CN112952504A - 一种石墨烯数据线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯数据线，包括线缆主体、包裹于所述线缆主体上的数据线外壳、及连接于所述线缆主体端部的连接部，所述数据线外壳包括依次粘接于所述线缆主体上的粘结层和绝缘层，其中，所述粘结层包括有石墨烯与二氧化硅的原料制成。其利用石墨烯/二氧化硅复合材料，作为载体能够对静电进行吸附，并且减少线缆主体内电子向连接部的逃逸，还能提高其抗电磁干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品配件技术领域，尤其涉及一种石墨烯数据线。
背景技术
现有电子设备与电子设备之间往往采用数据线缆进行数据传输，电子设备在实际应用中其机壳等容易产生静电，影响设备的正常使用，因此，需要将电子设备机壳等接地以消除静电，或将两个电子设备的机壳与机壳之间连接，以消除静电的不利影响。
发明内容
有鉴于此，提供一种石墨烯数据线，不仅能够降低其连接电子设备的静电，还具有优良的导电性能和抗电磁干扰能力。
本发明提供一种石墨烯数据线，包括线缆主体、包裹于所述线缆主体上的数据线外壳、及连接于所述线缆主体端部的连接部，所述数据线外壳包括依次粘接于所述线缆主体上的粘结层和绝缘层，其中，所述粘结层为包含有石墨烯与二氧化硅的原料制成。
具体的，所述粘结层所用材料制备方法包括以下步骤：
S11、将氧化石墨在碱性条件下，超声混匀于含有表面活性剂的去离子水相体系中，以使得表面活性剂包裹于氧化石墨表面，形成含有氧化石墨烯颗粒的悬浮液；
S12、将所得悬浮液在置于40℃下搅拌条件下，向其中缓慢加入正硅酸乙脂，使得正硅酸乙酯水解并吸附到氧化石墨烯颗粒上，形成溶胶，继续充分搅拌后，将产物过滤，用去离子水洗涤多次，于真空干燥即得所述石墨烯与二氧化硅的复合相材料；所述复合相材料中，石墨烯与二氧化硅的质量比为(1～3):50。
进一步的，所述粘结层所用材料制备方法还包括：
S13、将聚对苯二甲酸乙二醇酯、增塑剂、碳酸钙、炭黑和所述复合相材料混合，搅拌，并升温至100℃脱水2h；
S14、再降低温度至50℃以下，充入氮气，逐步加入助剂，抽真空条件下混合均匀；
S15、最后于氮气氛围中解除真空至常压，即得所述粘结层。
其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯与所述复合相材料的质量配比为100:(2.0～2.5)。
其中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸酯和柠檬酸酯中的至少一种。
其中，所述绝缘层由聚苯乙烯、环氧树脂和聚氨酯复合而成。
进一步的，所述石墨烯数据线还包括包裹于所述粘结层与所述绝缘层之间的铜箔层。
有益效果：
本发明针对现有数据线不具有抗静电干扰和电磁干扰的不足，提供一种石墨烯数据线，其利用石墨烯/二氧化硅复合材料，作为载体能够对静电进行吸附，并且减少线缆主体内电子向连接部的逃逸，还能提高其抗电磁干扰能力。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
石墨烯数据线
本发明针对现有数据线不具有抗静电干扰和电磁干扰的不足，提供一种石墨烯数据线。该石墨烯数据线包括线缆主体、包裹于线缆主体上的数据线外壳、及连接于线缆主体端部的连接部，数据线外壳包括依次粘接于线缆主体上的粘结层和绝缘层，其中，粘结层包括有石墨烯与二氧化硅的原料制成。其利用石墨烯/二氧化硅复合材料，作为载体能够对静电进行吸附，并且减少线缆主体内电子向连接部的逃逸，还能提高其抗电磁干扰能力。
具体的，粘结层所用材料制备方法包括以下步骤：
S11、将氧化石墨在碱性条件下，超声混匀于含有表面活性剂的去离子水相体系中，以使得表面活性剂包裹于氧化石墨表面，形成含有氧化石墨烯颗粒的悬浮液；
S12、将所得悬浮液在置于40℃下搅拌条件下，向其中缓慢加入正硅酸乙脂，使得正硅酸乙酯水解并吸附到氧化石墨烯颗粒上，形成溶胶，继续充分搅拌后，将产物过滤，用去离子水洗涤多次，于真空干燥即得所述石墨烯与二氧化硅的复合相材料；所述复合相材料中，石墨烯与二氧化硅的质量比为(1～3):50。
进一步的，粘结层所用材料制备方法还包括：
S13、将聚对苯二甲酸乙二醇酯、增塑剂、碳酸钙、炭黑和所述复合相材料混合，搅拌，并升温至100℃脱水2h；
S14、再降低温度至50℃以下，充入氮气，逐步加入助剂，抽真空条件下混合均匀；
S15、最后于氮气氛围中解除真空至常压，即得所述粘结层。
其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯与所述复合相材料的质量配比为100:(2.0～2.5)。
其中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸酯和柠檬酸酯中的至少一种。
其中，所述绝缘层由聚苯乙烯、环氧树脂和聚氨酯复合而成。
进一步的，所述石墨烯数据线还包括包裹于所述粘结层与所述绝缘层之间的铜箔层。铜箔层通过锡焊与粘结层焊接或者融接，铜箔具有良好的导热性能，为避免数据线缆在使用过程中由于静电干扰或电磁干扰而产生的温度变化。
