[发明专利]一种增强型塑料电缆的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电线电缆制造的技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

技术问题：本发明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：本发明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：本发明与现有技术相比，具有以下优点：