CN109065210A - 一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法，涉及电缆生产技术领域。所述电缆由以下重量份的原料制成：铜65‑75份、铝15‑25份、石墨烯14‑16份、碳纤维4‑8份、炭黑2‑4份、二烷基二硫代磷酸锌25‑35份、亚磷酸三丁酯8‑12份、苯乙烯基二苯胺4‑6份、O‑叔烷基苯并三唑2‑4份。本发明具有强效导电抗氧化的优点，在生产过程中采用多种导电填料，使得电缆导电性能更好，电阻率小，并且采用多种抗氧化剂制成两种抗氧化涂层材料，使得电缆导线得到双重保护，防止电缆与空气接触发生氧化而生锈，使用寿命长。

Description

一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆生产技术领域，具体涉及一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法。
背景技术
电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线。目前电缆主要有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等，它们都是由单股或多股导线和保护层组成，用来连接电路、电器等。
目前的电缆制备方法还不够成熟，导致电缆的电阻率较大，导电性不够强，同时电缆使用时间较长发生破损后，电缆导线直接与空气接触，容易使得电缆发生氧化而生锈，严重影响电缆的使用效果，使用寿命较短，给使用者带来了较大的麻烦。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法，本发明具有强效导电抗氧化的优点，在生产过程中采用多种导电填料，使得电缆导电性能更好，电阻率小，并且采用多种抗氧化剂制成两种抗氧化涂层材料，使得电缆导线得到双重保护，防止电缆与空气接触发生氧化而生锈，使用寿命长。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种强效导电抗氧化的电缆，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜65-75份、铝15-25份、石墨烯14-16份、碳纤维4-8份、炭黑2-4份、二烷基二硫代磷酸锌25-35份、亚磷酸三丁酯8-12份、苯乙烯基二苯胺4-6份、O-叔烷基苯并三唑2-4份。
优选的，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜60份、铝20份、石墨烯15份、碳纤维7份、炭黑6份、二烷基二硫代磷酸锌30份、亚磷酸三丁酯10份、苯乙烯基二苯胺5份、O-叔烷基苯并三唑3份。
优选的，所述电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将铜和铝放入熔炼炉中并升温，使铜和铝熔融为金属液体后，对熔炼炉进行保温，再将石墨烯、碳纤维和炭黑粉碎并研磨成粉末进行混合，得到导电填料，加入熔炼炉中并降温，同时对金属液体和导电填料进行混合搅拌，得电缆芯材原料；
(2)将步骤(1)中的电缆芯材原料注入连铸连轧机内，得电缆杆材，将电缆杆材冷却后进行拉丝处理，拉丝后的电缆杆材截面直径为0.3-0.8mm，再对电缆杆材依次进行退火和冷却成型处理；
(3)取配方1/2量的二烷基二硫代磷酸锌和1/2量的亚磷酸三丁酯，加入苯乙烯基二苯胺混合后得第一抗氧化涂层材料，并将第一抗氧化涂层材料加入到第一浸泡箱内，向第一浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(4)取剩余的二烷基二硫代磷酸锌和亚磷酸三丁酯，加入O-叔烷基苯并三唑混合后得第二抗氧化涂层材料，并将第二抗氧化涂层材料加入到第二浸泡箱内，向第二浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(5)将成型的电缆杆材放入第一浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，再将电缆杆材放入第二浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，最后将电缆杆材常温风干；
(6)在电缆杆材的外部包覆绝缘护套，得到产品。
优选的，步骤(1)中升温至760-840℃，熔融时间为5.5-6.5h，保温时间为3.5-4.5h，降温至580-620℃。
优选的，步骤(2)中电缆杆材冷却至拉丝温度，拉丝温度为25-40℃，拉丝后退火温度为380-420℃，退火时间为3.5-4.5h，冷却温度为20-30℃。
优选的，步骤(3)中第一抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃。
优选的，步骤(4)中第二抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃。
优选的，步骤(5)中的烘干温度为120-140℃，烘干时间为1.5-2.5h。
本发明提供一种强效导电抗氧化的电缆及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用石墨烯、碳纤维和炭黑作为导电填料，根据实验表明三者以接近15:7:3的比例能够达到极好的导电效果，电阻率低，通过在铜和铝的金属液体内添加导电填料，使得导电填料均匀的混合在电缆芯材内，有效提高了电缆芯材的导电性，使用效果好；
(2)本发明采用二烷基二硫代磷酸锌、亚磷酸三丁酯和苯乙烯基二苯胺为原料制成的第一抗氧化涂层材料，并将其包覆在电缆的外部，能够对电缆进行有效的抗氧化保护，防止电缆与空气接触发生氧化而生锈，有效延长了电缆的使用寿命；
(3)本发明采用二烷基二硫代磷酸锌、亚磷酸三丁酯和O-叔烷基苯并三唑为原料制成的第二抗氧化涂层材料，与第一抗氧化涂层材料相互配合，使得电缆得到了双重的抗氧化保护，抗氧化效果好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例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作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。
