CN108342053A - 一种电缆槽用复合材料、制备方法及其电缆槽 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电缆槽用复合材料、制备方法及其电缆槽，本发明提供的电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～55wt％，其中，通过选择一定含量的玄武岩纤维作为复合材料的增强体使得制备得到的复合材料不仅耐酸碱性增强，而且具有很好的抗疲劳性能，进而延长了其使用寿命。

Description

一种电缆槽用复合材料、制备方法及其电缆槽
技术领域
本发明涉及输电线路电缆槽领域，尤其涉及一种电缆槽用复合材料、制备方法及其电缆槽。
背景技术
随着高铁的迅猛发展，不仅带动了国家经济发展，而且为百姓的出行提供了极大的便捷。高铁发展的首要前提是安全，电力系统的安全稳定对高铁的安全起着关键的作用。而电缆槽体作为高铁电缆铺设的保护构件，对电缆的安全防护起着关键作用。电缆槽的设计，需要充分考虑多方面的因素，如需要有优良的绝缘性、高强度、耐冲击、耐腐蚀、导热率低、热稳定性、质轻、耐潮湿以及使用寿命长等要求。
目前作为高铁电缆铺设用的电缆槽，多采用金属、模具浇筑的水泥构件或玻纤复合材料，但是金属电缆槽的耐腐蚀性差，浇注的水泥构件比较沉重，而玻纤复合材料虽然质量较轻，但是其耐碱性较差，且由于电缆槽常常铺设在路的下方，车的行驶引起的震动等作用对电缆槽的损耗也挺大，而目前公开的电缆槽用复合材料的抗疲劳性能较差，进而限制了其使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种电缆槽用复合材料、制备方法及其电缆槽，本发明提供的复合材料制备的电缆槽不仅耐酸碱盐的腐蚀，而且抗疲劳性能好。
本发明提供了一种电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；
所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～60wt％。
优选的，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、邻苯聚酯树脂和酚醛树脂中的一种或几种。
优选的，所述玄武岩纤维为玄武岩纤维丝、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种。
优选的，所述树脂在所述复合材料中的质量百分含量为25wt％～70wt％。
优选的，所述辅料在所述复合材料中的质量百分含量为2wt％～18wt％。
优选的，所述辅料为填料、固化剂、偶联剂、脱模剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和颜料中的一种或几种。
优选的，所述填料为二氧化硅、石英粉、滑石粉、氢氧化铝、碳酸钙、硅微粉或玻璃粉中的一种或几种。8、根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、乙二胺、马来酰亚胺、四氢邻苯二甲酸酐或改性双氰胺。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料的制备方法，包括：
1)将玄武岩纤维在树脂、辅料和溶剂组成的混合物中浸渍，得到浸胶后的玄武岩纤维；
2)将浸胶后的玄武岩纤维固化成型，得到复合材料。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料在制备电缆槽中的应用。
与现有技术相比，本发明提供了一种电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～55wt％，其中，通过选择一定含量的玄武岩纤维作为复合材料的增强体使得制备得到的复合材料不仅耐酸碱性增强，而且具有很好的抗疲劳性能，进而延长了其使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的复合材料制备的电缆槽的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；
所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～55wt％。
按照本发明，所述玄武岩纤维优选为玄武岩纤维丝、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种，更优选为玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种与玄武岩纤维丝的混合物；其中，所述混合物中，所述玄武岩纤维丝的质量百分含量优选为30～50wt％，更优选为40～45wt％；所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量优选为25wt％～45wt％，更优选为30wt％～40wt％
所述树脂优选为环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、邻苯聚酯树脂和酚醛树脂中的一种或几种，更优选为环氧是指、酚醛是指或乙烯基树脂；所述树脂在所述复合材料中的质量百分含量优选为25wt％～70wt％，更优选为35wt％～60wt％，最优选为40wt％～50wt％。
