一种散热型电缆

摘要

本发明公开了一种散热型电缆，包括导体线芯、第一绝缘层，第一绝缘层表面具有屏蔽层，屏蔽层外侧为外保护套结构，所述的外保护套结构由外到内依次包括外皮护套、第二绝缘层，联锁铠装层，所述的联锁铠装层和屏蔽层之间具有填充层。所述的第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料。本发明的电缆具有第一绝缘层和第二绝缘层，双重空间的绝缘效果好，最重要的是第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料，不仅仅达到绝缘的效果，而且具有很好的散热效果，大大降低了电缆的厚度，使得电缆整体散热效果好。

权利要求

1.一种散热型电缆，其特征在于，包括导体线芯、第一绝缘层，第一绝缘层表面具有屏蔽层，屏蔽层外侧为外保护套结构，所述的外保护套结构由外到内依次包括外皮护套、第二绝缘层，联锁铠装层，所述的联锁铠装层和屏蔽层之间具有填充层;所述的第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料；

所述的纳米散热绝缘复合材料制备方法：

1）称取100重量份的氮化铝微粉加入到300重量份质量分数为75%的乙醇溶液中，超声分散10～15min后加入100重量份5mol/L的NaOH溶液，在95～105℃硅油浴下150rmp条件下磁力搅拌并进行回流反应15～18h，蒸馏出乙醇，将所得溶液用150重量份水洗至滤液pH值为7～7.5，备用；

2）称取90.5重量份上述羟基化的氮化铝共混溶液，在2000r/min转速下用砂磨机湿法球磨24h，转移至烧杯中，水浴加热至60℃后立即放入-28℃的低温实验冰箱中，冷冻12h后自然升温至室温再水浴加热至60℃，再次立即放入到-28℃的低温实验冰箱中，冷冻12h，按照此方法循环操作5次后将烧杯在超声细胞粉碎机中处理4h得到氮化铝的混合分散溶液，

4000rmp下离心处理10min，取上层清液在不锈钢室抽真空至压力为0.3Pa，室温下保持

10min，再取上层清液清洗干燥得到功能化氮化铝纳米片；

3）称取55重量份上述制备的功能化氮化铝纳米片溶解在150重量份质量分数为25%的甲苯溶液中，滴加30重量份浓度为65%的甲基丙烯酸在100～120℃进行反应2 3h，再经过抽~滤干燥得到乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子；

4）依次称取85重量份纳米SiO杂化的乙烯基苯基树脂、25重量份的环氧树脂、30重量份的乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子、15重量份质量浓度为6%的过氧化环己酮丙酮溶液、70重量份碳纤维树脂基复合材料于密闭加热室中，升温至200℃，边通入高纯度氮气边保温融化处理2h，自然冷却至室温，即得到制备的新型导热绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的一种散热型电缆，其特征在于，所述的屏蔽层为镀锡铜丝编织屏蔽层。

3.根据权利要求1所述的一种散热型电缆，其特征在于，所述的外皮为低烟无卤护套。

说明书

一种散热型电缆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种散热型电缆，属于电缆技术领域。

背景技术

[0002] 电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加。电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。目前，随着社会的发展，用电量也随之增加，对电缆的要求也越来越高，当电缆通过一定负载电流时，一定会发热的，随着负载电流的增大，电缆表面温度就越高，如果电线电缆的载流能力超出其极限承载能力，就可能会由于散热不及时引起火灾，造成生命和财产损失足。

发明内容

[0003] 针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种散热型电缆，其绝缘层采用纳米散热绝缘新型材料，使得电缆整体具有很散热效果。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种纳米散热型电缆，包括导体线芯、第一绝缘层，第一绝缘层表面具有屏蔽层，屏蔽层外侧为外保护套结构，所述的外保护套结构由外到内依次包括外皮护套、第二绝缘层，联锁铠装层，所述的联锁铠装层和屏蔽层之间具有填充层。

[0005] 所述的第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料。

[0006] 所述的屏蔽层为镀锡铜丝编织屏蔽层。

[0007] 所述的外皮为低烟无卤护套。

[0008] 本发明的电缆具有第一绝缘层和第二绝缘层，双重空间的绝缘效果好，最重要的是第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料，不仅仅达到绝缘的效果，而且具有很好的散热效果，大大降低了电缆的厚度，使得电缆整体散热效果好。

附图说明

[0009] 图1是本发明实施例提供的一种电缆结构示意图；

[0010] 图中，1、线芯导体，2、第一绝缘层，3、导体屏蔽层，4、填充层，5、联锁铠装层，6、第二绝缘层，7、外皮护套。

具体实施方式

[0011] 下面将结合本发明实施例中的附图，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。

[0012] 请参阅图1，是本发明实施例提供的一种纳米散热型电缆，包括导体线芯、第一绝缘层，第一绝缘层表面具有屏蔽层，屏蔽层外侧为外保护套结构，所述的外保护套结构由外到内依次包括外皮护套、第二绝缘层，联锁铠装层，所述的联锁铠装层和屏蔽层之间具有填充层。

[0013] 所述的第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料。

[0014] 所述的屏蔽层为镀锡铜丝编织屏蔽层。

[0015] 所述的外皮为低烟无卤护套。

[0016] 本发明的电缆具有第一绝缘层和第二绝缘层，双重空间的绝缘效果好，最重要的是第一绝缘层和第二绝缘层采用纳米散热绝缘复合材料，不仅仅达到绝缘的效果，而且具有很好的散热效果，大大降低了电缆的厚度，使得电缆整体散热效果好。