实施例1：
一种强效导电抗氧化的电缆，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜65份、铝15份、石墨烯14份、碳纤维4份、炭黑2份、二烷基二硫代磷酸锌25份、亚磷酸三丁酯8份、苯乙烯基二苯胺4份、O-叔烷基苯并三唑2份。
所述电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将铜和铝放入熔炼炉中并升温，使铜和铝熔融为金属液体后，对熔炼炉进行保温，再将石墨烯、碳纤维和炭黑粉碎并研磨成粉末进行混合，得到导电填料，加入熔炼炉中并降温，同时对金属液体和导电填料进行混合搅拌，得电缆芯材原料；
(2)将步骤(1)中的电缆芯材原料注入连铸连轧机内，得电缆杆材，将电缆杆材冷却后进行拉丝处理，拉丝后的电缆杆材截面直径为0.3-0.8mm，再对电缆杆材依次进行退火和冷却成型处理；
(3)取配方1/2量的二烷基二硫代磷酸锌和1/2量的亚磷酸三丁酯，加入苯乙烯基二苯胺混合后得第一抗氧化涂层材料，并将第一抗氧化涂层材料加入到第一浸泡箱内，向第一浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(4)取剩余的二烷基二硫代磷酸锌和亚磷酸三丁酯，加入O-叔烷基苯并三唑混合后得第二抗氧化涂层材料，并将第二抗氧化涂层材料加入到第二浸泡箱内，向第二浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(5)将成型的电缆杆材放入第一浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，再将电缆杆材放入第二浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，最后将电缆杆材常温风干；
(6)在电缆杆材的外部包覆绝缘护套，得到产品。
其中，步骤(1)中升温至760-840℃，熔融时间为5.5-6.5h，保温时间为3.5-4.5h，降温至580-620℃；步骤(2)中电缆杆材冷却至拉丝温度，拉丝温度为25-40℃，拉丝后退火温度为380-420℃，退火时间为3.5-4.5h，冷却温度为20-30℃；步骤(3)中第一抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(4)中第二抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(5)中的烘干温度为120-140℃，烘干时间为1.5-2.5h。
实施例2：
一种强效导电抗氧化的电缆，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜70份、铝20份、石墨烯15份、碳纤维6份、炭黑3份、二烷基二硫代磷酸锌30份、亚磷酸三丁酯10份、苯乙烯基二苯胺5份、O-叔烷基苯并三唑3份。
所述电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将铜和铝放入熔炼炉中并升温，使铜和铝熔融为金属液体后，对熔炼炉进行保温，再将石墨烯、碳纤维和炭黑粉碎并研磨成粉末进行混合，得到导电填料，加入熔炼炉中并降温，同时对金属液体和导电填料进行混合搅拌，得电缆芯材原料；
(2)将步骤(1)中的电缆芯材原料注入连铸连轧机内，得电缆杆材，将电缆杆材冷却后进行拉丝处理，拉丝后的电缆杆材截面直径为0.3-0.8mm，再对电缆杆材依次进行退火和冷却成型处理；
(3)取配方1/2量的二烷基二硫代磷酸锌和1/2量的亚磷酸三丁酯，加入苯乙烯基二苯胺混合后得第一抗氧化涂层材料，并将第一抗氧化涂层材料加入到第一浸泡箱内，向第一浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(4)取剩余的二烷基二硫代磷酸锌和亚磷酸三丁酯，加入O-叔烷基苯并三唑混合后得第二抗氧化涂层材料，并将第二抗氧化涂层材料加入到第二浸泡箱内，向第二浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(5)将成型的电缆杆材放入第一浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，再将电缆杆材放入第二浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，最后将电缆杆材常温风干；
(6)在电缆杆材的外部包覆绝缘护套，得到产品。
其中，步骤(1)中升温至760-840℃，熔融时间为5.5-6.5h，保温时间为3.5-4.5h，降温至580-620℃；步骤(2)中电缆杆材冷却至拉丝温度，拉丝温度为25-40℃，拉丝后退火温度为380-420℃，退火时间为3.5-4.5h，冷却温度为20-30℃；步骤(3)中第一抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(4)中第二抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(5)中的烘干温度为120-140℃，烘干时间为1.5-2.5h。
实施例3：
一种强效导电抗氧化的电缆，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜75份、铝25份、石墨烯16份、碳纤维8份、炭黑4份、二烷基二硫代磷酸锌35份、亚磷酸三丁酯12份、苯乙烯基二苯胺6份、O-叔烷基苯并三唑4份。
所述电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将铜和铝放入熔炼炉中并升温，使铜和铝熔融为金属液体后，对熔炼炉进行保温，再将石墨烯、碳纤维和炭黑粉碎并研磨成粉末进行混合，得到导电填料，加入熔炼炉中并降温，同时对金属液体和导电填料进行混合搅拌，得电缆芯材原料；
