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一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆及其加工工艺的制作方法

2022-08-17 01:16:29 来源:中国专利 TAG:

1.本发明涉及技术领域,特别是涉及一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆及其加工工艺。


背景技术:

2.随着科学技术的进步,利用电磁波传播信息已成为重要的信息传递方式,人类对电磁波频段的应用越来越宽,由于不同频段的电磁波间的干扰性,对重要信息元器件间进行一定的电磁屏蔽已成为重要的需求。另外,在高频信号繁荣发展的同时,也带来了一些负面的效应,电磁辐射导致的电磁污染和信息泄露成为日益严峻的问题,尤其在军事领域,电磁屏蔽技术显得尤为重要。
3.通线线缆被用于传输电话、电报、传真文件、电视和广播节目、数据和其他电信号,架空明线相比,具有通信容量大、传输稳定性高、保密性好、少受自然条件和外部干扰影响等优点。
4.影响通信线缆电磁屏蔽效果的关键就在于通信线缆外皮,因此,在制备通信线缆时,为了提升线缆通信的质量,往往需要对外皮包覆金属网等方式提升抗干扰性能,但是,这样不仅加工方法复杂,而且生产成本较高。
5.人们尝试在外皮制备时进行导电填料的填充,最常见的就是铁、钴、镍等金属粉末。要提高硅橡胶的电性能,必须增加基体中导电填料间的有效接触。金属粉末不易有效接触,需要大量添加,金属粉末的添加量往往在200%以上。
6.专利cn109401126b公开了一种高性能通信线缆外皮材料,是以pvc树脂、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧剂ca、二月桂酸二丁基锡和电磁屏蔽添加剂为原料制成,其中,电磁屏蔽材料是以凹凸棒土、膨润土、石墨烯、纳米铜粉等原料制成,在体系中的相容性欠佳,电磁屏蔽效果欠佳,力学性能也也不好。


技术实现要素:

7.本发明的目的就是要提供一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆及其加工工艺,具有优异的电磁屏蔽效果和力学性能。
8.为实现上述目的,本发明是通过如下方案实现的:
9.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
10.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
11.(2)然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
12.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度8~10%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=8~10,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应30~40分钟,过滤,洗涤,125~135℃烘干40~60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1~1.2。
26.优选的,步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在200~220℃、15~20mpa条件下热压10~15分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
27.优选的,步骤(4)中,后处理的具体方法为:250~300℃烘干8~10小时,裁剪成所需尺寸即可。
28.利用上述加工工艺得到的一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆。
29.本发明的有益效果是:
30.本发明通过将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内,得到一种通信线缆,其中,橡胶外皮的制备方法如下:先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料;再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度8~10%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理即得。该通信线缆具有优异的电磁屏蔽效果和力学性能。
31.碳纳米管具有一定的电磁屏蔽效果和力学增强作用,本发明将碳纳米管经镍、钒掺杂,诱导表面电荷转移,进一步增强电磁屏蔽效果和力学性能。三维花状四氧化三钴具有特殊的三维花状结构,其与掺杂碳纳米管复合后,增大比表面积,有利于吸收电磁波,从而增强电磁屏蔽效果,同时改善力学性能。
32.本发明在碳纳米管复合材料表面镀镍,通过其导电作用进一步提高电磁屏蔽效果,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,进一步改善电磁屏蔽效果。而且,氨基的引入可与氟硅橡胶中的氟形成氢键作用,进一步增强产品的力学性能。
33.本发明将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶先浸渍于正丁胺水溶液进行微波处理,使得橡胶内部浸入正丁胺,氨基的存在也有利于改善与填料的相容性,从而进一步改善产品的力学性能和电磁屏蔽效果。
具体实施方式
34.下面将对本发明实施例中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。
35.实施例1
36.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
37.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
38.(2)然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
39.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度8%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
40.(4)最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
41.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.3mm。所述绝缘材料为聚乙烯。
42.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于20g乙二醇中,再加入0.7g硝酸镍和0.1g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,190℃水热反应6小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
43.步骤(1)中,碳纳米管复合材料的制备方法如下:将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴混合后,550℃密闭反应7小时,即得所述的碳纳米管复合材料。