所述辅料在所述复合材料中的质量百分含量优选为2wt％～18wt％，更优选为5～15wt％，更优选为7～10wt％；所述辅料优选为填料、固化剂、偶联剂、脱模剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和颜料中的一种或几种，所述填料优选为二氧化硅、石英粉、滑石粉、氢氧化铝、碳酸钙、硅微粉或玻璃粉中的一种或几种，更优选为滑石粉或二氧化硅；所述固化剂优选为双氰胺、乙二胺、马来酰亚胺、四氢邻苯二甲酸酐或改性双氰胺；所述偶联剂为本领域公知的偶联剂即可；所述脱模剂优选为水性硬脂酸盐或wp39450脱模剂(微谱化工)；所述阻燃剂为本领域公知的阻燃剂即可；所述紫外线吸收剂优选为本领域公知的紫外线吸收剂即可；本发明对颜料没有特殊要求，本领域技术人员可以根据复合材料的需要选择合适的涂料。所述辅料中，所述填料优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述固化剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述偶联剂优选为1～5重量份，更优选为2～3重量份；所述脱模剂优选为1～5重量份，更优选为2～3重量份；所述阻燃剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述紫外线吸收剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述颜料优选为1～10重量份，更优选为3～8重量份。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料的制备方法，包括：
1)将玄武岩纤维在树脂、辅料和溶剂组成的混合物中浸渍，得到浸胶后的玄武岩纤维；
2)将浸胶后的玄武岩纤维固化成型，得到复合材料。
按照本发明，将玄武岩纤维在树脂、辅料和溶剂组成的混合物中浸渍，得到浸胶后的玄武岩纤维：所述玄武岩纤维优选为玄武岩纤维丝、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种，更优选为玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种与玄武岩纤维丝的混合物；其中，所述混合物中，所述玄武岩纤维丝的质量百分含量优选为30～50wt％，更优选为40～45wt％；所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量优选为25wt％～45wt％，更优选为30wt％～40wt％。所述树脂优选为环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、邻苯聚酯树脂和酚醛树脂中的一种或几种，更优选为环氧是指、酚醛是指或乙烯基树脂；所述树脂在所述复合材料中的质量百分含量优选为25wt％～70wt％，更优选为35wt％～60wt％，最优选为40wt％～50wt％。所述辅料在所述复合材料中的质量百分含量优选为2wt％～18wt％，更优选为5～15wt％，更优选为7～10wt％；所述辅料优选为填料、固化剂、偶联剂、脱模剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和颜料中的一种或几种，所述填料优选为二氧化硅、石英粉、滑石粉、氢氧化铝、碳酸钙、硅微粉或玻璃粉中的一种或几种，更优选为滑石粉或二氧化硅；所述固化剂优选为双氰胺、乙二胺、马来酰亚胺、四氢邻苯二甲酸酐或改性双氰胺；所述偶联剂为本领域公知的偶联剂即可；所述脱模剂优选为水性硬脂酸盐或wp39450脱模剂(微谱化工)；所述阻燃剂为本领域公知的阻燃剂即可；所述紫外线吸收剂优选为本领域公知的紫外线吸收剂即可；本发明对颜料没有特殊要求，本领域技术人员可以根据复合材料的需要选择合适的涂料。所述辅料中，所述填料优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述固化剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述偶联剂优选为1～5重量份，更优选为2～3重量份；所述脱模剂优选为1～5重量份，更优选为2～3重量份；所述阻燃剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述紫外线吸收剂优选为2～15重量份，更优选为5～10重量份；所述颜料优选为1～10重量份，更优选为3～8重量份。
本发明中，本发明优选将树脂与辅料混合熔融，然后将玄武岩纤维浸入，得到浸胶后的玄武岩；本发明对浸胶的方式没有特殊要求，可以先进入模具再浸胶，也可以先浸胶，再浸入模具。
本发明还包括将浸胶后的玄武岩纤维固化成型，得到复合材料；所述固化的温度优选为50～300℃，更优选为100～200℃。
本发明还提供了一种本发明所述的复合材料在制备电缆槽中的应用；
本发明对采用复合材料制备电缆槽的方法没有特殊要求，本领域公知的制备方法即可，如可以按照以下方法制备电缆槽：
1)模具制备，按照电缆槽的设计规格制作拉挤模具；
2)制作预成型导向，根据拉挤产品形状制作预成型导向；
3)基体混合料配制，基体混合料包括树脂和辅料；
4)玄武岩纤维排布，根据电缆槽规格排布玄武岩纤维和/或玄武岩纤维增强预制品，所述玄武岩纤维制品包含玄武岩纤维毡和/或玄武岩纤维布和/或混合制品；
5)穿纱，按照纤维排布工艺，将纤维和/或纤维制品穿过预成型导向进入模具中；
6)模具升温，模具加热段温度在50℃～300℃之间，模具设有至少1个加热区；
7)玄武岩纤维浸胶，在进入模具加热前需对玄武岩纤维和/或玄武岩纤维制品进行浸胶，可在通过预成型导向进入模具前浸胶，也可以在进入预成型导向前浸胶；
