CN109326374A - 环保型抗击穿电缆线 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆领域，具体涉及一种环保型抗击穿电缆线，包括导体，所述的导体从内到外依次套接有绝缘层、屏蔽层、中被层、防水层、防火耐高温层和外护套；所述的屏蔽层为纳米复合石墨烯屏蔽材料。本发明一种添加纳米复合石墨烯屏蔽材料的合成方法应用于电力电缆，该工艺操作简单，原料相对容易获取，通过加入纳米复合石墨烯使其在高温下具有更好的热稳定性、更低的吸湿性和有利于改善生产的低粘度，提高屏蔽材料的击穿强度。

Description

环保型抗击穿电缆线

技术领域

本发明属于电缆领域，具体涉及一种环保型抗击穿电缆线。

背景技术

随着科学的进步及人们生活水平的提高，电气与我们的生活关系越来越密切，电线电缆是使用电气产品时必须配套的产品之一，起着传输电力、传递信息和实现电磁能量转换的作用，其主要由四个基本结构组成，它们分别是导体、屏蔽层、绝缘层和护层。

目前，最常见的用来作为电力电缆导体的是铜，但其成本高、电阻损耗相对较大且抗腐蚀性差。电力电缆屏蔽层的材料主要采用在聚合物中均匀分散加入导电炭黑的方式制成，但由于炭黑导电性不理想且难分散，使得其体积电阻率较大，大量炭黑的添加会降低聚合物基体的力学性能，而且在高压电场条件下容易产生尖端放电，导致材料击穿，因而对电缆屏蔽均化电场效果不佳。现有电力电缆的外圈护套多是由橡胶制成的，但由于橡胶本身容易被腐蚀和老化，使得电缆外圈护套耐久度和抗腐蚀性都不佳。直接影响电力电缆产品性能和使用寿命。

中国实用新型专利，授权公告号CN205582608U公开了一种纳米石墨烯低压电力电缆，其采用在导体表面包覆纳米石墨烯层来改善电导性性能，但由于导体铜导电性没有石墨烯强，导电性还有提升空间，且纳米石墨烯容易团聚，不利于电导率的提高；中国专利文献，授权公告号CN103739929B公开了电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料及其制备方法，其将石墨烯均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物中来提高屏蔽效果，但无机材料与高分子共聚物之间粘结力低，石墨烯均匀分散难度大，使用过程中易出现渗透现象。

因此，需要寻求更为有效的方法，制备价格低廉、性能优异，且使用寿命长的电力电缆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型抗击穿电缆线。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种环保型抗击穿电缆线，包括导体，所述的导体从内到外依次套接有绝缘层、屏蔽层、中被层、防水层、防火耐高温层和外护套；

所述的屏蔽层为纳米复合石墨烯屏蔽材料，其制备工艺为：

1)9:4的18ml浓H2SO4和8ml浓H3PO4，加入到装有2g石墨烯的三口烧瓶里；

2)然后再加入20ml过氧化氢，在室温下磁力搅拌处理2h；

3)、然后将温度升至50℃，在超声波震荡处理下磁力搅拌3h；

4)、然后冷却至室温加入0.7g纳米氧化铝，在冰水浴下磁力搅拌处理2h；

5)、冰水浴处理结束后，再进行离心分离，除去上层液体，然后在盐酸，去离子水下反复洗涤5-6次，洗涤结束后在真空干燥箱下110℃干燥处理12h，得到纳米复合石墨烯；

6)、将上述制得纳米复合石墨烯加入到100ml氯仿溶液里，在50℃下进行超声波分散处理3h；

7)、将20g聚乙烯加入到300ml二甲苯溶液里，在80℃下磁力搅拌处理3h，使其均匀溶解；

8)、将步骤6超声波分散处理好的纳米复合石墨烯氯仿溶液与步骤7处理好的聚乙烯二甲苯溶液混合，同时在80℃下磁力搅拌5h；

9)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，然后进行热碱处理，先在150℃热空气氛围下处理2h，然后用5％的氢氧化钠溶液浸泡4h，然后用去离子水冲洗至中性；

10)、然后转移到真空干燥箱里80℃干燥处理12h，最终得到添加纳米复合石墨烯的屏蔽初产物；

11)、将上述初产物放入改性混合液浸泡，其改性混合液是通过聚甲基丙烯酸甲酯溶解于四氢呋喃中得到的浓度为15％的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

12)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，转移到真空干燥箱里110℃干燥处理24h，最终得到纳米复合石墨烯屏蔽材料；

所述的绝缘层包括下述重量份组分：氯化聚乙烯橡胶占12-16份、有机硅交联剂占8-14份、反-1,2-二甲基环己烷占12-16份、云母粉占4-8份、聚二甲基硅氧烷占6-8份、橡胶软化油占5-7份、分散剂占12-14份和聚丙烯纤维占15-17份。