44.步骤(1)中,所述三维花状四氧化三钴的制备方法如下:先将硝酸钴溶于乙二醇中,制成浓度0.3mol/l的硝酸钴溶液,然后加入质量浓度25%氨水,搅拌均匀,水热密封反应,4000转/分钟离心处理8分钟,洗涤,即得所述的四氧化三钴;其中,氨水的用量为乙二醇体积的0.05倍,水热密封反应的反应温度为150℃,反应时间为20小时。
45.步骤(2)中,覆镍材料的制备方法如下:先将30g六水合硝酸镍45g、25g次亚磷酸钠、40g柠檬酸钠和0.01g硫脲溶解于100g水中,调节ph=12,加热至75℃,加入2g碳纳米管复合材料,保温搅拌40分钟,过滤,水洗至中性,烘干,即得所述的覆镍材料。
46.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将覆镍材料加入0.2mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡20分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,滴加完毕后,在5℃和2000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,覆镍材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,覆镍材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量的过硫酸铵溶解于20ml的0.2mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.1mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
47.步骤(3)中,低苯基硅橡胶、氟硅橡胶、正丁胺水溶液的质量比为1:0.3:6。
48.步骤(3)中,微波处理的工艺条件为:800w微波处理5分钟。
49.步骤(4)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g预处理橡胶与6g二苯基硅二醇、1g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入2g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.2g2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后170℃处理2小时,接着在真空状态下加热40分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
50.步骤(4)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=8,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应40分钟,过滤,洗涤,125℃烘干60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1。
51.步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在220℃、15mpa条件下热压15分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
52.步骤(4)中,后处理的具体方法为:250℃烘干10小时,裁剪成所需尺寸即可。
53.实施例2
54.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
55.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
56.(2)然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
57.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度10%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
58.(4)最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
59.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.2mm。所述绝缘材料为聚丙烯。
60.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于30g乙二醇中,再加入0.5g硝酸镍和0.2g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,180℃水热反应8小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
61.步骤(1)中,碳纳米管复合材料的制备方法如下:将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴混合后,500℃密闭反应9小时,即得所述的碳纳米管复合材料。
62.步骤(1)中,所述三维花状四氧化三钴的制备方法如下:先将硝酸钴溶于乙二醇中,制成浓度0.2mol/l的硝酸钴溶液,然后加入质量浓度30%氨水,搅拌均匀,水热密封反应,3000转/分钟离心处理10分钟,洗涤,即得所述的四氧化三钴;其中,氨水的用量为乙二醇体积的0.04倍,水热密封反应的反应温度为180℃,反应时间为15小时。
63.步骤(2)中,覆镍材料的制备方法如下:先将40g六水合硝酸镍35g、30g次亚磷酸钠、30g柠檬酸钠和0.02g硫脲溶解于100g水中,调节ph=10,加热至85℃,加入1g碳纳米管复合材料,保温搅拌50分钟,过滤,水洗至中性,烘干,即得所述的覆镍材料。
64.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将覆镍材料加入0.1mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡30分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,滴加完毕后,在0℃和3000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,覆镍材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,覆镍材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量的过硫酸铵溶解于20ml的0.1mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.2mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
65.步骤(3)中,低苯基硅橡胶、氟硅橡胶、正丁胺水溶液的质量比为1:0.2:8。
66.步骤(3)中,微波处理的工艺条件为:600w微波处理7分钟。
