CN109837742B

CN109837742B - 抗拉伸高强度防波套及其制备方法

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Publication number: CN109837742B
Application number: CN201910071871.5A
Authority: CN
Inventors: 吴天凤; 赵明哲; 米春海; 李遥
Original assignee: Wuhu Spaceflight Special Cable Factory Co Ltd
Current assignee: Wuhu Spaceflight Special Cable Factory Co Ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2039-01-25
Also published as: CN109837742A

Abstract

本发明公开了一种抗拉伸高强度防波套及其制备方法，制备方法包括：将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，制得改性PBO纤维；在温度为100‑120℃的条件下，将环氧树脂、纳米氧化锌、固化剂与溶剂混合，制得混合液M1；将混合液M1涂覆于改性PBO纤维的表面并进行干燥，形成涂覆层，制得PBO复合纤维；将PBO复合纤维顺次经一次电镀、二次电镀和三次电镀，自内而外顺次形成第一电镀层、第二电镀层和第三电镀层，制得编织纤维；将编织纤维编织分为经线和纬线，且多根经线和多根纬线交错编织成套体，制得抗拉伸高强度防波套。实现了有效提高其力学性能，并在改进后能够具有较好的电学性能，更好地满足实际使用的需求的效果。

Description

抗拉伸高强度防波套及其制备方法

技术领域

本发明涉及防波套的生产制备领域，具体地，涉及抗拉伸高强度防波套及其制备方法。

背景技术

防波套一般是由金属等材料编织而成，常被用于包裹在电线电缆外表面上，以避免外界干扰信号进入内层导体中，同时对传输过程中的信号的损耗起到一定的降低作用的屏蔽网状结构。

而也正是因为其以金属丝作为主要材料，从而使得其抗拉伸和强度等性能都受到金属材料本身的局限性的影响。而一般的非金属材料在使用时，往往其电磁屏蔽等电性能较差，因此，也使得其难以很好地得以利用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中防波套以金属丝作为主要材料，因而使得其抗拉伸和强度等力学性能受到的局限性较大，而一般的非金属材料电磁屏蔽等性能也很难达到使用的要求的问题，从而提供一种以非金属材料为主要材料，有效提高其力学性能，并在改进后能够具有较好的电学性能，更好地满足实际使用的需求的抗拉伸高强度防波套及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种抗拉伸高强度防波套的制备方法，其中，所述制备方法包括：

1)将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，制得改性PBO纤维；

2)在温度为100-120℃的条件下，将环氧树脂、纳米氧化锌、固化剂与溶剂混合，制得混合液M1；

3)将混合液M1涂覆于改性PBO纤维的表面并进行干燥，形成涂覆层，制得PBO复合纤维；

4)将PBO复合纤维顺次经一次电镀、二次电镀和三次电镀，自内而外顺次形成第一电镀层、第二电镀层和第三电镀层，制得编织纤维；

5)将上述制得的编织纤维编织分为经线和纬线，且多根所述经线和多根所述纬线交错编织成套体，制得抗拉伸高强度防波套；其中，

所述第一电镀层为镀铜层，所述第二电镀层为镀锡层，所述第三电镀层为镀银层。

本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的抗拉伸高强度防波套。

通过上述技术方案，本发明将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，使其表面粘附有硅烷偶联剂，从而增大纤维表面极性，同时，因硅烷偶联剂分子中含有与上述纤维结构相似的基团，因而进一步提高二者之间的作用力，从而得到良好的界面结合；在此基础上，将环氧树脂、纳米氧化锌、固化剂与溶剂混合，再将上述混合液涂覆在改性纤维表面并干燥，从而使得其能够有效粘附在纤维表面形成涂覆层，进一步提高其整体性能。进一步地，在上述复合纤维表面顺次电镀三层电镀层，而后进行编织，从而使得其具有更好的电磁屏蔽等性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的一种编织纤维的结构示意图；

图2是本发明提供的一种抗拉伸高强度防波套的结构示意图。

附图标记说明

1-改性PBO纤维 2-涂覆层

3-第一电镀层 4-第二电镀层

5-第三电镀层 6-经线

7-纬线。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种抗拉伸高强度防波套的制备方法，其中，如图1和图2所示，所述制备方法包括：

