与其余原料充分混合时，因为SiO2颗粒很小，且比表面积大，细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大，使SiO2粒子可以在物料中均匀分散，从而便于SiO2与其余物质在高温下发生化学键合或者物理结合；
有益效果：与现有的相比，本发明具有以下优点：
1）本发明通过在金属线芯的表面由内向外依次设置绝缘橡胶层、聚氨酯纤维层和绝缘漆层，多层设置的保护层大幅度提高了绝缘电线的耐候性和绝缘性能，进而提高了其使用寿命；
2）本发明的绝缘橡胶层中，首先以乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青混炼形成橡胶基体，而后在橡胶基体中加入由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维混杂的增强纤维，不仅增强了橡胶基体的强度和耐磨性，而且也提高了绝缘性能和耐侵蚀性能；通过在橡胶基体中加入由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛、正硅酸乙酯制成的外加剂和由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉制成的填充剂，从而进一步提高了橡胶基体的耐磨性和耐候性；
3）本发明所用的绝缘漆层的改性填料中除含有常规的云母粉之外，而且还含有改性海泡石绒粉和改性纳米二氧化硅，这两种物质能够在分散剂的作用下，均匀的分散在绝缘漆层中，而且由于改性后其表面性质发生变化，从而能够与绝缘漆层中的有机成分紧密结合，大大提高了绝缘漆层的耐磨性和耐老化性能；
4）本发明所用的环氧树脂优选用酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、二异氰酸酯、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶制成，不仅提高了材料的韧性和耐老化性能，而且在体系中加入改性硅溶胶微粒和改性纳米二氧化硅，可以大大改善材料的力学性能和热学性能，同时还发现改性硅溶胶微粒的加入对制备过程中的组份混合、产物的拉伸性能的提高以及产品的最终互穿形态均有利；
5）本发明聚氨酯纤维层的填料中含有海泡石绒粉、硅藻土、改性纳米二氧化硅和特殊成分的添加剂，这几种成分混合后，添加剂能够对海泡石绒粉、硅藻土和改性纳米二氧化硅的表面性质进行进一步的改性，从而使其在聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯和环氧树脂形成的基体内均匀分散，而且，填料均匀分散在基体内后，一方面，海泡石绒粉具有很大的内表面积，其是具有微孔结构的微粉，其内表面和外表面性质均会与基体相结合，而且能够与改性后的硅藻土和纳米二氧化硅相互结合，在聚氨酯基体中形成耐老化且提升绝缘性的有机无机相掺杂的介质层。
附图说明
图1为本发明绝缘电线的断面图；
附图标记：1、金属线芯，2、绝缘橡胶层，3、聚氨酯纤维层，4、绝缘漆层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
如图所示，一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯1和包裹在金属线芯1外层的防护层，所述防护层由内向外依次为绝缘橡胶层2、聚氨酯纤维层3和绝缘漆层4，所述聚氨酯纤维层3为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，按照重量比，所述绝缘橡胶层2由36份的混炼橡胶基体、4份的增强纤维、2份的硫化剂、4份的外加剂和2份的填充剂在60℃条件下混炼而成，其中，混炼橡胶基体由乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青按重量比8:4:2:1的比例混炼得到，增强纤维由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维按重量比2:1:4的比例混合而成，外加剂由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛和正硅酸乙酯按重量比8:1:16的比例制成，填充剂由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉按重量比7:3:1:1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化钛、改性硅微粉和改性珍珠岩粉分别为市售的纳米二氧化钛、硅微粉和珍珠岩粉与其重量3%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；
进一步的，所述外加剂的制备方法为：按照重量比，取16份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8份海泡石绒粉和1份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到外加剂；所述改性纳米二氧化钛是将市售的纳米二氧化钛与其重量3%的表面改性剂混合后静置1h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成。
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的优化、改进和限定：
如，按照重量比，所述绝缘漆层4由60份的环氧改性有机硅树脂、24份的丙烯酸树脂、2份的颜料、8份的改性填料和1份的分散剂制成，其中，环氧改性有机硅树脂由44份的环氧树脂、5份的乙酸正丁酯、20份的苯基氯硅烷、6份的甲基氯硅烷、2份的丙酮、4份的甲苯和13份的丁醇制成，所述改性填料由2份的改性海泡石绒粉、6份的云母粉和4份的改性纳米二氧化硅混合而成，所述改性海泡石绒粉为市售的海泡石绒粉与KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比100:4:1:8：0.8的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；
进一步的，所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为：
1）按照上述的比例称取各物料，然后将苯基氯硅烷、甲基氯硅烷、甲苯和丁醇混合后加入丙酮搅拌均匀，备用；
2）将环氧树脂和乙酸正丁酯混合，升温使环氧树脂溶解，然后降温至40℃，并将步骤1）最后得到的混合物加入到其中，然后升温至170℃缩合至原体积的一半，即制得环氧改性有机硅树脂；
更进一步的，按照重量比，所述环氧树脂由4份的酚醛环氧树脂、1.5份的聚丁二烯环氧树脂、0.8份的二异氰酸酯、0.5份的改性纳米二氧化硅和0.5份的改性硅溶胶制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2%的硅微粉、硅溶胶重量1%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠，而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物；
