CN107610823A - 一种石墨烯纤维绝缘电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯纤维绝缘电缆，包括电缆本体，所述电缆本体的表面依次设置有绝缘层、防水层、防晒层和耐磨层，所述绝缘层通过石墨烯纤维、漆布漆管和绝缘浸渍纤维混合制成，防水层是由聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和环氧树脂真空融合而成，防晒层通过超细玻璃棉和水杨酸辛酯精细化工制作而成，耐磨层通过碳化硅粉和增韧剂中添加纳米添加剂高温混合搅拌而成，本发明涉及电缆技术领域。该石墨烯纤维绝缘电缆，达到了提升电缆绝缘性的目的，提高电缆的安全性，防止触电事故的发生，使得人们使用时更加放心，具有防水、防晒和耐磨多种功能，防止电缆的损坏，避免电缆损坏影响人们使用，同时减少财产的损失。
Description
技术领域
本发明属于电缆技术领域，特别是涉及一种石墨烯纤维绝缘电缆。
背景技术
电线电缆作为国民经济建设的重要配套产业之一，占据着中国电工行业1/4的产值。它产品种类众多，应用范围十分广泛，涉及到电力、建筑、通信、制造等行业，与国民经济的各个部门都密切相关。电线电缆还被称为国民经济的“动脉”与“神经”，是输送电能、传递信息和制造各种电机、仪器、仪表，实现电磁能量转换所不可缺少的基础性器材，是未来电气化、信息化社会中必要的基础产品。
电线电缆行业是机械工业中仅次于汽车行业的第二大产业。产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。
近年来，我国骤然已经成为了世界的制造中心，中国电线电缆产业也正处于高速发展状态。不管是技术上面还是规模上面都在大幅提升，国内在引进消化国际技术以及自主研发上面都已经形成了巨大的生产能力，我国的电线电缆制造企业在市场的竞争力已经有了明显的优势。
我国虽然是电线电缆生产大国，但不是生产强国。我国电线电缆生产企业90%以上的企业为中小型企业，总体产能严重过剩，产业集中度不高，自主创新能力不强，中低端产品的同质化竞争严重，产品质量总体水平还不高，行业无序过度扩张，市场竞争不规范。随着全球电线电缆市场日趋成熟，电线电缆制造业发展趋缓，增长幅度不大，需求下降，线缆企业产能相对过剩，价格走低，企业间竞争加剧，再加上铜、铝、塑料等主要原材料大幅上涨等因素，致使许多线缆企业发展举步维艰。
分析认为，在未来的激烈市场竞争中，中国电线电缆行业若要取得更好更快更健康的发展，要做的事情很多，其中的关键就是做好产品、做强品牌，随着中国电线电缆行业的整合发展，相信其在国际市场地位将更进一步提升。
我国电线电缆行业技术水平普遍较低，主要表现在生产效率较低，自动化程度不高、能耗较大，在线检测不全，可靠性较差，严重过剩，质量低劣，行业发展安全受到威胁，售后服务不及时等方面，特别是行业技术创新体系尚未形成，自主设计开发能力差，基本上停留在测绘、仿制的低层次上，尚未全面掌握电线电缆产品的设计技术，没有形成电线电缆产品、材料、工艺和设备有机结合的开发机制，因此很难满足行业发展需要。
随着我国工业化发展程度的提高，基础建设的完善，城市化水平的提高，线缆行业必将走向成熟，行业中出现明显两极分化，行业集中度提高，其中美国前十名占有市场份额为67%的市场，日本前六名占有市场份额65%，法国前五名占有市场份额90%。虽然行业集中度低，导致线缆行业市场处于散点市场状态，但是电线电缆行业一直保持着较高的增长，生产效率快速提高，产品的升级换代加速，产品结构渐趋合理，行业资本结构日趋多元化，市场化进程明显加快；尤其沿海及经济发达地区的电线电缆制造业优势明显，地区差别进一步扩大。
未来五年我国电网将迎来黄金时期，电线电缆行业将出现“大好时机”。随着国家政策及国网公司对智能电网的投入力度日益巨大，为配合国家西电东输、电网改造等工程的实施，以及城镇化建设的逐步推进，在未来5年内，与输配电密切相关的电线电缆市场容量，将以每年8%-9%的速度保持可观的增长，线电缆行业将迎来新的机遇。
2016年是“十三五”规划开局之年，展望2016年，我国电线电缆发展机遇与挑战并存，既有“十三五”各项新的政策开始实施、产业发展空间不断拓展等积极因素，也有国内外需求持续低迷、企业面临的困难超出预期等不利因素，但总体机遇大于挑战，我国电线电缆行业将呈现新的发展形态和趋势，“互联网+”、“中国制造2025”、“工业4.0”等等将成为电线电缆行业带来新的增长亮点。一个个时尚新名词里蕴含了太多的机遇和挑战。这是中国工业奋起直追的好机会。
传统绝缘电缆的结构一般为两层，内层为金属导电层，外层为非金属绝缘层。这样的电缆只能用于普通场所，并且具有绝缘层易老化，不耐弯折，使用寿命短等缺点。电缆中通常采用铜作为导电层，而铜本身容易受到氧化和腐蚀，并且铜的质地较软，延展性不佳。现有技术中，为了解决铜被氧化和腐蚀的问题，通常在导体铜的表面进行电镀处理，镀上一层抗氧化的材料。然而这种电镀技术造成了电缆生产成本的提高，且容易污染环境。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得诺贝尔物理学奖，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法，氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD），由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。
为了增强电缆的延展性，可在导体和绝缘层之间设置耐弯曲、具有良好延展性的材料层。然而这种材料需要考虑成本和性能，不易于寻找。因此，目前市面上的绝缘电缆一般难以同时既具有良好的导电性，又具有较好的机械强度和柔韧性。现有的电缆绝缘性较低，容易引发触电事故，并且现有的电缆没有防水层、防晒层和耐磨层，使得电缆寿命较低，容易损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种石墨烯纤维绝缘电缆，解决了现有的电缆绝缘性较低，容易引发触电事故，并且现有的电缆没有防水层、防晒层和耐磨层，使得电缆寿命较低，容易损坏的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种石墨烯纤维绝缘电缆，包括电缆本体，所述电缆本体的表面依次设置有绝缘层、防水层、防晒层和耐磨层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘层通过石墨烯纤维、漆布漆管和绝缘浸渍纤维混合制成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述所述石墨烯纤维是由纯石墨烯通过湿法纺丝而成的纤维。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的石墨烯纤维的直径为20-160um，导电性能优异。