1)将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，制得改性PBO纤维1；

3)将混合液M1涂覆于改性PBO纤维1的表面并进行干燥，形成涂覆层2，制得PBO复合纤维；

4)将PBO复合纤维顺次经一次电镀、二次电镀和三次电镀，自内而外顺次形成第一电镀层3、第二电镀层4和第三电镀层5，制得编织纤维；

5)将上述制得的编织纤维编织分为经线6和纬线7，且多根所述经线6和多根所述纬线7交错编织成套体，制得抗拉伸高强度防波套；其中，

所述第一电镀层3为镀铜层，所述第二电镀层4为镀锡层，所述第三电镀层5为镀银层。

本发明将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，使其表面粘附有硅烷偶联剂，从而增大纤维表面极性，同时，因硅烷偶联剂分子中含有与上述纤维结构相似的基团，因而进一步提高二者之间的作用力，从而得到良好的界面结合；在此基础上，将环氧树脂、纳米氧化锌、固化剂与溶剂混合，再将上述混合液涂覆在改性纤维表面并干燥，从而使得其能够有效粘附在纤维表面形成涂覆层2，进一步提高其整体性能。进一步地，在上述复合纤维表面顺次电镀三层电镀层，而后进行编织，从而使得其具有更好的电磁屏蔽等性能。

当然，为了有效提高其浸泡效果，一种优选的实施方式中，步骤1)中，所述硅烷偶联剂由硅烷偶联剂的甲苯溶液提供，且所述硅烷偶联剂的甲苯溶液中的硅烷偶联剂的含量为1-5重量％。

进一步优选的实施方式中，相对于1kg的所述PBO纤维，所述硅烷偶联剂的甲苯溶液的用量为2-3L。

这里的硅烷偶联剂可以根据实际需要选择合适的类型，例如，一种优选的实施方式中，为了更好地提高二者之间的作用力，步骤1)中，所述硅烷偶联剂选自KH550和/或KH570硅烷偶联剂。进一步地，步骤1)中浸泡时间为2-5h。

上述原料的用量可以在宽的范围内选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤2)中，相对于100重量份的环氧树脂，纳米氧化锌的用量为2-5重量份，固化剂的用量为5-10重量份，所述溶剂的用量为30-50重量份。

所述固化剂和所述溶剂可以根据实际需要进行相应的选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤2)中，所述固化剂选自聚酰胺固化剂和/或乙二胺固化剂；所述溶剂选自乙醇和/或丙酮。

进一步优选的实施方式中，为了避免涂覆层2过厚或过薄而影响其使用性能，步骤3)中，所述改性PBO纤维1的直径与涂覆层2的厚度之比为10-15:1。

干燥可以按照实际情况进行合理的选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤3)中，干燥过程为置于温度为50-80℃的条件下干燥18-30h。

当然，为了使得套体的编织效果更好，具有更好的屏蔽等使用性能，一种优选的实施方式中，步骤5)中，所述经线6和所述纬线7的轴线之间形成的夹角为60-90°。

进一步优选的实施方式中，所述套体的编织密度为60-85％。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂，且所述硅烷偶联剂溶液为浓度为2重量％的硅烷偶联剂的甲苯溶液，固化剂选自市售聚酰胺固化剂，溶剂选自丙酮。

实施例1

1)将1kg的PBO纤维置于2L硅烷偶联剂溶液中浸泡2h，制得改性PBO纤维；

2)在温度为100℃的条件下，将100重量份环氧树脂、2重量份纳米氧化锌、5重量份固化剂与30重量份溶剂混合，制得混合液M1；

3)将混合液M1涂覆于改性PBO纤维的表面并置于温度为50℃的条件下干燥18h，形成涂覆层(其中，改性PBO纤维的直径与涂覆层的厚度之比为10:1)，制得PBO复合纤维；

4)将PBO复合纤维顺次经一次电镀、二次电镀和三次电镀，自内而外顺次形成镀铜层、镀锡层和镀银层，制得编织纤维；

5)将上述制得的编织纤维编织分为经线和纬线，且多根所述经线和多根所述纬线交错编织成套体(其中，经线和纬线的轴线之间的夹角为90°，编织密度为60％)，制得抗拉伸高强度防波套A1。

实施例2

1)将1kg的PBO纤维置于3L硅烷偶联剂溶液中浸泡5h，制得改性PBO纤维；

2)在温度为-120℃的条件下，将100重量份环氧树脂、5重量份纳米氧化锌、10重量份固化剂与50重量份溶剂混合，制得混合液M1；

3)将混合液M1涂覆于改性PBO纤维的表面并置于温度为80℃的条件下干燥30h，形成涂覆层(其中，改性PBO纤维的直径与涂覆层的厚度之比为15:1)，制得PBO复合纤维；

