一种增强型塑料电缆的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强型塑料电缆的制备方法，在塑料电缆表面包覆有石墨烯层；通过如下方法实现：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的塑料电缆表面形成复合塑料电缆，随后在设定气氛下使得复合塑料电缆表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后复合塑料电缆离开微波加热区并被冷却,然后进行挤压处理即可获得表面包覆有石墨烯层的复合塑料电缆。本发明专利技术方法将能够快速加热的微波技术与石墨烯衍生物的微波吸收特性结合，同时结合石墨烯的高导热能力及石墨烯层的热量易于被快速交换转移的特性，使得塑料电缆表面涂布的石墨烯衍生物能够快速、低能耗地转化为石墨烯，从而有助于塑料电缆及石墨烯材料更好地服务社会。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型塑料电缆的制备方法
本专利技术属于电线电缆制造的
，涉及一种增强型塑料电缆的制备方法即通过包覆具有良好导热能力及封闭能力的石墨烯层而提高塑料电缆的耐温特性及抗衰减性能。
技术介绍
随着电力传输、数据通信业务的迅速扩大，对电缆提出了更高的要求，目前，全社会倡导低碳建设，使用更加环保的塑料电缆，通过塑料电缆，除了用于电力传输，还可实现智能家电(家用PC、HDTV、电话、数字成像设备、家庭安全设备、空调、冰箱、音响系统、厨用电器等)的联网，达到家庭自动化和远程控制管理，提高生活质量；通过塑料电缆，可实现办公设备的联网，如计算机联网可以实现计算机并行处理，办公设备间数据的高速传输可大大提高工作效率，实现远程办公等。电梯电缆伴随着电梯进行上下运动，为电梯提供工作电源，电梯的升降速度越快，电缆的阻力越大，使电缆频繁受到拉扯力就越大，在长期的经常性升降后，有可能出现断裂、损坏，造成断电停驶或者其他功能受到影响，严重的会造成人员伤亡。近年来，电梯事故频发，人员伤亡的事故时有发生，而作为电梯随行部件的电缆，它的对电梯的正常运行起着至关重要的作用。电梯电缆在使用过程中由于电阻作用可以发热，造成电缆温度升高，进而造成绝缘层和保护层的老化速度过快，从而影响了电梯电缆的使用寿命。然而目前在实际应用中塑料电缆耐热性的提高及损耗的降低是其进一步推广应用的最大障碍，也是该领域的研究热点。目前人们通过不断开发探索已经获得了耐温可达120摄氏度的塑料电缆，其耐热性能的进一步提高还需要人们的继续努力。而塑料电缆损耗一方面与其材料结构如碳-氢键特点相关，另外一方面则与其机械损耗相关。人们开发了梯度氟塑料电缆以降低结构相关的损耗，但是对于机械损耗的降低措施目前人们还在研究之中。事实上，人们的研究发现石英电缆表面涂布碳能够利用碳素的致密膜层，使电缆表面与外界隔离，从而改善电缆的机械疲劳损耗和氢分子的损耗。然而碳涂层往往需要高温操作，因此目前仅适用于耐高温的石英电缆，而无法用于损耗更严重也更迫切需要降低的塑料电缆。因此人们还需要开发新的技术以使得塑料电缆在提高耐热性能和降低机械损耗等方面取得进展。为此本申请在国际上首次提出在塑料电缆上涂布石墨烯层从而利用石墨烯高的导热性能以提高塑料电缆的耐热性能，从而促进塑料电缆更好地服务社会。为此本申请还提出了石墨烯层包覆塑料电缆的制备方法即先在塑料电缆上涂布石墨烯衍生物层，然后在非氧化气氛中利用石墨烯衍生物的微波吸收能力用微波在限定的短时间内快速加热处理石墨烯衍生物层，然后快速冷却，从而获得石墨烯层包覆的塑料电缆。本申请的应用将有助于塑料电缆在社会上更好地推广应用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种增强型塑料电缆的制备方法，通过在塑料电缆上包覆石墨烯层，利用石墨烯的高导热能力及石墨烯层致密的包覆作用而提高塑料电缆的耐热能力及降低机械损耗的能力。技术方案：本专利技术的一种增强型塑料电缆的制备方法，在塑料电缆表面包覆有石墨烯层；所述塑料电缆表面包覆石墨烯层通过如下方法实现：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的塑料电缆表面形成复合塑料电缆，随后在设定气氛下使得复合塑料电缆表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后复合塑料电缆离开微波加热区并被冷却,然后进行挤压处理即可获得表面包覆有石墨烯层的复合塑料电缆。优选地，所述石墨烯层中碳含量大于90％。所述石墨烯衍生物是指石墨烯的氧化物，包括氧化石墨烯和还原氧化石墨烯及石墨烯边缘衍生物。所述微波加热处理，是指石墨烯衍生物吸收微波而升温并导致氧化的石墨烯被还原，而边缘功能化石墨烯则发生脱边缘官能团的反应。所述微波加热处理的时间少于30秒。所述设定气氛是指惰性气氛、还原性气氛或者真空状态；惰性气氛是指气体不与石墨烯基材料反应的气体；还原性气氛是指气体中含有还原石墨烯衍生物的气体；真空状态是指气压小于4KPa。所述塑料电缆离开微波加热区并被冷却是指通过冷的气氛或者额外施加冷的流体而冷却。所述微波加热及随后塑料电缆离开微波加热区并被冷却的过程可以重复以多次。