再进一步的，所述环氧树脂的制备方法包括以下步骤：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2%的硅微粉、硅溶胶重量1%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠，而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物；
2）按照上述的比例称取各组分，然后将酚醛环氧树脂融化后，向其中加入称量好的聚丁二烯环氧树脂和二异氰酸酯，搅拌待完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂；
再如，按照重量比，所述聚氨酯纤维层3所用的聚氨酯纤维由76份的聚醚多元醇、28份的甲苯二异氰酸酯、7份的环氧树脂、9份的丙二醇和13份的填料制成，所述填料由5份的海泡石绒粉、2份的硅藻土、3份的改性纳米二氧化硅和0.8份的添加剂混合而成，且添加剂为KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:0.8:3:0.5的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成；
进一步的，所述填料中还含有1.2份的改性空心玻璃微珠，改性空心玻璃微珠是将市售的空心玻璃微珠与其重量3%的表面改性剂混合后静置1h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成。
实施例2
如图所示，一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯1和包裹在金属线芯1外层的防护层，所述防护层由内向外依次为绝缘橡胶层2、聚氨酯纤维层3和绝缘漆层4，所述聚氨酯纤维层3为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，按照重量比，所述绝缘橡胶层2由38份的混炼橡胶基体、6份的增强纤维、3份的硫化剂、5份的外加剂和3份的填充剂在80℃条件下混炼而成，其中，混炼橡胶基体由乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青按重量比10:5:3:1的比例混炼得到，增强纤维由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维按重量比2:1:4的比例混合而成，外加剂由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛和正硅酸乙酯按重量比10:2:18的比例制成，填充剂由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉按重量比8:4:2:1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化钛、改性硅微粉和改性珍珠岩粉分别为市售的纳米二氧化钛、硅微粉和珍珠岩粉与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；
进一步的，所述外加剂的制备方法为：按照重量比，取18份正硅酸乙酯与去离子水按照1:10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、10份海泡石绒粉和2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到外加剂；所述改性纳米二氧化钛是将市售的纳米二氧化钛与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成。
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的优化、改进和限定：
如，按照重量比，所述绝缘漆层4由64份的环氧改性有机硅树脂、26份的丙烯酸树脂、3份的颜料、10份的改性填料和2份的分散剂制成，其中，环氧改性有机硅树脂由46份的环氧树脂、6份的乙酸正丁酯、22份的苯基氯硅烷、7份的甲基氯硅烷、3份的丙酮、5份的甲苯和15份的丁醇制成，所述改性填料由3份的改性海泡石绒粉、7份的云母粉和5份的改性纳米二氧化硅混合而成，所述改性海泡石绒粉为市售的海泡石绒粉与KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比100:5:2:10：1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；
进一步的，所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为：
1）按照上述的比例称取各物料，然后将苯基氯硅烷、甲基氯硅烷、甲苯和丁醇混合后加入丙酮搅拌均匀，备用；
2）将环氧树脂和乙酸正丁酯混合，升温使环氧树脂溶解，然后降温至40℃，并将步骤1）最后得到的混合物加入到其中，然后升温至190℃缩合至原体积的一半，即制得环氧改性有机硅树脂；
更进一步的，按照重量比，所述环氧树脂由4份的酚醛环氧树脂、1.5份的聚丁二烯环氧树脂、0.8份的二异氰酸酯、0.5份的改性纳米二氧化硅和0.5份的改性硅溶胶制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠，而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物；
再进一步的，所述环氧树脂的制备方法包括以下步骤：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠，而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物；
2）按照上述的比例称取各组分，然后将酚醛环氧树脂融化后，向其中加入称量好的聚丁二烯环氧树脂和二异氰酸酯，搅拌待完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂；
再如，按照重量比，所述聚氨酯纤维层3所用的聚氨酯纤维由78份的聚醚多元醇、30份的甲苯二异氰酸酯、9份的环氧树脂、11份的丙二醇和15份的填料制成，所述填料由7份的海泡石绒粉、3份的硅藻土、4份的改性纳米二氧化硅和1份的添加剂混合而成，且添加剂为KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:1:4:0.6的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成；
进一步的，所述填料中还含有1.4份的改性空心玻璃微珠，改性空心玻璃微珠是将市售的空心玻璃微珠与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:3:2的比例混合而成。
实施例3