67.步骤(4)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g预处理橡胶与5g二苯基硅二醇、1.2g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入1.5g 2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.3g2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后150℃处理3小时,接着在真空状态下加热30分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
68.步骤(4)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=10,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应30分钟,过滤,洗涤,135℃烘干40分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1.2。
69.步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在200℃、20mpa条件下热压10分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
70.步骤(4)中,后处理的具体方法为:300℃烘干8小时,裁剪成所需尺寸即可。
71.实施例3
72.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
73.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
74.(2)然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
75.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度9%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
76.(4)最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
77.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.25mm。所述绝缘材料为聚乙烯。
78.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于25g乙二醇中,再加入0.6g硝酸镍和0.15g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,185℃水热反应7小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
79.步骤(1)中,碳纳米管复合材料的制备方法如下:将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴混合后,520℃密闭反应8小时,即得所述的碳纳米管复合材料。
80.步骤(1)中,所述三维花状四氧化三钴的制备方法如下:先将硝酸钴溶于乙二醇中,制成浓度0.25mol/l的硝酸钴溶液,然后加入质量浓度28%氨水,搅拌均匀,水热密封反应,4000转/分钟离心处理9分钟,洗涤,即得所述的四氧化三钴;其中,氨水的用量为乙二醇体积的0.04倍,水热密封反应的反应温度为160℃,反应时间为18小时。
81.步骤(2)中,覆镍材料的制备方法如下:先将35g六水合硝酸镍40g、28g次亚磷酸钠、35g柠檬酸钠和0.015g硫脲溶解于100g水中,调节ph=11,加热至80℃,加入1.5g碳纳米管复合材料,保温搅拌45分钟,过滤,水洗至中性,烘干,即得所述的覆镍材料。
82.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将覆镍材料加入0.15mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡25分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,滴加完毕后,在2℃和3000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,覆镍材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,覆镍材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量
的过硫酸铵溶解于20ml的0.15mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.15mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
83.步骤(3)中,低苯基硅橡胶、氟硅橡胶、正丁胺水溶液的质量比为1:0.25:7。
84.步骤(3)中,微波处理的工艺条件为:700w微波处理6分钟。
85.步骤(4)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g预处理橡胶与5.5g二苯基硅二醇、1.1g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入1.8g 2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.25g 2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后160℃处理2.5小时,接着在真空状态下加热35分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
86.步骤(4)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=9,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应35分钟,过滤,洗涤,130℃烘干40~60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1.1。
87.步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在210℃、18mpa条件下热压13分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
88.步骤(4)中,后处理的具体方法为:280℃烘干9小时,裁剪成所需尺寸即可。
89.对比例1
90.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
91.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管;
92.(2)然后将掺杂碳纳米管表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