所述石墨烯衍生物溶液涂布在选定的塑料电缆表面形成复合塑料电缆，随后在特定气氛下使得复合塑料电缆被微波加热，随后复合塑料电缆离开微波加热区并被迅速冷却，然后进行挤压处理的系列过程可以重复即可以多次涂布石墨烯衍生物以获取增厚的石墨烯层。所述涂布包括浸涂、喷涂、刷涂、层层组装涂布。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：本申请首次将石墨烯优异的导热能力及二维材料良好的表面包覆性能用于修饰塑料电缆以期改进塑料电缆迫切需要提高的耐热性能，同时结合石墨烯强烈吸收微波的特性及微波即开即快速加热的特点将石墨烯衍生物涂布在塑料电缆表面后短时间利用微波集中加热石墨烯衍生物层并随后快速冷却从而避免常规长时间高温加热对塑料电缆的损伤，最终获得石墨烯层包覆的增强型塑料电缆。本专利技术方法不仅利用二维石墨烯优异的导热性能及包覆性能，而且结合石墨烯衍生物吸收微波的能力用于选择性高温处理石墨烯衍生物层从而获得石墨烯层包覆的塑料电缆，具有塑料电缆性能提高、制备方法快速环保的特点，因此有助于塑料电缆更好地服务社会。附图说明图1是一种增强塑料电缆制备流程示意图。图中有：塑料电缆1、浸液池2、溶液2a、挤液辊3、烘房4、前控温5、控温流体入口5a、控温流体出口5b、带孔金属挡板6、微波加热炉7、微波输入7a、气氛腔8、气体人口8a、气体出口8b、中控温9、控温流体入口9a、控温流体出口9b、后控温10、控温流体入口10a、控温流体出口10b、导轮11、挤压辊12。图2是塑料电缆通过导轮绕过金属挡板示意图。金属挡板6、导轮11。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。首先塑料电缆1籍由导轮11通过浸液池2中溶液2a而涂布石墨烯衍生物溶液，然后涂布了石墨烯衍生物层的复合塑料电缆通过挤液辊3挤去多余溶液，随后复合塑料电缆通过烘房4进行干燥，随即进入前控温区5利用温控流体入口5a(如一定温度的空气、水等)及温控流体出口5b设定温度循环流体而控制进入微波加热前复合塑料电缆的温度，随后复合塑料电缆进入由开有小孔的金属挡板6防护的微波炉7中。在微波炉加热区域设置气氛腔8并利用气体入口8a及气体出口8b而控制在微波加热区域复合纤维周围的气氛环境；同时在微波加热区域还设置中控温9以利用温控流体入口9a及温控流体出口9b设定温度循环流体而控制微波加热时的复合纤维周围的温度环境。然后籍由微波输入7a输入微波在设定气氛及温度环境下对复合塑料电缆上的石墨烯衍生物层通过微波短暂加热，随后经过开有小孔的金属挡板离开微波炉7并进入后控温10区并利用温控流体入口10a及温控流体出口10b设定温度循环流体而冷却微波加热处理后的复合塑料电缆的，随后复合塑料电缆通过挤压辊12的挤压而获得由石墨烯层包覆的复合塑料电缆。其中金属挡板6可以由开小孔而利于塑料电缆连续运行改为由导轮11引导塑料电缆绕过金属挡板而连续运行从而有利于阻挡微波而增强对人体的防护。如图2所示。下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一：首先制备氧化石墨烯粉末和还原氧化石墨烯粉末。30克石墨混合15g硝酸钠和750毫升浓硫酸。将混合物在冰浴中冷却到0摄氏度，并搅拌2h后，缓慢加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型塑料电缆的制备方法，其特征在于在塑料电缆表面包覆有石墨烯层；所述塑料电缆表面包覆石墨烯层通过如下方法实现：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的塑料电缆表面形成复合塑料电缆，随后在设定气氛下使得复合塑料电缆表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后复合塑料电缆离开微波加热区并被冷却,然后进行挤压处理即可获得表面包覆有石墨烯层的复合塑料电缆。

【技术特征摘要】
1.一种增强型塑料电缆的制备方法，其特征在于在塑料电缆表面包覆有石墨烯层；所述塑料电缆表面包覆石墨烯层通过如下方法实现：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的塑料电缆表面形成复合塑料电缆，随后在设定气氛下使得复合塑料电缆表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后复合塑料电缆离开微波加热区并被冷却,然后进行挤压处理即可获得表面包覆有石墨烯层的复合塑料电缆。2.根据权利要求1所述的一种增强型塑料电缆的制备方法，其特征在于所述石墨烯层中碳含量大于90%。3.根据权利要求1所述的一种增强型塑料电缆的制备方法，其特征在于所述石墨烯衍生物是指石墨烯的氧化物，包括氧化石墨烯和还原氧化石墨烯及石墨烯边缘衍生物。4.根据权利要求1所述的一种增强型塑料电缆的制备方法，其特征在于所述微波加热处理，是指石墨烯衍生物吸收微波而升温并导致氧化的石墨烯被还原，而边缘功能化石墨烯则发生脱边缘官能团的反应。5.根据权利要求1所述的一种增强型塑料电缆的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹中，
申请(专利权)人：南通中尧特雷卡电梯产品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32