为便于对本发明实施例提供石墨烯数据线在其粘结层制备过程的具体实施过程进行评价，将复合相材料中石墨烯与二氧化硅的质量比及S13步骤中聚对苯二甲酸乙二醇酯与复合相材料的质量比列入表1中。表1中，对比例3中“-”代表无该项组分，而采用常规的粘结剂环氧树脂。
表1
| 实施例 | 复合相材料 | S13 |
| 实施例1 | 1:50 | 100:2.0 |
| 实施例2 | 2:50 | 100:2.0 |
| 实施例3 | 3:50 | 100:2.0 |
| 实施例4 | 1:50 | 100:2.2 |
| 实施例5 | 1:50 | 100:2.5 |
| 实施例6 | 2:50 | 100:2.4 |
| 对比例1 | 0.8:50 | 100:2.0 |
| 对比例2 | 3.2:50 | 100:2.0 |
| 对比例3 | - | - |
| 对比例4 | 1:50 | 100:1.9 |
| 对比例5 | 1:50 | 100:2.6 |
测试
将上述实施例1-6和对比例1-5提供的数据线(以CAN数据线为例)进行抗静电干扰测试和抗电磁干扰测试。
1、抗静电干扰测试
按照GB/T19951-2005《道路车辆静电放电形成电骚扰实验方案》，使用苏州泰思特研发的ESD-30G静电发生器来检测静电放电情况。数据线受静电干扰分为不带电运行和带电运行两种，将一个数据源电子设备与一数据收集设备采用上述数据线连接，对数据线的连接部采用接触放电方式，放电电压范围±5kV，对于数据线裸露在外面的塑料使用空气放电方式，放电电压范围±15kV。测试时，各放电测试点至少需要承受3次正向放电电压和3次负向电压放电，间隔时间最少为5s；同时采用1MΩ泄放电阻测试的残留电荷释放到大地，实验过程中记录采集的数据与运行情况。
2、抗电磁干扰测试
按照GB/T 17626.8《电磁兼容实验与测量技术工频磁场抗干扰水平测验》，使用苏州泰思特公司生产的PFMF-12006测试数据线工频磁场自我保护性能。工频磁场实验分为两种，分别是稳定性磁场实验和短时影响磁场实验。规定稳定磁场强度保持100A/m，持续作用时间为1h；短时作用磁场强度保持1200A/m，作用时长5s，记录采集的数据和运行情况。
抗静电干扰和抗电磁干扰的实验结果如表2所示。表2中对测试过程中数据线是否产生错误的数据帧，以及抗电磁干扰测试中是否有采集的单体电压值误差、总电流误差和/或是否有温差波动进行评价。表2中“-”表示无产生错误的数据帧的现象或者无误差，“+”表示产生错误的数据帧的现象。
表2
由表2可知，实施例在抗静电干扰测试中均未产生错误的数据帧，抗静电干扰能力优于对比例。在抗电磁干扰测试中，实施例的单体电压误差、总电流误差和温度误差均小于对比例。具体而言，实施例1分别相对于对比例1～5，其不仅在其数据线的粘结层中使用了石墨烯/二氧化硅复合材料，还在其制备过程中限定了使用比例，使得其抗静电干扰能力和抗电磁干扰能力均显著提升。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种石墨烯数据线，其特征在于，包括线缆主体、包裹于所述线缆主体上的数据线外壳、及连接于所述线缆主体端部的连接部，所述数据线外壳包括依次粘接于所述线缆主体上的粘结层和绝缘层，其中，所述粘结层为包含有石墨烯与二氧化硅的原料制成。
2.根据权利要求1所述的石墨烯数据线，其特征在于，所述粘结层所用材料制备方法包括以下步骤：
S11、将氧化石墨在碱性条件下，超声混匀于含有表面活性剂的去离子水相体系中，以使得表面活性剂包裹于氧化石墨表面，形成含有氧化石墨烯颗粒的悬浮液；
S12、将所得悬浮液在置于40℃下搅拌条件下，向其中缓慢加入正硅酸乙脂，使得正硅酸乙酯水解并吸附到氧化石墨烯颗粒上，形成溶胶，继续充分搅拌后，将产物过滤，用去离子水洗涤多次，于真空干燥即得所述石墨烯与二氧化硅的复合相材料；所述复合相材料中，石墨烯与二氧化硅的质量比为(1～3):50。
3.根据权利要求2所述的石墨烯数据线，其特征在于，所述粘结层所用材料制备方法还包括：
S13、将聚对苯二甲酸乙二醇酯、增塑剂、碳酸钙、炭黑和所述复合相材料混合，搅拌，并升温至100℃脱水2h；
S14、再降低温度至50℃以下，充入氮气，逐步加入助剂，抽真空条件下混合均匀；
S15、最后于氮气氛围中解除真空至常压，即得所述粘结层。
4.根据权利要求3所述的石墨烯数据线，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯与所述复合相材料的质量配比为100:(2.0～2.5)。
5.根据权利要求3所述的石墨烯数据线，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸酯和柠檬酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的石墨烯数据线，其特征在于，所述绝缘层由聚苯乙烯、环氧树脂和聚氨酯复合而成。
7.根据权利要求3所述的石墨烯数据线，其特征在于，还包括包裹于所述粘结层与所述绝缘层之间的铜箔层。
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