一种含有OPE补强膜的防脱落三合一云母带及其制备方法、应用与流程

本发明涉及电线电缆，具体为一种含有ope补强膜的防脱落三合一云母带及其制备方法、应用。

背景技术：

1、云母带，又称耐火云母带，是一种耐火绝缘材料，按用途可分为：电机用云母带、电缆用云母带。按结构分为：双面带、单面带、三合一带、双膜带、单膜带等。按云母又可分为：合成云母带、金云母带、白云母带。耐火安全电缆用云母带是一种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。

2、由于捆扎云母带的设备在工作中会对云母带产生拉伸张力，而损伤云母带，因此补强材料的加入就是为了使云母带具有足够承受张力的能力从而提高其机械强度，以防受损。云母带常用一些薄膜如聚酯薄膜等作为补强材料，但是运用于耐火安全电缆时，这些补强材料的耐高温、阻燃性能、抗老化等性能往往有所欠缺，因此，通过对于补强材料相关性能的改性提升，可以有效的提升三合一云母带的相关性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含有ope补强膜的防脱落三合一云母带及其制备方法、应用，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种含有ope补强膜的防脱落三合一云母带，所述含有ope补强膜的防脱落三合一云母带由玻纤布、涂胶后的云母纸、ope补强膜按顺序依次等面积贴合后热压而成；所述ope补强膜由改性氧化聚乙烯、改性二氧化硅纤维、氯铂酸、烯丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合均匀压延成膜。

4、作为优化，所述改性氧化聚乙烯是由氧化聚乙烯（ope）依次和马来酸酐、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醇反应制得。

5、作为优化，所述改性二氧化硅纤维是由二氧化硅纤维依次和乙烯基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应制得预改性二氧化硅纤维，将预改性二氧化硅纤维、二甲氧基二乙烯基硅烷、烯丙基二甲氧基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得。

6、一种含有ope补强膜的防脱落三合一云母带的制备方法，包括以下制备步骤：

7、（1）将氧化聚乙烯、马来酸酐、对二甲苯按质量比1：（1.6~1.8）：（10~12）混合均匀，在130~135℃，600~1000r/min搅拌3~4h，在10~30℃倒入对二甲苯质量10~12倍的质量分数30~40%的乙醇水溶液中析出沉淀并过滤，用纯水和无水乙醇各洗涤3~5次，在70~80℃干燥8~10h，制得羧基化氧化聚乙烯；将羧基化氧化聚乙烯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醇、对二甲苯、浓硫酸按质量比1：（1.4~1.6）：（10~12）：（0.03~0.05）混合均匀，在130~135℃，600~1000r/min搅拌3~4h，在10~30℃倒入对二甲苯质量10~12倍的质量分数30~40%的乙醇水溶液中析出沉淀并过滤，用纯水和无水乙醇各洗涤3~5次，制得改性氧化聚乙烯；

8、（2）将乙烯基三乙氧基硅烷、质量分数70~80%的乙醇按质量比1：（8~10）混合均匀，在20~30℃，600~800r/min搅拌20~25min，再加入乙烯基三乙氧基硅烷质量1~1.2倍的二氧化硅纤维，在20~30℃，300~500r/min搅拌1~2h，过滤并用无水乙醇洗涤3~5次，在60~70℃干燥6~8h，再和三乙氧基硅烷、质量分数70~80%的乙醇按质量比1：1：（8~10）混合均匀，在氮气氛围中，70~80℃，300~500r/min搅拌回流3~4h，过滤并用无水乙醇洗涤3~5次，在60~70℃干燥6~8h，制得预改性二氧化硅纤维，将预改性二氧化硅纤维、二甲氧基二乙烯基硅烷、烯丙基二甲氧基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比1：（0.7~0.9）：（0.7~0.9）：（4~5）：（0.03~0.04）混合均匀，再加入预改性二氧化硅纤维质量1~2倍的质量分数8~10%的三氟甲烷磺酸水溶液，在70~80℃，300~500r/min搅拌反应3~4h，过滤并用无水乙醇洗涤3~5次，在60~70℃干燥6~8h，制得改性二氧化硅纤维；

9、（3）将改性氧化聚乙烯、改性二氧化硅纤维按质量比1：（0.4~0.6）混合均匀，在130~140℃，通过实验室炼塑机xk-160炼塑40~50min，再加入改性氧化聚乙烯质量0.03~0.05倍的氯铂酸、改性氧化聚乙烯质量0.03~0.05倍的烯丙基三甲氧基硅烷、改性氧化聚乙烯质量0.03~0.05倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷并继续炼塑10~12min，再通过压延法，压制成厚度为0.02~0.04mm的ope补强膜；

10、（4）将环氧树脂、对苯二酚按质量比1：（1.3~1.5）混合均匀，加入环氧树脂等摩尔量的甲基纳迪克酸酐，在80~90℃，300~500r/min搅拌回流40~50min，在30~40℃加入环氧树脂质量3~4倍的丙酮、环氧树脂质量0.01~0.02倍的环氧固化促进剂、环氧树脂质量0.03~0.05倍的3-氨基丙基三甲氧基硅烷和环氧树脂质量0.03~0.05倍的烯丙基三甲氧基硅烷并继续搅拌10~15min，过200~300目滤网，制得环氧树脂胶黏剂；

