CN112898805A - 线缆涂层涂料、线缆制备方法及采用该方法制备的线缆 - Google Patents

线缆涂层涂料、线缆制备方法及采用该方法制备的线缆 Download PDF

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Abstract

本申请提供线缆涂层涂料、线缆制备方法及采用该方法制备的线缆，所述线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，所述蒸馏水的质量百分数为61％‑65％，所述纳米石墨烯的质量百分数为33％‑37％和所述炭黑的质量百分数为1％‑3％。上述线缆涂层涂料，采用纳米级石墨烯，颗粒小，涂层颗粒排列非常紧密，无间隙，所以采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，可以降至103Ω/mm2。涂料涂覆在绝缘表面时均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，使线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。且在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层，厚度非常薄，可以达到0.01mm。

Description

线缆涂层涂料、线缆制备方法及采用该方法制备的线缆
技术领域
本发明涉及线缆加工技术领域，尤其涉及一种线缆涂层涂料及线缆制备方法。
背景技术
现有的线缆涂层多以颗粒较大的导电材料，在芯线表面加以处理，以静电吸附作用吸附在芯线表面。静电吸附是通过绝缘表面预处理，使绝缘表面产生电荷，从而使导电材料吸附在绝缘表面。采用静电吸附方式在芯线表面制备涂层时，通常具有以下缺陷：1.由于颗粒大，涂层相对比较厚；2.线缆弯曲时涂层开裂，影响噪音稳定性。3.静电吸附预处理芯线时产生有毒气体，而且投资大。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种不需要对芯线进行预处理，涂层较薄且线缆弯曲时涂层不易开裂的线缆的制备方法及采用该方法制备的线缆，以及制备线缆采用的线缆涂层涂料。
一种线缆涂层涂料，包括如下质量百分数的各组分：
蒸馏水 61％-65％；
纳米石墨烯 33％-37％；及
炭黑 1％-3％。
上述线缆涂层涂料，蒸馏水起稀释作用，同时蒸馏水不含矿物杂质，无电极性，不会使石墨烯产生静电结块而沉积。而加入少量炭黑，能够使石墨烯更稳定。在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层非常均匀。上述线缆涂层涂料，采用纳米级石墨烯，颗粒小，涂层颗粒排列非常紧密，无间隙，所以采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，可降至103Ω/mm2。且在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层，厚度非常薄，可以达到0.01mm。此外，上述线缆涂层涂料涂覆在绝缘表面时均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，使线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。
在其中一个实施例中，各组分的质量百分数如下：
蒸馏水 63％；
纳米石墨烯 35％；及
炭黑 2％。
一种线缆的制备方法，包括以下步骤：
将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，得到涂覆有涂层的芯线，其中，所述芯线包括导线和包覆在所述导线上的绝缘层，所述线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，所述蒸馏水的质量百分数为61％-65％，所述纳米石墨烯的质量百分数为33％-37％和所述炭黑的质量百分数为1％-3％；
将涂覆有涂层的芯线加热烘干，得到所述线缆。
在其中一个实施例中，将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的步骤中，芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的速度为5米-10米/分钟。
在其中一个实施例中，将涂覆有涂层的芯线加热烘干的步骤中，烘烤时间为15-30秒，温度为180-200℃。
在其中一个实施例中，线缆的制备方法还包括如下步骤：
将所述线缆进行风冷冷却。
在其中一个实施例中，将所述线缆进行风冷冷却的步骤中，采用常温风吹10秒。
