一种LCP外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法及线缆芯与流程

一种lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法及线缆芯
技术领域
1.本发明涉及芯线制备技术领域，特别涉及一种lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法及线缆芯。


背景技术：

2.线缆芯是线缆主要的承力部件，因此其要具备优良的拉伸强度，某些特殊的场景下还需要具备较好的抗弯强度，除此之外，随着光缆通讯行业应用的不断扩大，对于线缆芯的要求也有所提高，除了拥有较强的力学性能外，还需要线缆芯拥有较强的散热性能，使热量可以很快的传导出来，不产生积热，延长光缆芯的使用寿命，更加安全可靠。现有线缆的散热设计多集中在线缆整体圈层结构的设计和导热性较好材料的使用，而没有从发热部位的光缆芯本身进行考虑。


技术实现要素：

3.本技术实施例通过提供一种lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法及线缆芯，通过制备表面可以形成透气孔的光缆芯，从而提高缆芯的散热能力。
4.本技术的第一个方面提供了一种lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法，包括如下步骤：s1：制备改性lcp纤维s1.1采用浓硫酸对lcp纤维进行刻蚀；s1.2接着，将刻蚀完成后的lcp纤维通过具有双酚a缩水甘油醚型环氧树脂的浴槽；s1.3接着，将所述lcp纤维进行烘干，制得所述改性lcp纤维；s2：制备改性环氧树脂s2.1在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，并充分搅拌；s2.2接着，再加入稀释剂，并充分搅拌；s2.3接着，再加入脱模剂，搅拌均匀后倒入胶槽中；s3：线缆芯定型s3.1将所述改性lcp纤维进行预热；s3.2接着，将所述改性lcp纤维通过所述胶槽上胶；s3.3接着，将上胶后的所述改性lcp纤维进行加热，将所述稀释剂以蒸汽的方式从表面的胶膜中蒸发出来，从而在所述胶膜上留下透气孔，同时对线缆芯进行牵伸并通过模具预定型，再进行固化加热。
5.上述实施例的有益效果在于：1、通过设置改性lcp纤维，能够提高线缆芯的强度；2、通过在改性lcp纤维表面刻蚀沟壑，能够使得改性环氧树脂流入其中，提高改性环氧树脂膜在lcp纤维表面的附着力，同时沟壑还可以增加散热面积，并且改性环氧树脂膜
表面形成的透气孔能够进一步提高线缆芯的散热能力。
6.在上述实施例的基础上，本技术实施例还可以做如下改进：在本技术其中一个实施例中：在步骤s1.1之前还包括：s1.0将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温50~60℃，停留时间10-15s。本步的有益效果：通过热水浴能够洗去lcp纤维表面的污垢，便于保证后续的刻蚀效果。
7.在本技术其中一个实施例中：在步骤s1.1中，刻蚀时间长度为3-10s。
8.在本技术其中一个实施例中：在步骤s1.2中，所述双酚a缩水甘油醚型环氧树脂的环氧当量为80~100g/mol。
9.在本技术其中一个实施例中：在步骤s1.3中，通过烘箱对所述lcp纤维进行烘干，烘干温度为80~100℃。
10.在本技术其中一个实施例中：所述改性环氧树脂由基体树脂和脱模剂制成，所述基体树脂占所述改性环氧树脂的质量百分比为80-95%；组成所述基体树脂的各原料的质量份如下：液体环氧树脂40~50份，邻苯二甲酰亚胺10~25份，固化剂7~20份，稀释剂15~30份。
11.在本技术其中一个实施例中：在步骤s2.1中，搅拌时间为1-2h；在步骤s2.2中，搅拌时间为1-2h。
12.在本技术其中一个实施例中：在步骤s3.1中，预热温度为60-110℃；步骤s3.2中，胶槽温度为40-80℃；在步骤s3.3中，蒸发加热温度为150-200℃，牵伸比为1-2倍，模具温度为90-150℃，固化加热温度为200-300℃，固化停留时间为5-9h；在步骤s3.3后还包括s3.4固化完成后，经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.2-0.6 m/min。
13.在本技术其中一个实施例中：在步骤s3后还包括步骤s4：线缆芯加强，将所述线缆芯在200~400℃的烘箱中烘烤5-10h，然后自然冷却至室温。本步的有益效果：通过加热线缆芯并使得线缆芯自然冷却，可以提高环氧树脂膜表面透气孔的定型效果，降低透气孔形变的概率。
14.本技术的第而个方面提供了一种线缆芯，由所述的lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法制得。
具体实施方式