93.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度8%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
94.(4)最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
95.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.3mm。所述绝缘材料为聚乙烯。
96.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于20g乙二醇中,再加入0.7g硝酸镍和0.1g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,190℃水热反应6小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
97.步骤(2)中,覆镍材料的制备方法如下:先将30g六水合硝酸镍45g、25g次亚磷酸钠、40g柠檬酸钠和0.01g硫脲溶解于100g水中,调节ph=12,加热至75℃,加入2g掺杂碳纳米管,保温搅拌40分钟,过滤,水洗至中性,烘干,即得所述的覆镍材料。
98.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将覆镍材料加入0.2mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡20分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,滴加完毕后,在5℃和2000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,覆镍材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,覆镍材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量
的过硫酸铵溶解于20ml的0.2mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.1mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
99.步骤(3)中,低苯基硅橡胶、氟硅橡胶、正丁胺水溶液的质量比为1:0.3:6。
100.步骤(3)中,微波处理的工艺条件为:800w微波处理5分钟。
101.步骤(4)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g预处理橡胶与6g二苯基硅二醇、1g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入2g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.2g2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后170℃处理2小时,接着在真空状态下加热40分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
102.步骤(4)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=8,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应40分钟,过滤,洗涤,125℃烘干60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1。
103.步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在220℃、15mpa条件下热压15分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
104.步骤(4)中,后处理的具体方法为:250℃烘干10小时,裁剪成所需尺寸即可。
105.对比例2
106.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
107.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
108.(2)然后将碳纳米管复合材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
109.(3)再将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶加入质量浓度8%正丁胺水溶液中,微波处理,过滤,得预处理橡胶;
110.(4)最后将预处理橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
111.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.3mm。所述绝缘材料为聚乙烯。
112.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于20g乙二醇中,再加入0.7g硝酸镍和0.1g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,190℃水热反应6小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
113.步骤(1)中,碳纳米管复合材料的制备方法如下:将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴混合后,550℃密闭反应7小时,即得所述的碳纳米管复合材料。
114.步骤(1)中,所述三维花状四氧化三钴的制备方法如下:先将硝酸钴溶于乙二醇中,制成浓度0.3mol/l的硝酸钴溶液,然后加入质量浓度25%氨水,搅拌均匀,水热密封反应,4000转/分钟离心处理8分钟,洗涤,即得所述的四氧化三钴;其中,氨水的用量为乙二醇体积的0.05倍,水热密封反应的反应温度为150℃,反应时间为20小时。
115.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将碳纳米管复合材料加入0.2mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡20分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,
滴加完毕后,在5℃和2000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,碳纳米管复合材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,碳纳米管复合材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量的过硫酸铵溶解于20ml的0.2mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.1mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
116.步骤(3)中,低苯基硅橡胶、氟硅橡胶、正丁胺水溶液的质量比为1:0.3:6。
