本發(fā)明涉及阻水材料，具體地，涉及一種電纜用膨脹阻水無(wú)紡布及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，用于供電的電纜被越來(lái)越多的用于各種潮濕的環(huán)境中，在這些環(huán)境下，水分的侵蝕會(huì)引起電纜外包的老化、破裂，因此具有吸水阻水功能的電纜外包無(wú)紡布的開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行。現(xiàn)在多采用高吸水樹(shù)脂為主要成份的阻水粉(聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素等)涂覆于聚酯、玻璃纖維等纖維上，制成阻水紗，從而當(dāng)水氣侵入時(shí)，可快速吸水、膨脹形成凝膠，阻塞所有可能存在的滲水通道，從而提供完全可靠的密封防水性能。如專(zhuān)利cn111172760a公開(kāi)了一種高膨脹率阻水紗及其生產(chǎn)工藝，阻水紗包括纖維、纖維表面形成的粘合劑層及粘合層表面的超吸水樹(shù)脂層，超吸水樹(shù)脂層是后交聯(lián)吸水樹(shù)脂溶液、聚乙二醇及去離子水的混合溶液在粘合劑層上干燥后形成。

2、纖維表面的涂層材料的強(qiáng)度隨著膠黏劑含量增加而提高，而涂層材料的吸水膨脹性能受高吸水樹(shù)脂含量的影響。膠黏劑含量較高時(shí)涂層材料的強(qiáng)度較高，但形成的致密表面包裹住高吸水樹(shù)脂，容易抑制涂層的膨脹性能，導(dǎo)致初期吸水倍率降低，造成指標(biāo)不合格，達(dá)不到對(duì)電纜和光纜的保護(hù)效果。為確保初期吸水倍率，阻水紗配方中膠黏劑含量通常偏低，則阻水紗涂層中高吸水樹(shù)脂部分暴露于空氣中，造成阻水紗使用過(guò)程中容易吸潮發(fā)粘、掉粉等不良現(xiàn)象，后續(xù)生產(chǎn)使用過(guò)程中需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行控制，無(wú)疑推高了生產(chǎn)成本。而且因?yàn)槟z黏劑含量偏低，導(dǎo)致吸水組分和基體結(jié)合性不好，各個(gè)區(qū)域的阻水能力差異較大。此外，目前使用的吸水樹(shù)脂層存在凝水量小的問(wèn)題，導(dǎo)致電纜使用壽命較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述阻水紗因膠黏劑含量偏低存在的諸多問(wèn)題以及凝水量小的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電纜用膨脹阻水無(wú)紡布及其制備方法和應(yīng)用，該阻水無(wú)紡布采用具有高吸水性的纖維素海綿，不僅具有高凝水量，還可以作為吸水樹(shù)脂的封層，減少粘合劑的用量，避免吸水樹(shù)脂暴露掉粉。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種電纜用膨脹阻水無(wú)紡布的制備方法，其包括如下步驟：

3、s1、將微晶纖維素溶解在堿性溶液中，然后加入成孔劑，冷凍干燥后制得纖維素海綿，再壓縮定型，厚度控制在3mm以下；

4、s2、采用氨綸短纖維和滌綸短纖維進(jìn)行混紡，將其梳理后采用針刺成型，得到氨綸-滌綸無(wú)紡布；

5、s3、在制得的氨綸-滌綸無(wú)紡布表面涂覆吸水樹(shù)脂粉，然后將壓縮定型的纖維素海綿用針刺法固定在氨綸-滌綸無(wú)紡布涂覆吸水樹(shù)脂粉的一面，形成纖維素海綿層；

6、s4、將涂有粘合劑的蓋層無(wú)紡布覆蓋在纖維素海綿層上，經(jīng)熱壓得到吸水膨脹無(wú)紡布。

7、上述技術(shù)方案中，以吸水樹(shù)脂粉和纖維素海綿作為吸水料，兼具了吸水和阻水功能，既可以吸收水分，又可以通過(guò)膨脹阻斷后續(xù)水分的進(jìn)入。纖維素海綿內(nèi)的氫鍵與無(wú)紡布氨綸纖維內(nèi)的氫鍵相互作用，有效提高了吸水料和無(wú)紡布基體的結(jié)合強(qiáng)度。纖維素海綿的膨脹倍數(shù)和存水效果好，不僅自身具有阻水效果，還為吸水樹(shù)脂粉的膨脹提供良好濕度環(huán)境，進(jìn)而提升阻水無(wú)紡布的阻水性能，且使用壽命長(zhǎng)。

8、優(yōu)選地，步驟s1中，所述堿性溶液為尿素與氫氧化鈉的混合溶液或尿素與氫氧化鉀的混合溶液，混合溶液中尿素的濃80~100g/l，氫氧化鈉或氫氧化鉀的濃度是100~120g/l。

9、堿性溶液的作用是使纖維素溶解，機(jī)理是：堿液中堿金屬離子的水合離子半徑很小，較容易進(jìn)入纖維素，打開(kāi)氫鍵，破壞相互之間存在的作用力，使得纖維素溶于堿液

10、優(yōu)選地，步驟s1中，所述成孔劑為無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水氯化鈣、無(wú)水氯化鎂或聚乙烯醇，粒徑為0.125~0.18mm，相較于100g微晶纖維素，其添加量是120~140g。

