[发明专利]一种轻质高强环保电缆及其制作方法

权利要求书

1.一种轻质高强环保电缆，其特征在于，包括镁合金导线和玻璃纤维导线，所述镁合金导线包括镁合金芯材和均匀平行分布在镁线芯材上的连续碳纤维；所述玻璃纤维导线包括玻璃纤维芯材和均匀平行分布在玻璃纤维芯材上的连续碳纤维；所述镁导线和玻璃纤维导线之间通过固化后的耐高温环氧树脂粘结成一个整体的电缆导线，在电缆导线整体的外周由玻璃纤维布包覆，在玻璃纤维布外周由铝箔包覆，从铝箔向外依次还设有绝缘层和外护套。

2.根据权利要求1所述的轻质高强环保电缆，其特征在于，所述连续碳纤维在镁合金芯材中所占的体积分数均为15％-65％，所述镁合金芯材包括如下质量百分比的组成元素：铝1％-3％、镍0.03％-0.2％、稀土0.1％-0.5％，其余为镁。

3.根据权利要求1所述的轻质高强环保电缆，其特征在于，所述连续碳纤维在玻璃纤维芯材中所占的体积分数均为20％-60％。

4.根据权利要求1所述的轻质高强环保电缆，其特征在于，所述连续碳纤维是以聚丙烯腈为原料的强度为5600-6200MPa的连续碳纤维。

5.根据权利要求1所述的轻质高强环保电缆，其特征在于，所述耐高温环氧树脂的体积含量为电缆导线整体的34％-40％，所述环氧树脂包括多组分环氧树脂、固化剂、促进剂、脱模剂和树脂改性剂。

6.一种制作如权利要求1至5中任一项所述的轻质高强环保电缆的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将镁合金各组分元素依次投入熔炼炉，镁的纯度在99%以上，经熔炼搅拌均匀后，析出镁液中气体及杂质，获得镁合金溶液备用；

（2）将去胶后的连续碳纤维束浸入质量浓度为1-2％的K2ZrF6水溶液中保持1-2分钟，取出纤维束干燥后浸入步骤（1）中获得的镁合金溶液中进行浸渗处理，镁合金溶液的温度为680-720℃，浸润时间为1-2分钟，再采用具有三段压射的冷室压铸机压铸，模具型腔采用中心进料，将压铸成型的炉头置入烘箱内进行热处理后保温3小时后打开烘箱，自然冷却，精加工成长度为1m、直径为20mm的碳纤维增强的镁合金导线；

（3）使用耐高温环氧树脂将所述玻璃纤维芯材和包覆在玻璃纤维芯材外周的连续碳纤维粘结在一起，一次固化成型制得所述玻璃纤维导线；

（4）在使用耐高温环氧树脂将步骤（2）中制得的镁合金导线和步骤（3）中制得的玻璃纤维导线粘结成一个整体的电缆导线，在电缆导线整体的外周使用玻璃纤维布包覆，再在玻璃纤维布外周使用铝箔包覆；

（5）采用挤塑机在上述电缆导线的铝箔包覆层表面挤包绝缘层，在挤包绝缘层的同时在绝缘层与铝箔包覆层之间填充阻水层，铝箔包覆层表面挤包绝缘层后形成电缆绝缘线芯，在450℃保温12小时后进行绞线，制得电缆绝缘线芯绞线；

（6）将聚氯乙烯树脂（PVC）100份、增塑剂45份、增白剂0.06份、抗氧化剂0.9份、紫外线吸收剂0.5份依次加入高速混合机中，混合5分钟后，加入温度为100℃的塑料挤出造粒机中进行造粒，得到电缆外护套颗粒料，备用；

（7）将步骤（5）得到的电缆绝缘线芯绞线置于螺杆挤出机中，将步骤（6）中得到的电缆外护套颗粒料置于螺杆挤出机中，在制得的电缆绝缘线芯绞线表面进行挤包，使得在制得的电缆绝缘线芯绞线表面形成电缆外护套，即得到所需轻质高强环保电缆。

7.根据权利要求6所述的制作轻质高强环保电缆的方法，其特征在于，所述步骤（2）中碳纤维在镁合金溶液中浸渗的时候采用二氧化硫或者六氟化硫保护。

8.根据权利要求6所述的制作轻质高强环保电缆的方法，其特征在于，所述步骤（4）中玻璃纤维布体积含量为电缆导线整体的1％-10％；铝箔的厚度为0.1-0.2mm。

9.根据权利要求6所述的制作轻质高强环保电缆的方法，其特征在于，所述步骤（7）中控制挤出机的机筒温区的温度为150℃、机头温区的温度为180℃，将螺杆加长45cm。