15.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语如安装、相连、连接、固定、固接等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，机械连接的方式可以在现有技术中选择合适的连接方式，如焊接、铆接、螺纹连接、粘接、销连接、键连接、弹性变形连接、卡扣连接、过盈连接、注塑成型的方式实现结构上的相连；也可以是电连接，通过电传递能源或者信号；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.实施例一lcp纤维未改性，环氧树脂也未改性。
17.将lcp纤维先通过烘箱预热，预热温度80℃，再通过具有环氧树脂的胶槽上胶，胶槽温度60℃，完全粘胶后经过模具预定型，模具温度120℃，再通过烘箱完全固化，固化温度220℃，停留时间6h，完全固化后，最后经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.5 m/min，初步得到
的光纤增强芯放入300℃的烘箱中烘烤7h，自然冷却至室温，制备得到样品1。
18.样品1的制备过程表如下：实施例二制备改性lcp纤维：先将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温50℃，停留时间10s，之后通过浓硫酸刻蚀表面，停留时间5s，再通过双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，环氧当量100g/mol的浴槽，停留时间8s，之后通过烘箱烘干表面，温度100℃，改性好的lcp纤维备用。
19.环氧树脂未改性。
20.将改性lcp纤维通过烘箱预热后，预热温度80℃，再通过胶槽上胶，胶槽温度60℃，完全粘胶后经过模具预定型，模具温度120℃，再通过烘箱完全固化，固化温度220℃，停留时间6h，完全固化后，最后经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.5 m/min，初步得到的光纤增强芯放入300℃的烘箱中烘烤7h，自然冷却至室温，制备得到样品2。
21.样品2的制备过程表如下：实施例三制备改性lcp纤维：先将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温50℃，停留时间10s，之后通过浓硫酸刻蚀表面，停留时间3s，再通过双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，环氧当量100g/mol的浴槽，停留时间8s，之后通过烘箱烘干表面，温度80℃，改性好的lcp纤维备用。
22.制备改性环氧树脂：改性环氧树脂由基体树脂和脱模剂制得，其中，基体树脂的质
量占比为80%。
23.基体树脂配方如下：40质量份的液体环氧树脂，10质量份的邻苯二甲酰亚胺，7质量的份固化剂，15质量份的稀释剂。
24.其中，液体环养树脂为双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，固化剂为聚醚胺，稀释剂为dmso，脱模剂为甲基硅油。
25.改性环氧树脂的制备方法如下：在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，搅拌1h，再加入稀释剂搅拌1h，之后再按照质量比加入脱模剂，快速搅拌均匀后倒入胶槽中备用。
26.线缆芯定型方法如下：将改性lcp纤维通过烘箱预热后，预热温度60℃，再通过胶槽上胶，胶槽温度40℃，将上胶后的改性lcp纤维通过烘箱加热，加热温度为150℃，同时对改性lcp纤维进行牵伸并通过模具预定型，模具温度90℃，再通过烘箱完全固化，固化温度200℃，停留时间5h，最后经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.2 m/min，得到初步的产品。
27.线缆芯加强方法如下：将初步得到的产品放入200℃的烘箱中烘烤5h，自然冷却至室温，制备得到样品3。
28.样品3的制备过程表如下：实施例四制备改性lcp纤维：先将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温55℃，停留时间12s，之后通过浓硫酸刻蚀表面，停留时间5s，再通过双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，环氧当量90g/mol的浴槽，停留时间9s，之后通过烘箱烘干表面，温度90℃，改性好的lcp纤维备用。
29.制备改性环氧树脂：改性环氧树脂由基体树脂和脱模剂制得，其中，基体树脂的质量占比为90%。
30.基体树脂配方如下：45质量份的液体环氧树脂，18质量份的邻苯二甲酰亚胺，15质量的份固化剂，22质量份的稀释剂。
31.其中，液体环氧树脂为双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，固化剂是聚醚胺，稀释剂是
