帶電作業用防潮滌綸絕緣繩及其制備方法技術

本發明專利技術涉及帶電作業用防潮滌綸絕緣繩及其制備方法；屬于帶電作業用絕緣繩索開發與制備技術領域。所述絕緣繩包括染色芯材、均勻包覆在染色芯材上的過渡層以及均勻包覆在過渡層上的防水劑層組成；所述防水劑層為全氟六碳防水劑和/或全氟四碳防水劑。本發明專利技術所設計的滌綸絕緣繩的生產方法是：將滌綸長絲經并絲、加捻制成線，經染色加工，取出洗滌、干燥后使用粒徑為5‐200納米的水性高分子陰離子乳液和偶聯劑浸漬法處理，使纖維表面陰離子化，再進行浸漬法陽離子防水整理，經高溫焙烘，最后制成繩索；其防潮絕緣性遠高于現有技術，特別適用于高濕度環境下的帶電作業，而且保管和運輸更省心，使用更安全。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及帶電作業用防潮滌綸絕緣繩及其制備方法；屬于帶電作業用絕緣繩索開發與制備

技術介紹
目前，我國帶電作業使用的普通滌綸絕緣繩容易受潮，在相對濕度大于85％以上時就不能正常使用，儲存保管必須置于干燥房中，而在運輸途中及使用過程中受潮，會造成中途無法作業，必須經烘箱烘干后才能繼續使用；如果在帶電作業過程中,突遇雷雨天氣，絕緣繩無法及時安全拆撤,則對電氣設備造成極大的危害和損失，并且直接威脅電力設備的人身安全，這是長期困擾帶電作業行業的難題。其中采用全氟辛酸類防水劑(簡稱碳8防水劑)對滌綸表面處理，能起到較好效果，相關產品的專利技術我們也曾申請了中國專利(申請號：CN 02104815.0)，但由于近年發現碳8防水劑會對環境排放PFOS(perfluorooctanesulphonate：是全氟辛烷磺酸鹽的英文縮寫)和PFOA(Perfluorooctanoic Acid：是全氟辛酸銨的英文縮寫)，PFOS和PFOA已被國際相關組織確認具有環境危害和生物毒性，且無法在排放前快速降解處理，所以碳8防水劑在2015年12月31日后將全球停產，防水如果將氟碳化合物C8側鏈長度減少到C6或C4，就可避免相關的PFOA和PFOS問題，短鏈氟化工業的副產物，如全氟己酸(PFHxA)、全氟丁基磺酸鹽(PFBS)的毒性和生物蓄積性均很低，且可在排放前快速降解處理。但與C8氟碳化合物相比，減少全氟烷基鏈長度會使得防水效果明顯變差，也使得防潮絕緣繩的性能無法符合GB/T 13035-2003《帶電作業用絕緣繩索》國家標準，本專利技術主要為了解決這個問題。專利技術內容本專利技術針對有技術的不足，提供一種防潮性能比現有技術有較大提高，保管和運輸更省心，使用更安全，并且在高濕度環境下，可以使用的帶電作業絕緣繩。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；包括染色芯材、均勻包覆在染色芯材上的過渡層以及均勻包覆在過渡層上的防水劑層組成；所述染色芯材為染成黃色的桑蠶絲線；所述過渡層以偶聯劑與水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯為原料，在100-130℃反應得到；所述偶聯劑的通式為YSiX3，其中Y為非水解基團、X為可水解基團；所述聚丙烯酸酯的通式為其中R基團上碳原子個數大于等于8；所述防水劑為全氟六碳防水劑和/或全氟四碳防水劑。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所述水性聚氨酯優選為A，所述A的結構式為其中R1、R2優選為烷基。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所述全氟六碳防水劑為全氟己酸；所述全氟四碳防水劑為全氟丁基磺酸和/或全氟丁基磺酸鹽。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所述過渡層的質量為染色芯材質量的1％-20％；優選為2-15％、進一步優選為5-10％。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；按質量比，水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯：偶聯劑＝1:1-1:20混合均勻后，在100-130℃反應得到所述過渡層。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；防水劑層的質量為染色芯材質量的1％-20％；優選為5-20％、進一步優選為15-20％。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所述偶聯劑的通式為YSiX3，其中Y為非水解基團，所述非水解基團包括鏈烯基(主要為乙烯基)，以及末端帶有Cl、NH2、SH、環氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基、異氰酸酯基等官能團的烴基；X為可水解基團；所述可水解基團包括-Cl,-OMe,-OEt,-OC2H4OCH3,-OSiMe3,及-OAc等。本專利技術本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；的制備方法，包括下述步驟：步驟一滌綸長絲經并絲、加捻制成線，浸漬酸性染料染色后加工成桔黃色，取出、洗滌、干燥后得到染色芯材；步驟二將步驟一所得染色芯材置于液體B中，在100-130℃浸漬0.5-1小時后，得到帶有過渡層的染色芯材；所述液體B由偶聯劑與水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯組成；所述偶聯劑的通式為YSiX3，其中Y為非水解基團、X為可水解基團；所述聚丙烯酸酯的通式為其中R基團上碳原子個數大于等于8；步驟三將步驟二所的帶有過渡層的染色芯材置于防水劑中，在125-135℃浸漬至少0.5小時、優選為30-60min后，在150‐280℃焙烘，最后制成繩索；得到所述帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所述防水劑為全氟六碳防水劑和/或全氟四碳防水劑。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；步驟一中所述酸性染料為分散染料，所述分散染料；其用量為所用滌綸長絲質量的1％‐3％。為了便于工業化應用，一般采用絞紗染色機進行染色；采用絞紗染色機進行染色時，控制浴比為1:10‐1:30。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；步驟二中，水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯的粒度為5‐200納米。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；步驟二中，按質量比，水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯：偶聯劑＝1:1-1:20混合均勻后，得到液體B。為了防止水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯團聚以及均勻分布，在工業化應用時也采用絞紗染色機進行過渡層的浸漬涂覆操作；采用絞紗染色機進行過渡層的浸漬涂覆操作時，控制水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯與偶聯劑的總質量為步驟一所用桑蠶長絲質量的1％-20％。為了進步提升涂覆效果，控制浴比為1:10-1:30。所述聚丙烯酸酯的R基團上碳原子個數優選為8-12。所述聚丙烯酸酯的平均相對分子質量為3-6萬、優選為4-5萬、進一步優選為48000-52000。所述全氟六碳防水劑優選為為全氟己酸(PFHxA)。所述全氟四碳防水劑優選為全氟丁基磺酸和/或全氟丁基磺酸鹽(PFBS)。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；所用防水劑的質量為步驟一所用滌綸長絲質量的1％-20％；優選為10-20％、進一步優選為15-20％。在本專利技術中，由于染色后芯材的質量無限的接近所用滌綸長絲質量；所以可以采用染色芯材質量替代所用滌綸長絲的質量。本專利技術帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；在150‐280℃焙烘0.5‐1.5小時。原理和優勢含氟碳8防水劑處理后的纖維，氟碳鏈直立指向空氣側，使水分子無法接近纖維，但防水劑從碳8長鏈降到碳6以下，會使全氟鏈段倒伏，也使水分子較易接近纖維，從而嚴重影響防水效果，本專利技術通過對纖維表面的陰離子化覆膜、遮蓋，在各條件參數的協同作用下，使陽離子防水劑不易錯位，同時通過表面堆積較多的分子進行空間擠壓，使碳6及以下防水劑分子不產生倒伏現象，從而大大提高了防水性能。本專利技術大大簡化制備工藝，縮短制備流程。采用上述技術方案所設計和制成的帶電作業用防潮絕緣繩，其主要技術指標符合GB/T 13035-2003《帶電作業用絕緣繩索》國家標準，尤其在耐漂洗性能和耐拉伸性能上，其防潮絕緣性能大大優于現有技術，解決了帶電作業行業中長期不能解決的難題。附圖說明下面對照附圖對本專利技術作進一步的說明。附圖1為本專利技術的工藝流程圖。圖中：1、染色 2、浸漬涂覆溶液B 3、防水處理 4、焙烘 5、制成繩索成品具體實施方式實施例1：步驟一滌綸長絲經并絲、加捻制成線，浸漬酸性染料染色后加工成桔黃色，取出、洗滌、干燥后得到染色芯材；所用染料為蒽醌結構類分散染料；其用量為所用滌綸長絲質量的1.5％。本實施例中采用絞紗染色機進行染色；采用絞紗染色機進行染色時，控制浴比為1:10。步驟二按質量比，水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯：偶聯劑＝1:1混合均勻后，得到液體B；將步驟一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：所述絕緣繩包括染色芯材、均勻包覆在染色芯材上的過渡層以及均勻包覆在過渡層上的防水劑層組成；所述染色芯材為染成黃色的滌綸絲線；所述過渡層以偶聯劑與水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯為原料，在100?130℃反應得到；所述偶聯劑的通式為YSiX3，其中Y為非水解基團、X為可水解基團；所述聚丙烯酸酯的通式為其中R基團上碳原子個數大于等于8；所述防水劑層為全氟六碳防水劑和/或全氟四碳防水劑。