上述线缆的制备方法，由于纳米石墨烯无极性，且蒸馏水不含矿物杂质，也无电极性。同时芯线的绝缘层也无极性或弱极性。因此，当将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料时，线缆涂层涂料就会粘附到芯线的绝缘层表面。因此，上述线缆的制备方法不需要采用静电吸附方法来制备涂层。不需要对芯线进行预处理。且制备工艺简单，通过只需要将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，再将涂覆有涂层的芯线加热烘干即可，投入小。上述线缆的制备方法，通过水性线缆涂层涂料快速涂覆，均匀一致，无断层，提高了生产效率与产品性能稳定性。
一种线缆，包括芯线和涂层，所述芯线包括导线和包覆在所述导线上的绝缘层，所述涂层包覆在所述绝缘层上，所述涂层通过线缆涂层涂料制备得到，所述线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，所述蒸馏水的质量百分数为63％，所述纳米石墨烯的质量百分数为35％和所述炭黑的质量百分数为2％。
在其中一个实施例中，所述涂层的厚度为0.01mm-0.015mm。
一种线缆，采用如上所述的方法制备得到。
上述线缆，涂层颗粒排列紧密，无间隙，涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，涂层电阻可以降至103Ω/mm2。厚度非常薄，可以达到0.01mm。此外，涂层均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。
附图说明
图1为一实施方式的线缆的制备方法的流程示意图。
图2为一实施方式的线缆涂层制备设备的结构示意图。
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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
一实施方式的线缆涂层涂料，包括如下质量百分数的各组分：
水 61％-65％；
纳米石墨烯 33％-37％；及
炭黑 1％-3％。
上述线缆涂层涂料，蒸馏水起稀释作用，同时蒸馏水不含矿物杂质，无电极性，不会使石墨烯产生静电结块而沉积。而加入少量炭黑，能够使石墨烯更稳定。在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层非常均匀。上述线缆涂层涂料，采用纳米级石墨烯，颗粒小，涂层颗粒排列非常紧密，无间隙，采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，涂层电阻可以降至103Ω/mm2。且在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层，厚度非常薄，可以达到0.01mm。此外，上述线缆涂层涂料涂覆在绝缘表面时均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，使线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。
上述线缆涂层涂料为半导电水溶性液体。
优选的，上述线缆涂层涂料各组分的质量百分数如下：
水 63％；
纳米石墨烯 35％；及
炭黑 2％。
当线缆涂层涂料为上述优选的用量时，制备得到的涂层电阻可以降至103Ω/mm2，厚度可以达到0.01mm。
此外，请参考图1，还提供一种线缆的制备方法，包括以下步骤：
S10、将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，得到涂覆有涂层的芯线，其中，芯线包括导线和包覆在导线上的绝缘层，线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，蒸馏水的质量百分数为61％-65％，纳米石墨烯的质量百分数为33％-37％和炭黑的质量百分数为1％-3％。
在一个实施例中，将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的步骤中，芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的速度为5米-10米/分钟。而芯线通过线缆涂层涂料的速度过快时，容易带起液珠，从而使表面涂层过厚，烘干后容易开裂。
通过将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，由于涂料的垂直重力作用，涂料在芯线四周保持一致均匀。在芯线表面涂覆的涂层厚度可达到0.01mm-0.015mm。而传统的线缆涂层制备方法，通常是将线缆以水平方向传输，线缆沿水平方向通过涂料，线缆四周的涂料都受重力向下方流动，容易导致线缆下方涂层厚度较厚，线缆上方涂层的厚度较薄。