(2)将步骤(1)中的电缆芯材原料注入连铸连轧机内，得电缆杆材，将电缆杆材冷却后进行拉丝处理，拉丝后的电缆杆材截面直径为0.3-0.8mm，再对电缆杆材依次进行退火和冷却成型处理；
(3)取配方1/2量的二烷基二硫代磷酸锌和1/2量的亚磷酸三丁酯，加入苯乙烯基二苯胺混合后得第一抗氧化涂层材料，并将第一抗氧化涂层材料加入到第一浸泡箱内，向第一浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(4)取剩余的二烷基二硫代磷酸锌和亚磷酸三丁酯，加入O-叔烷基苯并三唑混合后得第二抗氧化涂层材料，并将第二抗氧化涂层材料加入到第二浸泡箱内，向第二浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(5)将成型的电缆杆材放入第一浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，再将电缆杆材放入第二浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，最后将电缆杆材常温风干；
(6)在电缆杆材的外部包覆绝缘护套，得到产品。
其中，步骤(1)中升温至760-840℃，熔融时间为5.5-6.5h，保温时间为3.5-4.5h，降温至580-620℃；步骤(2)中电缆杆材冷却至拉丝温度，拉丝温度为25-40℃，拉丝后退火温度为380-420℃，退火时间为3.5-4.5h，冷却温度为20-30℃；步骤(3)中第一抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(4)中第二抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃；步骤(5)中的烘干温度为120-140℃，烘干时间为1.5-2.5h。
实施例4：
检测本发明电缆的导电抗氧化性能，选取上述实施例1-3所制得的电缆和市面上普通的电缆，采用电流法检测电缆的导电性(即导电率：S/m)，采用空气弹老化试验机检测电缆的抗氧化性(即腐蚀时间：min)，以实施例1-3所得电缆为实验组1-3，普通电缆为对照组，结果如下表所示：
组别 实验组1 实验组2 实验组3 对照组
导电性 62.85 65.76 63.27 58.13
抗氧化性 320 380 340 120
由上表可知，本发明所制得电缆的导电性和抗氧化性远远优于普通电缆，且实施例2所制得的电缆的导电和抗氧化性能最佳。
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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种强效导电抗氧化的电缆，其特征在于，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜65-75份、铝15-25份、石墨烯14-16份、碳纤维4-8份、炭黑2-4份、二烷基二硫代磷酸锌25-35份、亚磷酸三丁酯8-12份、苯乙烯基二苯胺4-6份、O-叔烷基苯并三唑2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种强效导电抗氧化的电缆，其特征在于，所述电缆由以下重量份的原料制成：铜60份、铝20份、石墨烯15份、碳纤维7份、炭黑6份、二烷基二硫代磷酸锌30份、亚磷酸三丁酯10份、苯乙烯基二苯胺5份、O-叔烷基苯并三唑3份。
3.根据权利要求1所述的一种强效导电抗氧化的电缆的制备方法，其特征在于，所述电缆的制备方法包括以下步骤：
(1)将铜和铝放入熔炼炉中并升温，使铜和铝熔融为金属液体后，对熔炼炉进行保温，再将石墨烯、碳纤维和炭黑粉碎并研磨成粉末进行混合，得到导电填料，加入熔炼炉中并降温，同时对金属液体和导电填料进行混合搅拌，得电缆芯材原料；
(2)将步骤(1)中的电缆芯材原料注入连铸连轧机内，得电缆杆材，将电缆杆材冷却后进行拉丝处理，拉丝后的电缆杆材截面直径为0.3-0.8mm，再对电缆杆材依次进行退火和冷却成型处理；
(3)取配方1/2量的二烷基二硫代磷酸锌和1/2量的亚磷酸三丁酯，加入苯乙烯基二苯胺混合后得第一抗氧化涂层材料，并将第一抗氧化涂层材料加入到第一浸泡箱内，向第一浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(4)取剩余的二烷基二硫代磷酸锌和亚磷酸三丁酯，加入O-叔烷基苯并三唑混合后得第二抗氧化涂层材料，并将第二抗氧化涂层材料加入到第二浸泡箱内，向第二浸泡箱内注入适量的去离子水，升温加热并搅拌；
(5)将成型的电缆杆材放入第一浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，再将电缆杆材放入第二浸泡箱内，浸泡后取出加热烘干，浸泡两次，最后将电缆杆材常温风干；
(6)在电缆杆材的外部包覆绝缘护套，得到产品。
4.根据权利要求3所述的一种强效导电抗氧化的电缆制备方法，其特征在于：步骤(1)中升温至760-840℃，熔融时间为5.5-6.5h，保温时间为3.5-4.5h，降温至580-620℃。
5.根据权利要求3所述的一种强效导电抗氧化的电缆制备方法，其特征在于：步骤(2)中电缆杆材冷却至拉丝温度，拉丝温度为25-40℃，拉丝后退火温度为380-420℃，退火时间为3.5-4.5h，冷却温度为20-30℃。
6.根据权利要求3所述的一种强效导电抗氧化的电缆制备方法，其特征在于：步骤(3)中第一抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃。
7.根据权利要求3所述的一种强效导电抗氧化的电缆制备方法，其特征在于：步骤(4)中第二抗氧化涂层材料与去离子水的体积比为1:100，加热温度为35-45℃。
8.根据权利要求3所述的一种强效导电抗氧化的电缆制备方法，其特征在于：步骤(5)中的烘干温度为120-140℃，烘干时间为1.5-2.5h。
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