CN110105657A - 一种石墨烯微片-纳米银线电缆料、其制备方法及其应用 - Google Patents

一种石墨烯微片-纳米银线电缆料、其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯微片‑纳米银线电缆料、其制备方法及其应用，石墨烯微片‑纳米银线电缆料的原料组分包括：LLDPE树脂65‑80份，EVA树脂15‑30份，抗氧剂0.5‑1份，聚乙烯蜡1‑4份，硬脂酸锌0.2‑0.5份，氟化物外润滑剂0.5‑1份和石墨烯微片‑纳米银复合材料3‑6份，所述份数为质量份数。本发明石墨烯微片‑纳米银线电缆料，具有高导热性和优异的抗静电效果，可应用于抗静电和高导热性能的电缆护套，使用效果更好，保证了电缆产品的品质，且原料组分简单易得、成本低廉；本发明制备方法流程简洁易操作，可控性好。

Description

一种石墨烯微片-纳米银线电缆料、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种石墨烯微片-纳米银线电缆料、其制备方法及其应用，属于电缆料领域。
背景技术
电线电缆行业在中国一直是仅次于汽车行业的第二大生产行业，随着电线电缆行业的发展，对聚乙烯电线电缆应用场合的扩展也是逐渐扩大，所以对于有着特殊需求的抗静电、高导热电缆料也是逐渐增多。但是在现有技术中，存在助剂填充量大，填充助剂易团聚，分散不均，加工工艺繁琐等问题。
发明内容
本发明提供一种石墨烯微片-纳米银线电缆料、其制备方法及其应用，本发明石墨烯微片-纳米银线电缆料，具有高导热性和优异的抗静电效果，且原料组分简单易得、成本低廉；本发明制备方法简单易操作，可控性好。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种石墨烯微片-纳米银线电缆料，其原料组分包括：LLDPE树脂65-80份，EVA树脂15-30份，抗氧剂0.5-1份，聚乙烯蜡1-4份，硬脂酸锌0.2-0.5份，氟化物外润滑剂0.5-1份和石墨烯微片-纳米银复合材料3-6份，所述份数为质量份数。
上述LLDPE为线性低密度聚乙烯的缩写；EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物的缩写。
申请人经研究发现，石墨烯微片-纳米银复合材料改善了石墨烯微片原本单一的片层结构，使得石墨烯微片之间出现了以纳米银线为主的导电通路和导热介质，通过与本申请特定比例的原料组分复配，使得以聚乙烯为基料的电缆料的抗静电和热导率得到非常显著的提升。
现有的抗氧剂种类很多，效果和应用领域却千差万别，申请人经研究发现，将抗氧剂1010和抗氧剂168重量比为1：(1±0.2)的混合物与本申请其它组分搭配，不仅在耐候性方面显著优于其它同类抗氧剂，且对抗静电和热导率的提升有促进的效果。
优选，LLDPE树脂的溶体流动速率为1～5g/10min，进一步优选为LLDPE7042；EVA树脂为6110MC。这样不仅能确保产品的力学性能，且能更好促进各组分之间的协同效应。
为了保证石墨烯微片-纳米银复合材料的稳定性，石墨烯微片-纳米银复合材料中纳米银的质量含量为4～6％，石墨烯微片-纳米银复合材料的制备优选包括如下步骤：
S1.制备纳米银线；
S2.制备石墨烯微片乙二醇溶液；
S3.将纳米银线在超声分散的环境下逐步加入到石墨烯微片乙二醇溶液中，待分散均匀后，放置于微波反应装置进行微波处理，制备得到石墨烯微片-纳米银复合材料。
为了方便制备，步骤S1中，采用多元醇法制备纳米银线。
为了进一步提高复合材料的稳定性，步骤S2中，石墨烯微片乙二醇溶液的制备方法为：将石墨烯微片和乙二醇的混合物搅拌分散，待石墨烯微片全部浸入乙二醇溶液时，将所得的悬浊液进行超声分散，得到石墨烯微片乙二醇溶液。
进一步优选，步骤S2中，搅拌分散的温度控制在165-170℃，超声分散时间为8-12分钟、频率为10000～25000Hz。这样能更好地保证复合材料的稳定性。
进一步优选，步骤S3中，超声分散的温度为30～50℃、频率为10000～25000Hz。这样能更好地保证复合材料的稳定性和使用性能。
进一步优选，步骤S3中，微波处理功率为400W、时间为5-8min。这样能更好地保证复合材料的稳定性和使用性能。
上述石墨烯微片-纳米银线电缆料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将EVA树脂、抗氧剂和石墨烯微片-纳米银复合材料加入密炼机中，在温度为90±10℃的条件下密炼5-10min；
(2)将LLDPE树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和氟化物外润滑剂加入步骤(1)所得物料中，在温度为130-150℃的条件下密炼10-15min；
(3)将步骤(2)所得物料挤出、造粒，即得石墨烯微片-纳米银线电缆料。
上述石墨烯微片-纳米银线电缆料可应用于抗静电和高导热性能的电缆护套。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明的有益效果是：本发明石墨烯微片-纳米银线电缆料，具有高导热性和优异的抗静电效果，可应用于抗静电和高导热性能的电缆护套，使用效果更好，保证了电缆产品的品质，且原料组分简单易得、成本低廉；本发明制备方法流程简洁易操作，可控性好。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
石墨烯微片-纳米银复合材料的制备：
S1.参照申请号为2019100416626(公开号109676150A，公开日2019-04-26)的发明申请中的实施例2制备纳米银线；
S2.制备石墨烯微片乙二醇溶液：将石墨烯微片和乙二醇的混合物搅拌分散，待石墨烯微片全部浸入乙二醇溶液时，将所得的悬浊液进行超声分散，得到质量浓度为5％的石墨烯微片乙二醇溶液，拌分散的温度控制在165-170℃，超声分散时间为10分钟、频率为20000Hz；
S3.将纳米银线在超声分散的环境下加入到石墨烯微片乙二醇溶液中，待分散均匀后，放置于微波反应装置进行微波处理，微波处理功率为400W、时间为6min，制备得到石墨烯微片-纳米银复合材料，石墨烯微片-纳米银复合材料中纳米银的质量含量为5％。
实施例1
称取以下重量的原料：中石化LLDPE 7042树脂70kg，扬巴(扬子巴斯夫)6110MCEVA树脂25kg，抗氧剂(抗氧剂1010和抗氧剂168重量比为1：1的混合物)0.6kg，聚乙烯蜡(RLC657，工业级)2kg，硬脂酸锌0.3kg，氟化物外润滑剂(ZB-74)0.8kg，石墨烯微片-纳米银复合材料4kg。
利用上述原料制备石墨烯微片-纳米银线电缆料，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料中的EVA树脂、抗氧剂和石墨烯微片-纳米银复合材料加入密炼机中，在密炼温度为90℃下，密炼8min；
(2)待步骤(1)结束后，将LLDPE树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和氟化物外润滑剂加入步骤(1)的密炼机中，在140℃下加工12min；
(3)将步骤(2)加工好的物料挤出、造粒，即得石墨烯微片-纳米银线电缆料。
实施例2
称取以下重量的原料：中石化LLDPE 7042树脂75kg，扬巴6110MC EVA树脂20kg，抗氧剂0.6kg，聚乙烯蜡(RLC657，工业级)3kg，硬脂酸锌0.3kg，氟化物外润滑剂0.7kg(ZB-74)，石墨烯微片-纳米银复合材料5kg。
利用上述原料制备石墨烯微片-纳米银线电缆料，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料中的EVA树脂、抗氧剂和石墨烯微片-纳米银复合材料加入密炼机中，在密炼温度为90℃下，密炼8min；
(2)待步骤(1)结束后，将LLDPE树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和氟化物外润滑剂加入步骤(1)的密炼机中，在140℃下加工12min；
(3)将步骤(2)加工好的物料挤出、造粒，即得石墨烯微片-纳米银线电缆料。
实施例1和2所得电缆料无团聚现象，均匀性好，制备过程简单易操作。
对比例1
称取以下重量的原料：中石化LLDPE 7042树脂75kg，扬巴(扬子巴斯夫)6110MCEVA树脂20kg，抗氧剂0.6kg，聚乙烯蜡(RLC657，工业级)3kg，硬脂酸锌0.3kg，氟化物外润滑剂(ZB-74)0.7kg，石墨烯微片-纳米银复合材料0kg。
利用上述原料制备电缆料，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料中的EVA树脂和抗氧剂加入密炼机中，在密炼温度为90℃下，密炼8min；
(2)待步骤(1)结束后，将LLDPE树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和氟化物外润滑剂加入步骤(1)的密炼机中，在130-150℃下加工10-15min；
(3)将步骤(2)加工好的物料挤出、造粒，即得所需电缆料。
上述实施例制得产品的检测数据如下表1：
表1