S20、将涂覆有涂层的芯线加热烘干，得到线缆。
在一个实施例中，将涂覆有涂层的芯线加热烘干的步骤中，烘烤时间为15-30秒，温度为180-200℃。
将涂覆有涂层的芯线加热烘干的步骤中，是通过加热管内空气，而不直接作用到芯线，且烘烤时间短，因而对线材绝缘层影响较小。
此外，S20中的热烘烤，易干燥，干燥只是蒸发水分，所以不会对环境造成污染。
上述线缆的制备方法，由于纳米石墨烯无极性，且蒸馏水不含矿物杂质，也无电极性。同时芯线的绝缘层也无极性或弱极性。因此，当将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料时，线缆涂层涂料就会粘附到芯线的绝缘层表面。因此，上述线缆的制备方法不需要采用静电吸附方法来制备涂层。不需要对芯线进行预处理。且制备工艺简单，只需要将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，再将涂覆有涂层的芯线加热烘干即可，投入小。上述线缆的制备方法，通过水性线缆涂层涂料快速涂覆，均匀一致，无断层，提高了生产效率与产品性能稳定性。
上述线缆的制备方法，在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层非常均匀。由于采用纳米级石墨烯，颗粒小，涂层颗粒排列非常紧密，无间隙，所以制备得到的涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，可降至103Ω/mm2。且在芯线表面采用该线缆涂层涂料制备得到的涂层，厚度非常薄，可以达到0.01mm。此外，上述线缆涂层涂料涂覆在绝缘表面时均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，使线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。
在一个实施例中，上述线缆的制备方法还包括如下步骤：
S30、将线缆进行风冷冷却。
在一个实施例中，将线缆进行风冷冷却的步骤中，采用常温风吹10秒。
此外，还提供一种线缆，包括芯线和涂层，芯线包括导线和包覆在导线上的绝缘层，涂层包覆在绝缘层上，涂层通过线缆涂层涂料制备得到，线缆涂层涂料包括水、纳米石墨烯和炭黑，其中，水的质量百分数为61％-65％，纳米石墨烯的质量百分数为33％-37％和炭黑的质量百分数为1％-3％。
上述线缆，涂层颗粒排列紧密，无间隙，涂层电阻能够保持基本一致，涂层电阻小，涂层电阻可以降至103Ω/mm2。厚度非常薄，可以达到0.01mm。此外，涂层均匀紧密，弯折时颗粒间分离小，线材折弯时，涂层表面不开裂，保证涂层稳定，从而使线缆噪音稳定。
在一个实施例中，涂层的厚度为0.01mm-0.015mm。
该线缆可以采用上述的方法制备得到。
采用上述线缆涂层涂料制备的涂层可以用纯净水或医用酒精擦除，组装加工易处理，且环保无毒，可以广泛用于医疗领域。
该线缆可以采用如图2所示的线缆涂层制备设备制备得到。该线缆涂层制备设备包括放线架1、导线平台3、涂料容器3、涂层处理装置(图未标)、垂直电热烘烤炉4、温度控制系统5、冷却装置6、储线装置7和收线装置8。
上述线缆涂层制备设备制备线缆的工作过程如下：
放线架1将线缆匀速送出。通过导线平台2将水平方向传输的芯线转化为竖直向上传输。涂料容器3内盛装线缆涂层涂料。芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料后，涂层处理装置把涂料均匀涂在芯线表面。垂直电热烘烤炉4将涂层快速烘干而又不损伤内部结构。温度控制系统5用于使垂直电热烘烤炉4保持恒温状态。再通过冷却装置6将烘干后的线缆迅速进行冷却，使线缆进去导轮时不会被压伤。再通过储线装置7将线缆收线平稳。最后通过收线装置8将线缆均匀收在线轴上。
下面为具体实施例部分。
实施例1
配置线缆涂层涂料，其中，线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑。其中，蒸馏水的质量百分数为63％，纳米石墨烯的质量百分数为35％和炭黑的质量百分数为2％。
将芯线沿垂直于水平面向上的方向(即竖直向上的方向)通过线缆涂层涂料，得到涂覆有涂层的芯线。其中，芯线包括导线和包覆在导线上的绝缘层。芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的速度为10米/分钟。
将涂覆有涂层的芯线在温度为180℃的条件下加热烘干20秒，得到线缆。
将线缆采用常温风吹10秒冷却。
采用该方法制备得到的线缆的涂层厚度为0.01mm，电阻为103Ω/mm2。采用该方法制备得到的线缆的涂层弯折1000次不会出现开裂脱落。线缆噪音可以控制峰值-峰值在30μV以下。
