CN108717878A - 一种电线电缆用耐火云母带的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电线电缆用耐火云母带的加工方法，涉及电线电缆加工技术领域，包括以下步骤：(1)结构设计，(2)云母带加工。云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间。本发明以石棉布替代常规玻纤布作为云母带的底层和面层，在保证耐火性能的基础上提高云母带的拉伸强度、抗压强度和平整度，并避免使用玻纤布存在的易开裂分层的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及电线电缆加工技术领域，具体涉及一种电线电缆用耐火云母带的加工方法。
背景技术：
云母带，又称耐火云母带，是一种耐火绝缘材料。高性能的云母绝缘制品具有优良的耐高温性能和耐燃烧性能。云母带常态具有良好的柔软性，适用于各种耐火电线电缆中作为耐火绝缘层。耐火云母带分A级(950-1000℃)和B级(750-800℃)两类，市场广为流行的有金云母带和合成云母带两种。
为了克服金云母耐热等级不高的缺点，一般采用合成云母制成的云母纸为主要材料，再用粘合剂将玻璃布粘贴在一面或者两面制成合成云母带。但现有的中碱玻璃布拉伸强度低、弹性系数差、抗压强度低，且平整度差，还易出现开裂分层等现象。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种以石棉布替代常规玻纤布作为云母带的底层和面层，在保证耐火性能的基础上提高云母带的拉伸强度、抗压强度和平整度的电线电缆用耐火云母带的加工方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种电线电缆用耐火云母带的加工方法，包括以下步骤：
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力0.8-1.2MPa、热压温度115-120℃下热压3-5min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
所述石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布。
所述云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
所述胶粘剂由如下重量份数的原料制成：聚乙烯醇15-25份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5-10份、纳米胶粉5-10份、异氰尿酸三缩水甘油酯1-5份、环氧大豆油1-5份、海泡石纤维粉1-5份、超细氧化镁0.5-2份、硫化猪油0.5-2份、水150-200份，其制备方法为：将所有原料加入水中，并加热至回流状态保温搅拌15-30min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
所述聚乙烯醇选自PVA17-99、PVA17-88中的一种或两者的混合物。
所述纳米胶粉由交联羧甲基纤维素钠、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二甲基丙烯酸镁和二茂铁制成，其制备方法为：先将交联羧甲基纤维素钠和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚充分混合，并利用微波处理器微波搅拌10min，再加入二甲基丙烯酸镁和二茂铁，继续微波搅拌10min，停止10min后再次微波搅拌10min，所得混合物以5-10℃/min的冷却速度降温至-10℃冷冻3h，最后经超微粉碎机制成微粉后再经纳米研磨机制成纳米粉末，即得纳米胶粉。
所述交联羧甲基纤维素钠、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二甲基丙烯酸镁和二茂铁的质量比为1-5:0.5-2:0.5-2:0.01-0.05。
所述微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。
所述环氧大豆油经过改性处理，其改性方法为：先将环氧大豆油以3-5℃/min的升温速度加热至115-120℃保温搅拌，再加入N-羟甲基丙烯酰胺和水解聚马来酸酐，继续在115-120℃保温搅拌1-3h，所得混合物立即转入0-5℃环境中密封静置0.5-1h，最后以3-5℃/min的升温速度加热至40-45℃，即得改性环氧大豆油。
所述环氧大豆油、N-羟甲基丙烯酰胺、水解聚马来酸酐的质量比为50-60:5-10:1-5。
上述纳米胶粉的制备以及环氧大豆油的改性处理，能有效改善胶粘剂制备原料中有机物与无机物的共混相容性，促进原料的均匀分散，从而保证所制胶粘剂的使用性能稳定性。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以石棉布替代常规玻纤布作为云母带的底层和面层，在保证耐火性能的基础上提高云母带的拉伸强度、抗压强度和平整度，并避免使用玻纤布存在的易开裂分层的问题；
(2)本发明通过所制胶粘剂的使用，使云母纸牢固粘结于底层石棉布与面层石棉布之间，防止云母纸在外力作用下发生错位从而影响其使用性能的正常发挥；并且所制胶粘剂属于水性胶粘剂，避免使用常规溶剂型胶粘剂存在的污染使用环境的问题。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
实施例2
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将40g PVA17-99、10g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、3g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、2g超细氧化镁、1g硫化猪油加入300g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉选用北京国豪化工机械有限公司的纳米胶粉。
实施例3
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将50g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉选用北京国豪化工机械有限公司的纳米胶粉。
实施例4
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将50g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉的制备：先将5g交联羧甲基纤维素钠和1g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚充分混合，并利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波搅拌10min，再加入1g二甲基丙烯酸镁和0.02g二茂铁，继续微波搅拌10min，停止10min后再次微波搅拌10min，所得混合物以5-10℃/min的冷却速度降温至-10℃冷冻3h，最后经超微粉碎机制成微粉后再经纳米研磨机制成纳米粉末，即得纳米胶粉。
实施例5