dmf；脱模剂为甲基硅油。
32.改性环氧树脂的制备方法如下：在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，搅拌1.5h，再加入稀释剂搅拌1.5h，之后再按照质量比加入脱模剂，快速搅拌均匀后倒入胶槽中备用。
33.线缆芯定型方法如下：将改性lcp纤维通过烘箱预热后，预热温度80℃，再通过胶槽上胶，胶槽温度60℃，将上胶后的改性lcp纤维通过烘箱加热，加热温度为170℃，同时对改性lcp纤维进行牵伸并通过模具预定型，模具温度120℃，再通过烘箱完全固化，固化温度250℃，停留时间7h，最后经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.5 m/min，得到初步的产品。
34.线缆芯加强方法如下：得到初步的产品放入300℃的烘箱中烘烤7h，自然冷却至室温，制备得到样品4。
35.样品4的制备过程表如下：实施例五制备改性lcp纤维：先将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温60℃，停留时间15s，之后通过浓硫酸刻蚀表面，停留时间6s，再通过双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，环氧当量100g/mol的浴槽，停留时间10s，之后通过烘箱烘干表面，温度100℃，改性好的lcp纤维备用。
36.制备改性环氧树脂：改性环氧树脂由基体树脂和脱模剂制得，其中，基体树脂的质量占比为95%。
37.基体树脂配方如下：50质量份的液体环氧树脂，25质量份的邻苯二甲酰亚胺，20质量的份固化剂，30质量份的稀释剂。
38.其中，液体环氧树脂为双酚a缩水甘油醚型环氧树脂，固化剂是聚醚胺，稀释剂是甲苯；脱模剂为甲基硅油。
39.改性环氧树脂的制备方法如下：在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，搅拌2h，再加入稀释剂搅拌2h，之后再按照质量比加入脱模剂，快速搅拌均匀后倒入胶槽中备用。
40.线缆芯定型方法如下：将改性lcp纤维通过烘箱预热后，预热温度110℃，再通过胶槽上胶，胶槽温度80℃，完全粘胶后经过模具预定型，模具温度150℃，再通过烘箱完全固化，固化温度300℃，停留时间9h，完全固化后，最后经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.6m/min，得到初步的产品。
41.线缆芯加强方法如下：得到初步的产品放入400℃的烘箱中烘烤10h，自然冷却至室温，制备得到样品5。
42.样品5的制备过程表如下：在实施例一至五中提到的液体环氧树脂为双酚a缩水甘油醚型环氧树脂或多酚型缩水甘油醚型环氧树脂的一种或两种，固化剂是聚醚胺，甲基六氢苯酐其中的一种或两种，稀释剂是甲苯，dmso或dmf的一种或两种；脱模剂为甲基硅油，脂肪酸钙的一种或几种。
43.将样品1至样品5分别测试拉伸强度，三点弯曲强度和线缆散热性，拉伸强度的测试参照astm-d3039执行，三点弯曲强度测试参照astm-d790执行。
44.线缆散热性：将样品分别通电，控制通电时间，使得5个样品的通讯线缆的电热温度相同为200℃时，停止通电，测试相同降温条件下，测量5个样品降至常温的时间。
45.实验结果见下表：拉伸强度（mpa）三点弯曲强度（mpa）降温时间（min）样品12853850样品22823743样品32813633样品42793428样品52753322从实验结果来看，样品3、样品4、样品5在降温时间上均有了较大的提升，相对于未附着改性环氧树脂膜的样品1和样品2，附着有改性环氧树脂膜的样品5的冷却时间只有样品1的44%和样品2的51%，即冷却效率提高了两倍多，即使是散热时间较长的样品3的散热时间，也只是样品1的66%和样品2的77%，同时拉伸强度和三点弯曲强度的变化并不大，即改性
后的样品在能够保持较好的强度性能时，散热性能得到了巨大的提升。
46.理论分析如下，通过在纤维表面刻蚀出了沟壑会被传热性更好的环氧树脂膜（未固化的环氧树脂的流动性较高，可以浸渍入到表面沟壑中）所包覆，比单纯的lcp纤维的传热性更好，从而使得热量可以更容易的从环氧树脂膜表面的散热孔中散发出去；而设置线缆芯加强步骤，是为了让环氧树脂膜充分固化，从而使得环氧树脂膜能够更充分的定型，降低透气孔受力变形的概率。
47.本方法生产出的光缆芯具有如下优点：1、光缆芯表面的环氧树脂膜由于开孔，使得线缆芯具有有很好的透气性，使用在通讯线缆中可以很大程度上提升电热的散发，减少积热的情况，提高线缆使用寿命；2、并且利用lcp纤维内部高液晶特性，光纤芯的拉伸强度不会因为树脂层的孔洞而大幅降低，而且使用lcp的光缆芯相较于普通的芳纶光缆芯会使得弯曲强度有较大的提高。
48.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