[0017] 所述的纳米散热绝缘复合材料通过采用微波等离子体对氮化铝纳米片表面进行功能化处理，并与甲基丙烯酸反应制备了乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子，制备过程中将导热材料均分散在三维网络结构体系中，并行成三维立体散热结构，从而增加了复合材料的散热速度。本发明导热绝缘材料的制备方法简单、稳定、可靠，与传统的导热材料相比，导热系数高，加工性能好，成本相对较低，适合大规模、工业化生产。其具体制备方法如下：

[0018] 实施例1

[0019] 1）称取100重量份的氮化铝微粉加入到300重量份质量分数为75%的乙醇溶液中，超声分散10～15min后加入100重量份5mol/L的NaOH溶液，在95～105℃硅油浴下150rmp条件下磁力搅拌并进行回流反应15～18 h，蒸馏出乙醇，将所得溶液用150重量份水洗至滤液pH值为7～7.5，备用；

[0020] 2）称取90.5重量份上述羟基化的氮化铝共混溶液，在2000r/min转速下用砂磨机湿法球磨24h，转移至烧杯中，水浴加热至60℃后立即放入-28℃的低温实验冰箱中，冷冻12h后自然升温至室温再水浴加热至60℃，再次立即放入到-28℃的低温实验冰箱中，冷冻
12h，按照此方法循环操作5次后将烧杯在超声细胞粉碎机中处理4h得到氮化铝的混合分散溶液，4000rmp下离心处理10min，取上层清液在不锈钢室抽真空至压力为0.3Pa，室温下保持10min，再取上层清液清洗干燥得到功能化氮化铝纳米片；

[0021] 3）称取55重量份上述制备的功能化氮化铝纳米片溶解在150重量份质量分数为25%的甲苯溶液中，滴加30重量份浓度为65%的甲基丙烯酸在100～120℃进行反应2 3h，再~
经过抽滤干燥得到乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子；

[0022] 4）依次称取85重量份纳米SiO2杂化的乙烯基苯基树脂、25重量份的环氧树脂、30重量份的乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子、15重量份质量浓度为6%的过氧化环己酮丙酮溶液、70重量份碳纤维树脂基复合材料于密闭加热室中，升温至200℃，边通入高纯度氮气边保温融化处理2h，自然冷却至室温，即得到制备的新型导热绝缘材料。

[0023] 实施例2

[0024] 与实施例1完全相同，不同在于：称取20重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和80重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0025] 实施例3

[0026] 与实施例1完全相同，不同在于：称取25重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和75重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0027] 实施例4

[0028] 与实施例1完全相同，不同在于：称取35重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和65重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0029] 实施例5

[0030] 与实施例1完全相同，不同在于：称取40重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和60重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0031] 实施例6

[0032] 与实施例1完全相同，不同在于：称取45重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和55重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0033] 实施例7

[0034] 与实施例1完全相同，不同在于：称取50重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和50重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0035] 实施例8

[0036] 与实施例1完全相同，不同在于：称取55重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和45重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0037] 实施例9

[0038] 与实施例1完全相同，不同在于：称取60重量份乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子和40重量份碳纤维树脂基复合材料。

[0039] 对比例1

[0040] 与实施例1完全相同，不同在于：制备该导热绝缘材料不加入碳纤维树脂基复合材料。

[0041] 对比例2

[0042] 与实施例1完全相同，不同在于：制备碳纤维树脂基复合材料不加入氧化镁粉体。

[0043] 对比例3

[0044] 与实施例1完全相同，不同在于：制备碳纤维树脂基复合材料不加入二甲基甲酰胺。

[0045] 对比例4

[0046] 与实施例1完全相同，不同在于：制备碳纤维树脂基复合材料不加入聚丙烯无纺布。

[0047] 对比例5

[0048] 与实施例1完全相同，不同在于：制备碳纤维树脂基复合材料用聚烯丙胺树脂代替ABS树脂。

[0049] 对比例6

[0050] 与实施例1完全相同，不同在于：制备该导热绝缘材料时加入的乙烯基苯基树脂不经纳米SiO2杂化。

[0051] 对比例7

[0052] 与实施例1完全相同，不同在于：制备该导热绝缘材料时不加入环氧树脂。

[0053] 对比例8

[0054] 与实施例1完全相同，不同在于：制备该导热绝缘材料时用ABS树脂代替碳纤维树脂基复合材料。

[0055] 对比例9

[0056] 与实施例1完全相同，不同在于：制备该导热绝缘材料时不在砂磨机下进行湿法球磨。

[0057] 按下述方法对实施例1～9和对比例1～9制备的新型导热绝缘材料进行导热性能测试。

[0058] 取上述制备的新型导热绝缘材料100mm（长）×50mm（宽）×20mm（高），放入导热系数测定仪中，测定其导热系数；用绝缘材料击穿电压测试仪测试其交流电绝缘击穿电压。

[0059] 新型导热绝缘材料的导热性能实验

[0060]

[0061] 由实施例1 9可以发现，当在实施例1所处于配比环境中，制得导热绝缘材料导热~系数最高，达到4.92W/(m·K)，且交流电绝缘击穿电压达103kv/mm，而实施例2 9制备的导~
热绝缘材料其导热系数不是特别理想，导热系数均在1.0W/(m·K)以下，而实施例1配比下制备的导热绝缘材料导热系数出奇的高，可能的原因是在实施例1的比例下，乙烯基-氮化铝纳米片功能化纳米粒子能够与加入的碳纤维树脂基复合材料发生交联反应而形成高聚物，形成材料具有定向排列，结构紧凑松散，使得导热性能随之增强。另外对比例1 5说明碳~
纤维树脂基复合材料的加入对导热绝缘材料导热绝缘性能影响较大，对比例5 9说明制备~
该导热绝缘材料原料及条件的选择对导热绝缘性能有突出影响。