117.步骤(3)中,微波处理的工艺条件为:800w微波处理5分钟。
118.步骤(4)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g预处理橡胶与6g二苯基硅二醇、1g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入2g2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.2g2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后170℃处理2小时,接着在真空状态下加热40分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
119.步骤(4)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=8,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应40分钟,过滤,洗涤,125℃烘干60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1。
120.步骤(4)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在220℃、15mpa条件下热压15分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
121.步骤(4)中,后处理的具体方法为:250℃烘干10小时,裁剪成所需尺寸即可。
122.对比例3
123.一种改善电磁屏蔽效果的通信线缆的加工工艺,是将多个双绞线导体利用橡胶外皮封装在内而得,其中,所述橡胶外皮的制备方法如下:
124.(1)先将碳纳米管经镍、钒掺杂,得到掺杂碳纳米管,再将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴复合,得到碳纳米管复合材料;
125.(2)然后将碳纳米管复合材料表面镀镍,得到覆镍材料,接着在覆镍材料表面形成聚α-萘胺,得到填料,备用;
126.(3)最后将低苯基硅橡胶、氟硅橡胶与二苯基硅二醇、步骤(2)所得填料、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,4-戊二烯酸锌盐混炼制成混炼胶,硫化,后处理,即得所述的橡胶外皮。
127.每个双绞线导体是由多股精绞无氧铜丝绞合后经绝缘材料包覆而得,其中,每股精绞无氧铜丝的直径不大于0.1mm,绝缘材料的包覆厚度为0.3mm。所述绝缘材料为聚乙烯。
128.步骤(1)中,所述掺杂碳纳米管的制备方法如下:先将10g多壁碳纳米管超声波分散于20g乙二醇中,再加入0.7g硝酸镍和0.1g水合硫酸氧钒,搅拌混匀,在氮气气氛下,190℃水热反应6小时,即得所述的掺杂碳纳米管。
129.步骤(1)中,碳纳米管复合材料的制备方法如下:将掺杂碳纳米管与三维花状四氧化三钴混合后,550℃密闭反应7小时,即得所述的碳纳米管复合材料。
130.步骤(1)中,所述三维花状四氧化三钴的制备方法如下:先将硝酸钴溶于乙二醇中,制成浓度0.3mol/l的硝酸钴溶液,然后加入质量浓度25%氨水,搅拌均匀,水热密封反应,4000转/分钟离心处理8分钟,洗涤,即得所述的四氧化三钴;其中,氨水的用量为乙二醇
体积的0.05倍,水热密封反应的反应温度为150℃,反应时间为20小时。
131.步骤(2)中,覆镍材料的制备方法如下:先将30g六水合硝酸镍45g、25g次亚磷酸钠、40g柠檬酸钠和0.01g硫脲溶解于100g水中,调节ph=12,加热至75℃,加入2g碳纳米管复合材料,保温搅拌40分钟,过滤,水洗至中性,烘干,即得所述的覆镍材料。
132.步骤(2)中,填料的制备方法如下:先将覆镍材料加入0.2mol/l盐酸溶液中,超声波振荡使其分散均匀形成悬浊液,然后将α-萘胺单体缓慢加入到悬浊液中,超声波振荡20分钟,置于冰水浴中,搅拌的同时以10秒/滴的速率缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,滴加完毕后,在5℃和2000r/min条件下搅拌反应12小时,反应结束后抽滤、洗涤、干燥,即得所述填料;其中,覆镍材料与盐酸溶液的质量体积比为1g:100ml,过硫酸铵与α-萘胺单体的物质的量之比为1:1,覆镍材料与α-萘胺单体的质量比为1:1.8,过硫酸铵的盐酸溶液是将配方量的过硫酸铵溶解于20ml的0.2mol/l盐酸溶液中制备得到。洗涤是将过滤所得滤渣依次用0.1mol/l盐酸溶液、蒸馏水洗涤,直至滤液无色;干燥是60℃真空干燥24小时。
133.步骤(3)中,混炼胶的制备方法如下:先将100g橡胶(包括低苯基硅橡胶、氟硅橡胶,两者质量比为1:0.3)与6g二苯基硅二醇、1g填料利用捏合机混合制成混合物,然后向混合物中加入2g 2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、0.2g2,4-戊二烯酸锌盐,混合均匀后170℃处理2小时,接着在真空状态下加热40分钟,冷却至室温(25℃)出料,即得所述的混炼胶。
134.步骤(3)中,所述2,4-戊二烯酸锌盐是通过以下方法制备得到的:将2,4-戊二烯酸与质量浓度12%的氢氧化钠溶液混合均匀,使得ph=8,加入质量浓度10%的硝酸锌溶液,搅拌反应40分钟,过滤,洗涤,125℃烘干60分钟,即得;2,4-戊二烯酸与硝酸锌溶液中所含硝酸锌的摩尔比为1:1。
135.步骤(3)中,硫化的具体方法为:混炼胶裁剪、压模后,利用热压机在220℃、15mpa条件下热压15分钟即可;在热压过程中,每5分钟排气一次。
136.步骤(3)中,后处理的具体方法为:250℃烘干10小时,裁剪成所需尺寸即可。
137.试验例
138.对实施例1~3和对比例1~3所得橡胶外皮进行相关性能测试,结果见表1。
139.利用电子万能材料试验机(购自济南万测电气设备有限公司)测试拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度;
140.根据iec/tr 62153-4-1:2007检测电磁波屏蔽性能。
141.表1.性能测试
[0142] 电磁波屏蔽性能(db)拉伸强度(mpa)断裂伸长率(%)实施例188.356.3356实施例288.656.9358实施例389.557.6366对比例172.747.1305对比例273.349.5321对比例378.250.1325
[0143]
由表1可知,实施例1~3的橡胶外皮具有优异的电磁屏蔽效果和力学性能。
[0144]
对比例1在步骤(1)中略去三维花状四氧化三钴复合,对比例2在步骤(2)中略去表
面镀镍处理,对比例3略去步骤(3),所得橡胶外皮的电磁屏蔽性能和力学性能均明显变差,说明碳纳米管的表面修饰以及橡胶原料的预处理协同改善产品的电磁屏蔽性能和力学性能。
[0145]
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0146]
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
再多了解一些

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