技术特征：
1.一种lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：制备改性lcp纤维s1.1采用浓硫酸对lcp纤维进行刻蚀；s1.2接着，将刻蚀完成后的lcp纤维通过具有双酚a缩水甘油醚型环氧树脂的浴槽；s1.3接着，将所述lcp纤维进行烘干，制得所述改性lcp纤维；s2：制备改性环氧树脂s2.1在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，并充分搅拌；s2.2接着，再加入稀释剂，并充分搅拌；s2.3接着，再加入脱模剂，搅拌均匀后倒入胶槽中；s3：线缆芯定型s3.1将所述改性lcp纤维进行预热；s3.2接着，将所述改性lcp纤维通过所述胶槽上胶；s3.3接着，将上胶后的所述改性lcp纤维进行加热，将所述稀释剂以蒸汽的方式从表面的胶膜中蒸发出来，从而在所述胶膜上留下透气孔，同时对线缆芯进行牵伸并通过模具预定型，再进行固化加热。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1.1之前还包括：s1.0将lcp纤维通过热水浴清洗表面污渍和油剂，水温50~60℃，停留时间10-15s。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1.1中，刻蚀时间长度为3-10s。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1.2中，所述双酚a缩水甘油醚型环氧树脂的环氧当量为80~100g/mol。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1.3中，通过烘箱对所述lcp纤维进行烘干，烘干温度为80~100℃。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性环氧树脂由基体树脂和脱模剂制成，所述基体树脂占所述改性环氧树脂的质量百分比为80-95%；组成所述基体树脂的各原料的质量份如下：液体环氧树脂40~50份，邻苯二甲酰亚胺10~25份，固化剂7~20份，稀释剂15~30份。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2.1中，搅拌时间为1-2h；在步骤s2.2中，搅拌时间为1-2h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3.1中，预热温度为60-110℃；步骤s3.2中，胶槽温度为40-80℃；在步骤s3.3中，蒸发加热温度为150-200℃，牵伸比为1-2倍，模具温度为90-150℃，固化加热温度为200-300℃，固化停留时间为5-9h；在步骤s3.3后还包括s3.4固化完成后，经过压辊牵引、收卷，收卷速度0.2-0.6 m/min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s3后还包括步骤s4：线缆芯加强将所述线缆芯在200~400℃的烘箱中烘烤5-10h，然后自然冷却至室温。10.一种线缆芯，其特征在于，由权利要求1-9任意所述的lcp外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种LCP外覆环氧透气膜线缆芯的制备方法，包括如下步骤：S1：S1.1采用浓硫酸对LCP纤维进行刻蚀；S1.2将刻蚀完成后的LCP纤维通过具有双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的浴槽；S1.3将LCP纤维进行烘干，制得改性LCP纤维；S2：S2.1在液体环氧树脂中加入邻苯二甲酰亚胺和固化剂，并充分搅拌；S2.2再加入稀释剂，并充分搅拌；S2.3再加入脱模剂，搅拌均匀后倒入胶槽中；S3：S3.1将改性LCP纤维进行预热；S3.2将改性LCP纤维通过胶槽上胶；S3.3将上胶后的改性LCP纤维进行加热，同时对线缆芯进行牵伸并通过模具预定型，再进行固化加热。纤维表面刻蚀出的沟壑可以增加散热面积并使得环氧树脂膜进行附着，同时改性环氧树脂膜表面形成的透气孔能够进一步提高线缆芯的散热能力。气孔能够进一步提高线缆芯的散热能力。


技术研发人员：杨月锋 王士峰 刘梦梦
受保护的技术使用者：润华（江苏）新材料有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/21