如图所示，一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯1和包裹在金属线芯1外层的防护层，所述防护层由内向外依次为绝缘橡胶层2、聚氨酯纤维层3和绝缘漆层4，所述聚氨酯纤维层3为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，按照重量比，所述绝缘橡胶层2由37份的混炼橡胶基体、5份的增强纤维、2.5份的硫化剂、4.5份的外加剂和2.5份的填充剂在70℃条件下混炼而成，其中，混炼橡胶基体由乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青按重量比9:4.5:2.5:1的比例混炼得到，增强纤维由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维按重量比2:1:4的比例混合而成，外加剂由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛和正硅酸乙酯按重量比9:1.5:17的比例制成，填充剂由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉按重量比7.5:3.5:1.5:1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化钛、改性硅微粉和改性珍珠岩粉分别为市售的纳米二氧化钛、硅微粉和珍珠岩粉与其重量4%的表面改性剂混合后静置1.5h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；
进一步的，所述外加剂的制备方法为：按照重量比，取17份正硅酸乙酯与去离子水按照1:9的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、9份海泡石绒粉和1.5份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率360kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到外加剂；所述改性纳米二氧化钛是将市售的纳米二氧化钛与其重量4%的表面改性剂混合后静置1.5h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；
以上为本实施例的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的优化、改进和限定：
如，按照重量比，所述绝缘漆层4由62份的环氧改性有机硅树脂、25份的丙烯酸树脂、2.5份的颜料、9份的改性填料和1.5份的分散剂制成，其中，环氧改性有机硅树脂由45份的环氧树脂、5.5份的乙酸正丁酯、21份的苯基氯硅烷、6.5份的甲基氯硅烷、2.5份的丙酮、4.5份的甲苯和14份的丁醇制成，所述改性填料由2.5份的改性海泡石绒粉、6.5份的云母粉和4.5份的改性纳米二氧化硅混合而成，所述改性海泡石绒粉为市售的海泡石绒粉与KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比100:4.5:1.5:9：0.9的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；
进一步的，所述环氧改性有机硅树脂的制备方法为：
1）按照上述的比例称取各物料，然后将苯基氯硅烷、甲基氯硅烷、甲苯和丁醇混合后加入丙酮搅拌均匀，备用；
2）将环氧树脂和乙酸正丁酯混合，升温使环氧树脂溶解，然后降温至40℃，并将步骤1）最后得到的混合物加入到其中，然后升温至180℃缩合至原体积的一半，即制得环氧改性有机硅树脂；
更进一步的，按照重量比，所述环氧树脂由4份的酚醛环氧树脂、1.5份的聚丁二烯环氧树脂、0.8份的二异氰酸酯、0.5份的改性纳米二氧化硅和0.5份的改性硅溶胶制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠，而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物；
再进一步的，所述环氧树脂的制备方法包括以下步骤：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的六钛酸钾晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠，而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物；
2）按照上述的比例称取各组分，然后将酚醛环氧树脂融化后，向其中加入称量好的聚丁二烯环氧树脂和二异氰酸酯，搅拌待完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂；
再如，按照重量比，所述聚氨酯纤维层3所用的聚氨酯纤维由77份的聚醚多元醇、29份的甲苯二异氰酸酯、8份的环氧树脂、10份的丙二醇和14份的填料制成，所述填料由6份的海泡石绒粉、2.5份的硅藻土、3.5份的改性纳米二氧化硅和0.9份的添加剂混合而成，且添加剂为KH570、纳米氢氧化铝、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:0.9:3.5:0.55的比例混合而成；所述改性纳米二氧化硅是将市售的纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成；
进一步的，所述填料中还含有1.3份的改性空心玻璃微珠，改性空心玻璃微珠是将市售的空心玻璃微珠与其重量4%的表面改性剂混合后静置1.5h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3.5:80:2.5:1.5的比例混合而成。

Claims (2)

1.一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，包括金属线芯（1）和包裹在金属线芯（1）外层的防护层，所述防护层由内向外依次为绝缘橡胶层（2）、聚氨酯纤维层（3）和绝缘漆层（4），所述聚氨酯纤维层（3）为聚氨酯纤维编织而成的聚氨酯纤维布，其特征在于：按照重量比，所述绝缘橡胶层（2）由36～38份的混炼橡胶基体、4～6份的增强纤维、2～3份的硫化剂、4～5份的外加剂和2～3份的填充剂在60～80℃条件下混炼而成，其中，混炼橡胶基体由乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶和沥青按重量比8-10:4-5:2-3:1的比例混炼得到，增强纤维由聚氨基甲酸酯纤维、聚氯乙烯纤维和玻璃纤维按重量比2:1:4的比例混合而成，外加剂由海泡石绒粉、改性纳米二氧化钛和正硅酸乙酯按重量比8-10:1-2:16-18的比例制成，填充剂由云母粉、改性硅微粉、改性珍珠岩粉和单质硅粉按重量比7-8:3-4:1-2:1的比例混合而成；所述改性纳米二氧化钛、改性硅微粉和改性珍珠岩粉分别为纳米二氧化钛、硅微粉和珍珠岩粉与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种具有绝缘橡胶层的绝缘电线，其特征在于：所述外加剂的制备方法为：按照重量比，取16～18份正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、8～10份海泡石绒粉和1～2份的改性纳米二氧化钛混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350-370kHz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末，最后将固体粉末在有氧条件下充分灼烧除去碳粉即得到外加剂；所述改性纳米二氧化钛是将纳米二氧化钛与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到，所用表面改性剂由KH550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。
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