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将50g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉的制备：先将5g交联羧甲基纤维素钠和1g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚充分混合，并利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波搅拌10min，再加入0.5g二甲基丙烯酸镁和0.02g二茂铁，继续微波搅拌10min，停止10min后再次微波搅拌10min，所得混合物以5-10℃/min的冷却速度降温至-10℃冷冻3h，最后经超微粉碎机制成微粉后再经纳米研磨机制成纳米粉末，即得纳米胶粉。
实施例6
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将50g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉的制备：先将5g交联羧甲基纤维素钠和1g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚充分混合，并利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波搅拌10min，再加入0.5g二甲基丙烯酸镁和0.02g二茂铁，继续微波搅拌10min，停止10min后再次微波搅拌10min，所得混合物以5-10℃/min的冷却速度降温至-10℃冷冻3h，最后经超微粉碎机制成微粉后再经纳米研磨机制成纳米粉末，即得纳米胶粉。
环氧大豆油的改性处理：先将50g环氧大豆油以3-5℃/min的升温速度加热至115-120℃保温搅拌，再加入5g N-羟甲基丙烯酰胺和2g水解聚马来酸酐，继续在115-120℃保温搅拌3h，所得混合物立即转入0-5℃环境中密封静置0.5h，最后以3-5℃/min的升温速度加热至40-45℃，即得改性环氧大豆油。
实施例7
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将50g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉的制备：先将5g交联羧甲基纤维素钠和1g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚充分混合，并利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波搅拌10min，再加入0.5g二甲基丙烯酸镁和0.02g二茂铁，继续微波搅拌10min，停止10min后再次微波搅拌10min，所得混合物以5-10℃/min的冷却速度降温至-10℃冷冻3h，最后经超微粉碎机制成微粉后再经纳米研磨机制成纳米粉末，即得纳米胶粉。
环氧大豆油的改性处理：先将60g环氧大豆油以3-5℃/min的升温速度加热至115-120℃保温搅拌，再加入8g N-羟甲基丙烯酰胺和2g水解聚马来酸酐，继续在115-120℃保温搅拌3h，所得混合物立即转入0-5℃环境中密封静置0.5h，最后以3-5℃/min的升温速度加热至40-45℃，即得改性环氧大豆油。
对照例1
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将52g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉选用北京国豪化工机械有限公司的纳米胶粉。
对照例2
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将53g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、5g异氰尿酸三缩水甘油酯、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉选用北京国豪化工机械有限公司的纳米胶粉。
对照例3
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力1MPa、热压温度115-120℃下热压3min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
其中，石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布，云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
胶粘剂的制备：将55g PVA17-99、15g聚二季戊四醇六丙烯酸酯、10g纳米胶粉、3g环氧大豆油、3g海泡石纤维粉、3g超细氧化镁、2g硫化猪油加入400g水中，并加热至回流状态保温搅拌15min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
纳米胶粉选用北京国豪化工机械有限公司的纳米胶粉。
实施例8
分别利用实施例2-7、对照例1-3所制等量胶粘剂对同规格的石棉布与云母纸进行胶粘，测定胶粘性能，结果如表1所示，并以专利CN200810031851.7实施例所制胶粘剂作为对照例4。
表1本发明所制胶粘剂的胶粘性能
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种电线电缆用耐火云母带的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)结构设计：云母带由底层石棉布、中层云母纸和面层石棉布构成，中层云母纸通过胶粘剂粘结在底层石棉布与面层石棉布之间；
(2)云母带加工：平铺单层石棉布作为底层，再在底层石棉布上均匀涂覆胶粘剂，于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至10-15wt％时在底层石棉布上平铺云母纸作为中层，并在中层云母纸上均匀涂覆胶粘剂，再次于50-55℃下脱水，待胶粘剂含水量降至25-30wt％时在中层云母纸上平铺单层石棉布作为面层，然后在热压压力0.8-1.2MPa、热压温度115-120℃下热压3-5min，热压结束后于50-55℃下烘干至恒重，最后经切割、包装，即得云母带。
2.根据权利要求1所述的电线电缆用耐火云母带的加工方法，其特征在于：所述石棉布选自厚度1.5mm的无尘石棉布。
3.根据权利要求1所述的电线电缆用耐火云母带的加工方法，其特征在于：所述云母纸选自厚度0.5mm的氟金合成云母纸。
4.根据权利要求1所述的电线电缆用耐火云母带的加工方法，其特征在于：所述胶粘剂由如下重量份数的原料制成：聚乙烯醇15-25份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5-10份、纳米胶粉5-10份、异氰尿酸三缩水甘油酯1-5份、环氧大豆油1-5份、海泡石纤维粉1-5份、超细氧化镁0.5-2份、硫化猪油0.5-2份、水150-200份，其制备方法为：将所有原料加入水中，并加热至回流状态保温搅拌15-30min，搅拌下自然冷却至室温，即得胶粘剂。
5.根据权利要求4所述的电线电缆用耐火云母带的加工方法，其特征在于：所述聚乙烯醇选自PVA17-99、PVA17-88中的一种或两者的混合物。
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