实施例2
配置线缆涂层涂料，其中，线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，蒸馏水的质量百分数为65％，纳米石墨烯的质量百分数为32％和炭黑的质量百分数为1％。
将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，得到涂覆有涂层的芯线。其中，芯线包括导线和包覆在导线上的绝缘层。芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的速度为5米/分钟。
将涂覆有涂层的芯线在温度为200℃的条件下加热烘干15秒，得到线缆。
将线缆采用常温风吹10秒冷却。
采用该方法制备得到的线缆的涂层厚度为0.01mm，电阻为103Ω/mm2。弯折1000次不会出现开裂脱落；线缆噪音可以控制峰值-峰值在30μV以下。
对比例1-4
对比例1-4的制备方法参数同实施例1，对比例1-4与实施例1的不同之处在于，对比例1-4的线缆涂层涂料不同。
Figure BDA0002909029160000081
采用对比例1-4制备得到的线缆的涂层的性能如下：
Figure BDA0002909029160000082
Figure BDA0002909029160000091
通过对比例1可以看出，当将线缆涂层涂料中的蒸馏水换成过滤水时，制备得到的线缆的涂层线缆噪音控制可以达到要求，但涂料容易沉积。
通过对比例2可以看出，当将线缆涂层涂料去除炭黑后，制备得到的线缆的涂层厚度、噪音控制都可以达到要求，但折弯效果稍差一点。
通过对比例3可以看出，当将线缆涂层涂料中的炭黑用量增加后，制备得到的线缆的涂层厚度增加，折弯效果差。
通过对比例4可以看出，当将线缆涂层涂料中的炭黑用量进一步增加后，制备得到的线缆的涂层厚度增加，折弯效果差。
对比例5
对比例1组的制备方法参数同实施例1，对比例5与实施例1的不同之处在于，对比例5中，将芯线沿水平方向通过线缆涂层涂料。
采用对比例5制备得到的线缆的涂层的性能如下：
Figure BDA0002909029160000092
通过对比例5可以看出，当将芯线沿水平方向通过线缆涂层涂料后，制备得到的线缆的涂层由于重力作用，线缆下面涂层厚，上面涂层厚，噪音不稳定，弯折时，下面一面涂层容易开裂。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线缆涂层涂料，其特征在于，包括如下质量百分数的各组分：
蒸馏水61％-65％；
纳米石墨烯33％-37％；及
炭黑1％-3％。
2.如权利要求1所述的线缆涂层涂料，其特征在于，各组分的质量百分数如下：
蒸馏水63％；
纳米石墨烯35％；及
炭黑2％。
3.一种线缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料，得到涂覆有涂层的芯线，其中，所述芯线包括导线和包覆在所述导线上的绝缘层，所述线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，所述蒸馏水的质量百分数为61％-65％，所述纳米石墨烯的质量百分数为33％-37％和所述炭黑的质量百分数为1％-3％；
将涂覆有涂层的芯线加热烘干，得到所述线缆。
4.如权利要求3所述的线缆的制备方法，其特征在于，将芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的步骤中，芯线沿垂直于水平面向上的方向通过线缆涂层涂料的速度为5米-10米/分钟。
5.如权利要求3所述的线缆的制备方法，其特征在于，将涂覆有涂层的芯线加热烘干的步骤中，烘烤时间为15-30秒，温度为180-200℃。
6.如权利要求3所述的线缆的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
将所述线缆进行风冷冷却。
7.如权利要求6所述的线缆的制备方法，其特征在于，将所述线缆进行风冷冷却的步骤中，采用常温风吹10秒。
8.一种线缆，其特征在于，包括芯线和涂层，所述芯线包括导线和包覆在所述导线上的绝缘层，所述涂层包覆在所述绝缘层上，所述涂层通过线缆涂层涂料制备得到，所述线缆涂层涂料包括蒸馏水、纳米石墨烯和炭黑，其中，所述蒸馏水的质量百分数为63％，所述纳米石墨烯的质量百分数为35％和所述炭黑的质量百分数为2％。
9.如权利要求8所述的线缆，其特征在于，所述涂层的厚度为0.01mm-0.015mm。
10.一种线缆，其特征在于，采用如权利要求3-7中任一项所述的方法制备得到。
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