5)将上述制得的编织纤维编织分为经线和纬线，且多根所述经线和多根所述纬线交错编织成套体(其中，经线和纬线的轴线之间的夹角为90°，编织密度为85％)，制得抗拉伸高强度防波套A2。

实施例3

1)将1kg的PBO纤维置于3L硅烷偶联剂溶液中浸泡3h，制得改性PBO纤维；

2)在温度为100℃的条件下，将100重量份环氧树脂、3重量份纳米氧化锌、8重量份固化剂与40重量份溶剂混合，制得混合液M1；

3)将混合液M1涂覆于改性PBO纤维的表面并置于温度为60℃的条件下干燥24h，形成涂覆层(其中，改性PBO纤维的直径与涂覆层的厚度之比为12:1)，制得PBO复合纤维；

5)将上述制得的编织纤维编织分为经线和纬线，且多根所述经线和多根所述纬线交错编织成套体(其中，经线和纬线的轴线之间的夹角为90°，编织密度为75％)，制得抗拉伸高强度防波套A3。

实施例4

按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，硅烷偶联剂溶液的用量为1L，且浸泡时间为1h，制得抗拉伸高强度防波套A4。

实施例5

按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，纳米氧化锌的用量为1重量份，制得抗拉伸高强度防波套A5。

实施例6

按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，改性PBO纤维的直径与涂覆层的厚度之比为20:1，制得抗拉伸高强度防波套A6。

对比例1

按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤1)，制得防波套D1。

对比例2

按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤2)，直接将改性PBO纤维直接进行电镀，制得防波套D2。

对比例3

按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入纳米氧化锌，制得防波套D3。

对比例4

按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，仅经过一次电镀形成镀铜层，制得防波套D4。

对比例5

江苏全兴电缆有限公司生产的牌号为TZXP的镀锡铜线编织防波套D5。

对比例6

未作任何处理的PBO纤维D6。

测试例

将上述A1-A6和D1-D5分别检测其在30MHz下的屏蔽衰减，并根据GB/T1408检测其击穿强度，得到的结果如表1所示。

分别将上述A1-A6和D1-D5的编织纤维抽出，检测其拉伸强度和拉伸模量，得到的结果如表1所示。

表1

编号	屏蔽衰减(db)	击穿强度(kV/mm)
			A1	38	26
A2	38	25
			A3	40	26
A4	35	24
			A5	39	26
A6	30	21
			D1	29	20
D2	38	25
			D3	36	24
D4	25	16
			D5	32	22
D6	-	-

表2

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种抗拉伸高强度防波套的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

1）将PBO纤维置于硅烷偶联剂中浸泡，制得改性PBO纤维（1）；

2）在温度为100-120℃的条件下，将环氧树脂、纳米氧化锌、固化剂与溶剂混合，制得混合液M1；

3）将混合液M1涂覆于改性PBO纤维（1）的表面并进行干燥，形成涂覆层（2），制得PBO复合纤维；

4）将PBO复合纤维顺次经一次电镀、二次电镀和三次电镀，自内而外顺次形成第一电镀层（3）、第二电镀层（4）和第三电镀层（5），制得编织纤维；

5）将上述制得的编织纤维编织分为经线（6）和纬线（7），且多根所述经线（6）和多根所述纬线（7）交错编织成套体，制得抗拉伸高强度防波套；其中，

所述第一电镀层（3）为镀铜层，所述第二电镀层（4）为镀锡层，所述第三电镀层（5）为镀银层；

其中，步骤1）中，所述硅烷偶联剂由硅烷偶联剂的甲苯溶液提供，且所述硅烷偶联剂的甲苯溶液中的硅烷偶联剂的含量为1-5重量%；相对于1kg的所述PBO纤维，所述硅烷偶联剂的甲苯溶液的用量为2-3L；步骤2）中，相对于100重量份的环氧树脂，纳米氧化锌的用量为2-5重量份，固化剂的用量为5-10重量份，所述溶剂的用量为30-50重量份；步骤3）中，所述改性PBO纤维（1）的直径与涂覆层（2）的厚度之比为10-15:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1）中，所述硅烷偶联剂选自KH550和/或KH570硅烷偶联剂；

且步骤1）中浸泡时间为2-5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2）中，所述固化剂选自聚酰胺固化剂和/或乙二胺固化剂；

所述溶剂选自乙醇和/或丙酮。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3）中，干燥过程为置于温度为50-80℃的条件下干燥18-30h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤5）中，所述经线（6）和所述纬线（7）的轴线之间形成的夹角为60-90°。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述套体的编织密度为60-85%。

7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制得的抗拉伸高强度防波套。