8)加热固化成型，通过牵引机，将浸溃有混合料的玄武岩纤维和/或玄武岩纤维制品通过模具，根据产品固化程度，控制牵引速度在0.03m/min到1.5m/min之间；
9)切割，将拉挤出复合材料产品切割成电缆槽长度尺寸。
本发明得到的电缆槽的结构如图1所示，图1为本发明所述的复合材料制备的电缆槽的结构示意图。
本发明提供了一种电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～55wt％，其中，通过选择一定含量的玄武岩纤维作为复合材料的增强体使得制备得到的复合材料不仅耐酸碱性增强，而且具有很好的抗疲劳性能，进而作为电缆槽可以延长其使用寿命；此外，本发明所述的材料材料可以在-55～135℃范围内工作，适温范围广，且与玻纤增强的树脂相比，成本低廉，易于实现工业化。
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
模具制备，按照电缆槽的设计规格制作拉挤模具；
制作预成型导向，预成型导向架长1m，5块预成型；
基体混合料以重量份数计，包括环氧树脂：35重量份，乙醇：19重量份，乙二胺：1.1重量份，十溴二苯醚：40重量份，紫外线吸收剂：2重量份，浅灰颜料糊：1重量份，内脱模剂3重量份；电缆槽产品中的玄武岩纤维总含量为33重量份，其中玄武岩纤维含量为15重量份，玄武岩纤维布含量为18重量份；
穿纱，按照纤维排布工艺，将玄武岩纤维穿过预成型导向进入模具中；模具升温，模具设有3个加热区，加热段温度分别为100℃、120℃、150℃；玄武岩纤维浸胶在通过预成型导向进入模具前浸胶；加热固化成型牵引速度为0.05m/min；切割，将拉挤出产品切割1m长，得到电缆槽；
对得到的电缆槽进行抗疲劳性能测试，结果表明，其抗疲劳性能较好。
实施例2
模具制备，按照电缆槽的设计规格制作拉挤模具；
制作预成型导向，预成型导向架长1m，5块预成型；
基体混合料以重量份数计，包括酚醛树脂：60重量份，滑石粉：5重量份，丙酮：5重量份，苯磺酸：10重量份，促进剂：10重量份，颜料糊：10重量份，内脱模剂1重量份；电缆槽产品中的玄武岩纤维总含量为25重量份，其中玄武岩纤维含量为10重量份，玄武岩纤维布含量为15重量份；
穿纱，按照纤维排布工艺，将玄武岩纤维穿过预成型导向进入模具中；模具升温，模具设有3个加热区，加热段温度分别为100℃、120℃、150℃；玄武岩纤维浸胶在通过预成型导向进入模具前浸胶；加热固化成型牵引速度为0.08m/min；切割，将拉挤出产品切割1m长，得到电缆槽；
对得到的电缆槽进行抗疲劳性能测试，结果表明，其抗疲劳性能较好。
实施例3
模具制备，按照电缆槽的设计规格制作拉挤模具；
制作预成型导向，预成型导向架长1.2m，6块预成型；
基体混合料以重量份数计，包括乙烯基树脂：25重量份，氢氧化铝：70重量份，苯乙烯：2重量份，过氧化二苯甲酰：1重量份，浅灰颜料糊：1.3重量份，紫外线吸收剂：0.2重量份，脱模剂0.5重量份；电缆槽产品中的玄武岩纤维总含量为33重量份，其中玄武岩纤维含量为15重量份，玄武岩纤维布含量为18重量份；
穿纱，按照纤维排布工艺，将玄武岩纤维穿过预成型导向进入模具中；模具升温，模具设有2个加热区，加热段温度分别为120℃、150℃；玄武岩纤维浸胶在通过预成型导向进入模具前浸胶；加热固化成型牵引速度为0.15m/min；切割，将拉挤出产品切割1.2m长，得到电缆槽；
对得到的电缆槽进行抗疲劳性能测试，结果表明，其抗疲劳性能较好。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电缆槽用复合材料，包括：玄武岩纤维、树脂和辅料；
所述玄武岩纤维在所述复合材料中的质量百分含量为20wt％～60wt％。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、邻苯聚酯树脂和酚醛树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维为玄武岩纤维丝、玄武岩纤维布、玄武岩纤维毡和玄武岩纤维三维织物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述树脂在所述复合材料中的质量百分含量为25wt％～70wt％。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述辅料在所述复合材料中的质量百分含量为2wt％～18wt％。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述辅料为填料、固化剂、偶联剂、脱模剂、阻燃剂、紫外线吸收剂和颜料中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述填料为二氧化硅、石英粉、滑石粉、氢氧化铝、碳酸钙、硅微粉或玻璃粉中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、乙二胺、马来酰亚胺、四氢邻苯二甲酸酐或改性双氰胺。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的复合材料的制备方法，包括：
1)将玄武岩纤维在树脂、辅料和溶剂组成的混合物中浸渍，得到浸胶后的玄武岩纤维；
2)将浸胶后的玄武岩纤维固化成型，得到复合材料。
10.权利要求1～8任意一项所述的复合材料以及权利要求9所述的制备方法制备的复合材料在制备电缆槽中的应用。
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