【技術特征摘要】
1.帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：所述絕緣繩包括染色芯材、均勻包覆在染色芯材上的過渡層以及均勻包覆在過渡層上的防水劑層組成；所述染色芯材為染成黃色的滌綸絲線；所述過渡層以偶聯劑與水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯為原料，在100-130℃反應得到；所述偶聯劑的通式為YSiX3，其中Y為非水解基團、X為可水解基團；所述聚丙烯酸酯的通式為其中R基團上碳原子個數大于等于8；所述防水劑層為全氟六碳防水劑和/或全氟四碳防水劑。2.根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：所述水性聚氨酯為A，所述A的結構式為其中R1、R2為烷基。3.根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：所述全氟六碳防水劑為全氟己酸；所述全氟四碳防水劑為全氟丁基磺酸和/或全氟丁基磺酸鹽。4.根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：所述過渡層的質量為染色芯材質量的1％-20％。5.根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：按質量比，水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯：偶聯劑＝1:1-1:20混合均勻后，在100-130℃反應得到所述過渡層。6.根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩；其特征在于：防水劑層的質量為染色芯材質量的1％-20％。7.一種如權利要求1-6任意一項所述的根據權利要求1所述的帶電作業用防潮滌綸絕緣繩的制備方法，其特征在于包括下述步驟：步驟一滌綸長絲經并絲、加捻制成線，浸漬酸性染料染色后加工成桔黃色，取出、洗滌、干燥后得到染色芯材；步驟二將步驟一所得染色芯材置于液體B中，在100-130℃浸漬保溫0.5-1小時后，得到帶有過渡層的染色芯材；所述液體B由偶聯劑與水性聚氨酯和/或聚丙烯酸酯組成；所述偶聯劑的通式為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉夏清，劉蘭蘭，鄒德華，
申請(專利權)人：常州紡織服裝職業技術學院，國網湖南省電力公司帶電作業中心，興化市佳輝電力器具有限公司，國家電網公司，國網湖南省電力公司，湖南太平昌盛電器有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32