11、（5）在云母纸两侧表面喷涂0.01~0.02mm厚的环氧树脂胶黏剂，置于80~85℃预热10~12min，降压至100~500pa静置20~25min，保持压力不变升温至100~110℃保温40~50min，得到涂胶后的云母纸；将涂胶后的云母纸两侧表面分别和玻纤布5461-3d、ope补强膜等面积贴合，置于平板硫化机中进行热压后取出，并切割成所需宽度后收卷，制得含有ope补强膜的防脱落三合一云母带。

12、作为优化，步骤（1）所述氧化聚乙烯的制备方法为：将聚乙烯、对二甲苯和n-羟基邻苯二甲酰亚胺按质量比1：（10~12）：（0.01~0.02）混合均匀，在130~135℃，以4~5l/min的流速从底部通入氧气，反应6~8h，在10~30℃倒入对二甲苯质量10~12倍的质量分数30~40%的乙醇水溶液中析出沉淀并过滤，用纯水和无水乙醇各洗涤3~5次，在70~80℃干燥8~10h，制备而成。

13、作为优化，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，型号为ld150、ld153、ld155中的一种或多种混合。

14、作为优化，步骤（2）所述二氧化硅纤维的制备方法为：将正硅酸乙酯、无水乙醇、纯水和草酸按质量比1：（0.4~0.5）：（0.4~0.5）：（0.006~0.008）混合均匀，在20~30℃，800~1000r/min搅拌6~8h，制成二氧化硅前驱体溶胶；将聚乙烯醇和纯水按质量比1：（10~12）混合均匀，在70~80℃，400~600r/min搅拌4~6h，配制成聚乙烯醇溶液；将二氧化硅前驱体溶胶和聚乙烯醇溶液按质量比1：1混合均匀，在20~30℃，400~600r/min搅拌4~6h，即得纺丝液，将纺丝液进行静电纺丝，喷头孔径0.3~0.5mm，电压18~20kv，滑台速度80~100cm/min，灌注速度0.8~1ml/h，接收距离18~22cm，接收滚筒转速40~50r/min，温度22~26℃，湿度40~50%，制得纺丝纤维，将纺丝纤维切割成8~10mm的长度，并至于马弗炉中，在80~90℃保温3~4h，升温至180~200℃并继续保温30~40min，再升温至750~800℃并继续保温30~40min，升温速度为4~5℃/min，冷却至室温后取出，制备而成。

15、作为优化，步骤（4）所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂e-44；所述环氧固化促进剂为flq型环氧固化促进剂。

16、作为优化，所述步骤（5）所述热压的方法为：在100~110℃，0.15~0.17mpa热压20~25min，保持压力不变升温至155~165℃热压2~3h，再保持温度不变加压至2~3mpa热压5~6h，保持压力不变冷却至室温。

17、作为优化，所述含有ope补强膜的防脱落三合一云母带应用于耐火安全电缆。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在制备含有ope补强膜的防脱落三合一云母带时，先将改性氧化聚乙烯、改性二氧化硅纤维、氯铂酸、烯丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷混合均匀压延成膜，将玻纤布、涂胶后的云母纸、ope补强膜按顺序依次等面积贴合后热压成含有ope补强膜的防脱落三合一云母带。

19、首先，将氧化聚乙烯依次和马来酸酐、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醇反应制得改性氧化聚乙烯，通过马来酸酐，将氧化聚乙烯上的羟基或者小分子酸酯基转化为羧基同时引入了双键，可参与氯铂酸催化的硅氢加成反应，避免氧化聚乙烯在高温时自身酯化影响后续反应的进行，从而提高了断裂强度，再和3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醇进行酯化反应，将羧基转化为酯基，避免羧基解离腐蚀加快材料的老化，同时引入的3,5-二叔丁基-4-羟基苯基团为受阻酚结构，进一步提高材料的抗老化性能。

20、其次，将二氧化硅纤维依次和乙烯基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应制得预改性二氧化硅纤维，将预改性二氧化硅纤维、二甲氧基二乙烯基硅烷、烯丙基二甲氧基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得改性二氧化硅纤维，使二氧化硅纤维表面生成聚硅氧烷支链，提高了二氧化硅纤维的分散性，并且聚硅氧烷支链高温可形成二氧化硅熔融层和二氧化硅纤维协调进行阻燃隔热，从而提高了阻燃性能，聚硅氧烷支链的碳碳双键和硅氢键，可在氯铂酸催化的作用下与环氧树脂胶黏剂中的不饱和键或者自身发生硅氢加成反应，形成二氧化硅纤维交联网络结构，从而提高了剥离强度和断裂强度，同时未完全反应掉的碳碳双键和硅氢键，在后续老化过程中，较高的温度下可继续交联反应，达到补偿修复的作用，从而提高了抗老化性能。