11、成孔劑的作用是占據(jù)一定的體積形成孔隙，經(jīng)過(guò)后續(xù)的洗滌或溶劑去除，硫酸鈉會(huì)被去除，留下孔隙。

12、優(yōu)選地，步驟s2中，氨綸和滌綸短纖維長(zhǎng)度為12~15cm，梳理速度為10~30m/min。

13、優(yōu)選地，步驟s2中，所述氨綸-滌綸無(wú)紡布的厚度為1.2~2.0mm，克重為25~30g/㎡。

14、優(yōu)選地，步驟s3中，所述吸水樹(shù)脂粉為丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯的共聚物，配比是（2~3）：1，用量是40~50g/㎡。

15、丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯的共聚物相較于其他吸水樹(shù)脂的優(yōu)勢(shì)是：

16、（1）優(yōu)良的機(jī)械性能：共聚物通常具有較好的韌性和強(qiáng)度，能夠承受較大的外力而不易破裂，適用于需要承受機(jī)械應(yīng)力的應(yīng)用。

17、（2）優(yōu)異的耐候性：該共聚物對(duì)紫外線和環(huán)境因素的抵抗力較強(qiáng)，能夠在戶外環(huán)境中保持穩(wěn)定性，適用于戶外應(yīng)用。

18、（3）良好的吸水性：相較于其他樹(shù)脂，丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯的共聚物在吸水性方面表現(xiàn)良好，能夠有效吸收水分，適用于水凝膠和吸水材料。

19、優(yōu)選地，步驟s3中，所述粘合劑為醋丙乳膠或苯丙乳膠，用量是20~30g/㎡。

20、具體地，步驟s4中，所述熱壓的條件為70~80℃，20~30mpa，20~30min，環(huán)境濕度≤30%。

21、本發(fā)明第二方面提供上述的制備方法制得的膨脹阻水無(wú)紡布。

22、本發(fā)明第三方面提供上述的膨脹阻水無(wú)紡布在電纜制備中的應(yīng)用。

23、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以下有益效果：

24、本發(fā)明以吸水樹(shù)脂粉和纖維素海綿作為吸水料，兼具了吸水和阻水功能，既可以吸收水分，又可以通過(guò)膨脹阻斷后續(xù)水分的進(jìn)入。纖維素海綿內(nèi)的氫鍵與無(wú)紡布氨綸纖維內(nèi)的氫鍵相互作用，有效提高了吸水料和無(wú)紡布基體的結(jié)合強(qiáng)度。纖維素海綿的膨脹倍數(shù)和存水效果好，不僅自身具有阻水效果，還為吸水樹(shù)脂粉的膨脹提供良好濕度環(huán)境，進(jìn)而提升阻水無(wú)紡布的阻水性能，且使用壽命長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種電纜用膨脹阻水無(wú)紡布的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述堿性溶液為尿素與氫氧化鈉的混合溶液或尿素與氫氧化鉀的混合溶液，混合溶液中尿素的濃80~100g/l，氫氧化鈉或氫氧化鉀的濃度是100~120g/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述成孔劑為無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水氯化鈣、無(wú)水氯化鎂或聚乙烯醇，粒徑為0.125~0.18mm，相較于100g微晶纖維素，其添加量是120~140g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，氨綸和滌綸短纖維長(zhǎng)度為12~15cm，梳理速度為10~30m/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述氨綸-滌綸無(wú)紡布的厚度為1.2~2.0mm，克重為25~30g/㎡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述吸水樹(shù)脂粉為丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯的共聚物，配比是（2~3）：1，用量是40~50g/㎡。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述粘合劑為醋丙乳膠或苯丙乳膠，用量是20~30g/㎡。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中，所述熱壓的條件為70~80℃，20~30mpa，20~30min，環(huán)境濕度≤30%。

9.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的制備方法制得的膨脹阻水無(wú)紡布。

10.權(quán)利要求9所述的膨脹阻水無(wú)紡布在電纜制備中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種電纜用膨脹阻水無(wú)紡布及其制備方法和應(yīng)用，制備方法包括如下步驟：S1、將微晶纖維素溶解在堿性溶液中，然后加入成孔劑，冷凍干燥后制得纖維素海綿，再壓縮定型；S2、采用氨綸短纖維和滌綸短纖維進(jìn)行混紡，將其梳理后采用針刺成型，得到氨綸?滌綸無(wú)紡布；S3、在制得的氨綸?滌綸無(wú)紡布表面涂覆吸水樹(shù)脂粉，然后將壓縮定型的纖維素海綿用針刺法固定在氨綸?滌綸無(wú)紡布涂覆吸水樹(shù)脂粉的一面，形成纖維素海綿層；S4、將涂有粘合劑的蓋層無(wú)紡布覆蓋在纖維素海綿層上，經(jīng)熱壓得到吸水膨脹無(wú)紡布。本發(fā)明以吸水樹(shù)脂粉和纖維素海綿作為吸水料，兼具了吸水和阻水功能，既可以吸收水分，又可以通過(guò)膨脹阻斷后續(xù)水分的進(jìn)入。

技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)?江濤,張燦燦,鄒紅飛,成娟,張杰,金秋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州騰飛電纜電器材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19