作为本发明的一种优选技术方案，所述防水层是由聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和环氧树脂真空融合而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述防晒层通过超细玻璃棉和水杨酸辛酯精细化工制作而成精细化工制作而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述耐磨层通过碳化硅粉和增韧剂中添加纳米添加剂高温混合搅拌而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述绝缘层、防水层、防晒层和耐磨层的总厚度为0.60-12 mm。
有益效果
本发明提供了一种石墨烯纤维绝缘电缆。具备以下有益效果：
（1）该石墨烯纤维绝缘电缆，通过所述绝缘层通过石墨烯纤维、漆布漆管和绝缘浸渍纤维混合制成，达到了提升电缆绝缘性的目的，提高电缆的安全性，防止触电事故的发生，使得人们使用时更加放心。
（2）该石墨烯纤维绝缘电缆，通过所述防水层是由聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和环氧树脂真空融合而成，所述防晒层通过超细玻璃棉和水杨酸辛酯精细化工制作而成，所述耐磨层通过碳化硅粉和增韧剂中添加纳米添加剂高温混合搅拌而成，达到了延长电缆使用寿命的目的，具有防水、防晒和耐磨多种功能，防止电缆的损坏，避免电缆损坏影响人们使用，同时减少财产的损失。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构侧视图。
图中：1电缆本体、2绝缘层、3防水层、4防晒层、5耐磨层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种石墨烯纤维绝缘电缆，包括电缆本体1，电缆本体1的表面依次设置有绝缘层2、防水层3、防晒层4和耐磨层5，绝缘层通过石墨烯纤维、石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高两百倍，同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的百分之二十，它是目前自然界最薄、强度最高的材料，漆布漆管和绝缘浸渍纤维混合制成，防水层3是由聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和环氧树脂真空融合而成，聚氯乙烯是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂，或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物，氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂，氯乙烯又名乙烯基氯是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得，为无色、易液化气体，防晒层4通过超细玻璃棉和水杨酸辛酯精细化工制作而成，玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维，玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定，耐磨层5通过碳化硅粉和增韧剂中添加纳米添加剂高温混合搅拌而成，达到了提升电缆绝缘性的目的，提高电缆的安全性，防止触电事故的发生，使得人们使用时更加放心，达到了延长电缆使用寿命的目的，具有防水、防晒和耐磨多种功能，防止电缆的损坏，避免电缆损坏影响人们使用，同时减少财产的损失。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种石墨烯纤维绝缘电缆，包括电缆本体（1），其特征在于：所述电缆本体（1）的表面由里向外依次设置有绝缘层（2）、防水层（3）、防晒层（4）和耐磨层（5）。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述绝缘层通过石墨烯纤维、漆布漆管和绝缘浸渍纤维混合制成。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述所述石墨烯纤维是由纯石墨烯通过湿法纺丝而成的纤维。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述的石墨烯纤维的直径为20-160um，导电性能优异。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述防水层（3）是由聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯预聚体和环氧树脂真空融合而成。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述防晒层（4）通过超细玻璃棉和水杨酸辛酯精细化工制作而成精细化工制作而成。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述耐磨层（5）通过碳化硅粉和增韧剂中添加纳米添加剂高温混合搅拌而成。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维绝缘电缆，其特征在于：所述绝缘层（2）、防水层（3）、防晒层（4）和耐磨层（5）的总厚度为0.60-12 mm。
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