所述绝缘层和所述屏蔽层之间填充有纤维纱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种添加纳米复合石墨烯屏蔽材料的合成方法应用于电力电缆，该工艺操作简单，原料相对容易获取，通过加入纳米复合石墨烯使其在高温下具有更好的热稳定性、更低的吸湿性和有利于改善生产的低粘度，提高屏蔽材料的击穿强度。同时，绝缘层采用非PVC材质制备，得到的产品安全，无污染。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：一种环保型抗击穿电缆线，包括导体，所述的导体从内到外依次套接有绝缘层、屏蔽层、中被层、防水层、防火耐高温层和外护套；

所述的屏蔽层为纳米复合石墨烯屏蔽材料，其制备工艺为：

1)9:4的18ml浓H2SO4和8ml浓H3PO4，加入到装有2g石墨烯的三口烧瓶里；

2)然后再加入20ml过氧化氢，在室温下磁力搅拌处理2h；

3)、然后将温度升至50℃，在超声波震荡处理下磁力搅拌3h；

4)、然后冷却至室温加入0.7g纳米氧化铝，在冰水浴下磁力搅拌处理2h；

5)、冰水浴处理结束后，再进行离心分离，除去上层液体，然后在盐酸，去离子水下反复洗涤5-6次，洗涤结束后在真空干燥箱下110℃干燥处理12h，得到纳米复合石墨烯；

6)、将上述制得纳米复合石墨烯加入到100ml氯仿溶液里，在50℃下进行超声波分散处理3h；

7)、将20g聚乙烯加入到300ml二甲苯溶液里，在80℃下磁力搅拌处理3h，使其均匀溶解；

8)、将步骤6超声波分散处理好的纳米复合石墨烯氯仿溶液与步骤7处理好的聚乙烯二甲苯溶液混合，同时在80℃下磁力搅拌5h；

9)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，然后进行热碱处理，先在150℃热空气氛围下处理2h，然后用5％的氢氧化钠溶液浸泡4h，然后用去离子水冲洗至中性；

10)、然后转移到真空干燥箱里80℃干燥处理12h，最终得到添加纳米复合石墨烯的屏蔽初产物；

11)、将上述初产物放入改性混合液浸泡，其改性混合液是通过聚甲基丙烯酸甲酯溶解于四氢呋喃中得到的浓度为15％的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

12)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，转移到真空干燥箱里110℃干燥处理24h，最终得到纳米复合石墨烯屏蔽材料。

所述的绝缘层包括下述重量份组分：氯化聚乙烯橡胶占12-16份、有机硅交联剂占8-14份、反-1,2-二甲基环己烷占12-16份、云母粉占4-8份、聚二甲基硅氧烷占6-8份、橡胶软化油占5-7份、分散剂占12-14份和聚丙烯纤维占15-17份。

所述绝缘层和所述屏蔽层之间填充有纤维纱。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种环保型抗击穿电缆线，其特征在于，包括导体，所述的导体从内到外依次套接有绝缘层、屏蔽层、中被层、防水层、防火耐高温层和外护套；

所述的屏蔽层为纳米复合石墨烯屏蔽材料，其制备工艺为：

1)9:4的18ml浓H2SO4和8ml浓H3PO4，加入到装有2g石墨烯的三口烧瓶里；

2)然后再加入20ml过氧化氢，在室温下磁力搅拌处理2h；

3)、然后将温度升至50℃，在超声波震荡处理下磁力搅拌3h；

4)、然后冷却至室温加入0.7g纳米氧化铝，在冰水浴下磁力搅拌处理2h；

5)、冰水浴处理结束后，再进行离心分离，除去上层液体，然后在盐酸，去离子水下反复洗涤5-6次，洗涤结束后在真空干燥箱下110℃干燥处理12h，得到纳米复合石墨烯；

6)、将上述制得纳米复合石墨烯加入到100ml氯仿溶液里，在50℃下进行超声波分散处理3h；

7)、将20g聚乙烯加入到300ml二甲苯溶液里，在80℃下磁力搅拌处理3h，使其均匀溶解；

8)、将步骤6超声波分散处理好的纳米复合石墨烯氯仿溶液与步骤7处理好的聚乙烯二甲苯溶液混合，同时在80℃下磁力搅拌5h；

9)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，然后进行热碱处理，先在150℃热空气氛围下处理2h，然后用5％的氢氧化钠溶液浸泡4h，然后用去离子水冲洗至中性；

10)、然后转移到真空干燥箱里80℃干燥处理12h，最终得到添加纳米复合石墨烯的屏蔽初产物；

11)、将上述初产物放入改性混合液浸泡，其改性混合液是通过聚甲基丙烯酸甲酯溶解于四氢呋喃中得到的浓度为15％的聚甲基丙烯酸甲酯溶液；

12)、然后再进行减压蒸馏将溶剂逐渐蒸发掉，转移到真空干燥箱里110℃干燥处理24h，最终得到纳米复合石墨烯屏蔽材料；

所述的绝缘层包括下述重量份组分：氯化聚乙烯橡胶占12-16份、有机硅交联剂占8-14份、反-1,2-二甲基环己烷占12-16份、云母粉占4-8份、聚二甲基硅氧烷占6-8份、橡胶软化油占5-7份、分散剂占12-14份和聚丙烯纤维占15-17份。

2.根据权利要求1所述的环保型抗击穿电缆线，其特征在于，所述绝缘层和所述屏蔽层之间填充有纤维纱。