石墨烯防火耐高温电缆线制造技术

本发明专利技术属于电缆领域，具体涉及一种石墨烯防火耐高温电缆线，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；其中，所述的屏蔽层由石墨烯制备。防火耐高温层采用有机无机复合材料制备而成。本发明专利技术的石墨烯防火耐高温电缆线选用的有机物与无机物复合而成，由于其良好的耐火性，它可以在电缆自燃和外部火灾发生时，保证电缆的绝缘性能。石墨烯的加入可以提高屏蔽层的抗击穿能力。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯防火耐高温电缆线
本专利技术属于电缆领域，具体涉及一种石墨烯防火耐高温电缆线。
技术介绍
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。中国技术专利，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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯防火耐高温电缆线。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种石墨烯防火耐高温电缆线，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；其中，所述的屏蔽层采用下述方法制备：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。所述的防火耐高温层包括复合层、氯化石蜡、氧化铝以及石棉粉；所述氧化铝位于复合层的外侧，所述石棉粉设置在复合层和氧化铝之间，且氯化石蜡均匀的设置在氧化铝的外表面；所述的复合层包括下述组分：四氟乙烯-丙烯共聚物50～90质量份、乙烯－丙烯酸乙酯共聚物10～50质量份、十溴二苯乙烷1～30质量份、以及三氧化二锑10～50质量份。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，本专利技术的有益效果是：本本专利技术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。而防火耐高温层选用的有机物与无机物复合而成，由于其良好的耐火性，它可以在电缆自燃和外部火灾发生时，保证电缆的绝缘性能。在火灾发生时时，材料本身不会发生燃烧，可以有效的达到阻火和防火的效果。本专利技术通过选用合适、确当的耐火材料，在电缆外部发生火灾时可以延缓和阻止火势的蔓延，以达到通电线路尽可能的正常运行，保护生命和财产安全。在电缆自身运行过程中由于过载、超压等原因引起的发热，自燃等事故时，保证线路尽可能时间的安全运行。具体实施方式为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1:一种石墨烯防火耐高温电缆线，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；其中，所述的屏蔽层采用下述方法制备：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。所述的防火耐高温层包括复合层、氯化石蜡、氧化铝以及石棉粉；所述氧化铝位于复合层的外侧，所述石棉粉设置在复合层和氧化铝之间，且氯化石蜡均匀的设置在氧化铝的外表面；所述的复合层包括下述组分：四氟乙烯-丙烯共聚物50～90质量份、乙烯－丙烯酸乙酯共聚物10～50质量份、十溴二苯乙烷1～30质量份、以及三氧化二锑10～50质量份。所述绝缘层和所述屏蔽层之间填充有纤维纱。以上内容仅为本专利技术的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本专利技术的思想，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专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯防火耐高温电缆线，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；其中，所述的屏蔽层采用下述方法制备：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；所述的防火耐高温层包括复合层、氯化石蜡、氧化铝以及石棉粉；所述氧化铝位于复合层的外侧，所述石棉粉设置在复合层和氧化铝之间，且氯化石蜡均匀的设置在氧化铝的外表面；所述的复合层包括下述组分：四氟乙烯‑丙烯共聚物50～90质量份、乙烯－丙烯酸乙酯共聚物10～50质量份、十溴二苯乙烷1～30质量份、以及三氧化二锑10～50质量份。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯防火耐高温电缆线，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；其中，所述的屏蔽层采用下述方法制备：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：马中芳，
申请(专利权)人：徐州利恒电气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32