Claims (10)

1.一种石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：其原料组分包括：LLDPE树脂65-80份，EVA树脂15-30份，抗氧剂0.5-1份，聚乙烯蜡1-4份，硬脂酸锌0.2-0.5份，氟化物外润滑剂0.5-1份和石墨烯微片-纳米银复合材料3-6份，所述份数为质量份数。
2.如权利要求1所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168重量比为1：(1±0.2)的混合物；LLDPE树脂的溶体流动速率为1～5g/10min；EVA树脂为6110MC。
3.如权利要求1或2所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：石墨烯微片-纳米银复合材料中纳米银的质量含量为4～6％，石墨烯微片-纳米银复合材料的制备包括如下步骤：
S1.制备纳米银线；
S2.制备石墨烯微片乙二醇溶液；
S3.将纳米银线在超声分散的环境下加入到石墨烯微片乙二醇溶液中，待分散均匀后，放置于微波反应装置进行微波处理，制备得到石墨烯微片-纳米银复合材料。
4.如权利要求3所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：步骤S1中，采用多元醇法制备纳米银线。
5.如权利要求3所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：步骤S2中，石墨烯微片乙二醇溶液的制备方法为：将石墨烯微片和乙二醇的混合物搅拌分散，待石墨烯微片全部浸入乙二醇溶液时，将所得的悬浊液进行超声分散，得到石墨烯微片乙二醇溶液。
6.如权利要求5所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：步骤S2中，搅拌分散的温度控制在165-170℃，超声分散时间为8-12分钟、频率为10000～25000Hz。
7.如权利要求3所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：步骤S3中，超声分散的温度为30～50℃、频率为10000～25000Hz。
8.如权利要求3所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料，其特征在于：步骤S3中，微波处理功率为400W、时间为5-8min。
9.权利要求1-8任意一项所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将EVA树脂、抗氧剂和石墨烯微片-纳米银复合材料加入密炼机中，在温度为90±10℃的条件下密炼5-10min；
(2)将LLDPE树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和氟化物外润滑剂加入步骤(1)所得物料中，在温度为130-150℃的条件下密炼10-15min；
(3)将步骤(2)所得物料挤出、造粒，即得石墨烯微片-纳米银线电缆料。
10.权利要求1-8任意一项所述的石墨烯微片-纳米银线电缆料的应用，其特征在于：应用于抗静电和高导热性能的电缆护套。
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