[发明专利]一种高强高电导率塑料电缆及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电线电缆技术领域，具体的涉及一种高强高电导率塑料电缆。

背景技术：

在国内，伴随着工业化进程的发展，电力电缆成为电力运输的主要方式，而铜芯电缆是应用得最广泛的，它在电缆应用市场上占据主要地位。铜芯电缆具有电阻率低、强度高、载流量大等特点。但是我国是一个铜资源匮乏的国家，铜原料在近几年的市场上供求矛盾凸显，导致铜的价格一路飙升，再加上铜芯电缆在施工安装中难度大、成本高，还有易盗、易老化等缺点，人们期望具有更合适的电缆来替换铜芯电缆。

能够代替铜芯电缆的是铝合金电缆。铝合金电缆是一种新型的节能产品，它是通过在纯铝中加入铜、铁、镁等元素材料，并经过紧压绞合技术以及金属退火处理，将合金铝中的存在的空隙变得紧密，形成了一种高延伸率的铝合金材料，弥补了以往纯铝电缆的不足，它的绝缘材料采用阻燃硅烷交联聚乙烯，外层采用金属连锁铠装结构，所以铝合金电缆在导电性能上和铜芯电缆的差距大大缩小，但在抗蠕变性能、弯曲性能和耐腐蚀性能方面却有很大的提高，保证了电缆在使用时遇到过载和过热的情况时，对于连续性能保持的稳定。但是目前市场上所售的铝合金电缆电导率大，力学性能不好，输电过程中的损耗大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高强高电导率塑料电缆，该电缆强度到，电导率高，输电损耗小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强高电导率塑料电缆，所述电缆包括铝合金芯材，芯材外面包覆有镍合金层，最外层为环保阻燃热塑性弹性体TPE，其中铝合金芯材，以质量百分比计，包括：w(Si)0.04％-0.055％，w(Fe)为0.15％-0.18％，w(B)为0.0008％-0.005％，杂质元素w(Cr+Mn)≤0.004％，w(V+Ti)≤0.008％，w(Cu)≤0.01％，w(Mg)≤0.02％，其他杂质元素总含量≤0.1％，其中任一其他杂质元素含量≤0.03％，其余为铝。

作为上述技术方案的优选，所述铝合金芯材中的Fe的存在状态是高铁相富铁相。

一种高强高电导率塑料电缆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纯度为98％以上的铝锭在720-740℃下熔化，调整Si、Fe、B含量，并加入精炼剂进行精炼，精炼温度为730℃，精炼时间为20-50min，精炼后扒渣静置，获得所要求元素组分的铝液，然后将铝液浇注成锭，将铝锭热轧成杆，得到铝杆；

(2)将步骤(1)得到的铝杆冷却至室温后进行析铁处理，并将析铁处理后的微合金化铝杆拉拔成线，得到铝合金芯材；

(3)将步骤(2)得到的铝合金芯材表面包覆镍合金，镍合金的各组分质量百分比为：Fe 4％-6％、Mo 5％-7％、Mg 8％-9.5％、Cu 3％-4％、V 0.05％-0.33％、Zn 1-2％，余量为镍，并将表面包覆有镍合金层的铝合金芯材在500-550℃下保温10-20h；

(4)通过加热挤塑机将环保阻燃热塑性弹性体TPE形成熔融态，在成型模具和挤压压力下将环保阻燃热塑性弹性体TPE连续挤包在表面包覆有镍合金层的铝合金芯材上，得到高强高电导率塑料电缆。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述析铁处理工艺为：300-350℃保温1-3h。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述调整Si、Fe、B含量的步骤具体为：在保温炉内温度为720-740℃时添加铝硅合金、铝铁合金、铝硼合金中的一种或多种，使熔体中元素Si、Fe、B质量百分含量分别达到w(Si)为0.04％-0.055％，w(Fe)为0.15％-0.18％，w(B)为0.0008％-0.005％。

作为上述技术方案的优选，一种高强高电导率塑料电缆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纯度为98％以上的铝锭在720-740℃下熔化，调整Si、Fe、B含量，并加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740℃，精炼时间为30-45min，精炼后扒渣静置，获得所要求元素组分的铝液，然后将铝液浇注成锭，将铝锭热轧成杆，得到铝杆；

(2)将步骤(1)得到的热铝杆直接进行析铁处理，并将析铁处理后的微合金化铝杆拉拔成线，得到铝合金芯材；

(3)将步骤(2)得到的铝合金芯材表面包覆镍合金，镍合金的各组分质量百分比为：Fe 4％-6％、Mo 5％-7％、Mg 8％-9.5％、Cu 3％-4％、V 0.05％-0.33％、Zn 1-2％，余量为镍，并将表面包覆有镍合金层的铝合金芯材在500-550℃下保温10-20h；