[发明专利]一种电缆专用半导电屏蔽石墨烯涂料及制备方法

摘要

本发明提供一种电缆专用半导电屏蔽石墨烯涂料及制备方法。通过螺杆挤出机，将石墨与胶结剂等在胶体状态下进行剪切研磨，得到一种半导电屏蔽石墨烯涂料，本发明制备的涂料可在电缆线胶皮上均匀涂敷，制备出的半导电屏蔽石墨烯涂料拥有极高的粘接性、成膜性、隔离性、屏蔽性。本发明直接利用石墨为原料通过螺杆机制备半导电屏蔽石墨烯涂料，克服了将石墨烯直接作为生产原料直接增加了生产成本的技术缺陷，并且用螺杆挤出机作为发生器，生产过程简单，成本大幅降低，并且生产过程无环境污染，产量高，具有显著的市场应用价值。

主权项

1.一种电缆专用半导电屏蔽石墨烯涂料，其特征在于由下述质量百分比的原料制备而成：石墨原料18‑43%胶结剂55‑80%分散剂0.5‑1%稳定剂0.5‑1%其中，所述的石墨原料为鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨、氧化石墨中的至少一种，所述的胶结剂为醇酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂和酚醛树脂中的至少一种，所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、1‑吡啶酸中的至少一种，所述稳定剂为季戊四醇、滑石粉、单甘油硬脂酸酯、丙三醇和乙二胺中的至少一种或几种的混合；所述电缆专用半导电屏蔽石墨烯涂料，由如下方法制备而得：（1）将质量百分比为18‑43%的石墨原料与质量百分比为0.5‑1%的分散剂、质量百分比为55‑80%的胶结剂在高速混合机中以600‑1200rpm的转速混和分散10‑25min，得到预混物；（2）将步骤（1）得到的预混物加入螺杆挤出机中，螺杆机挤出由进料端向出料端依次设置初级破碎段、剪切减薄段、分散取向段，螺杆以100‑1200rpm的转速旋转时，在初级破碎段，预混物中的石墨的粒径降低至小于1毫米，并与胶结剂一起逐渐向前输送；（3）步骤（2）的物料连续通过剪切减薄段，在剪切减薄段石墨在剪切研磨作用下，使石墨剥离形成单层或多层大尺寸面积的石墨烯，形成石墨烯掺杂的胶结剂；（4）步骤（3）通过剪切减薄段的物料连续通过分散取向段，在分散取向段设置稳定剂加料口，在分散取向段加入质量百分比为0.5‑1%的稳定剂，石墨烯沿螺杆旋转方向在胶结剂中均匀分散开，形成片形的取向，并逐渐向前输送，形成电缆专用半导电屏蔽石墨烯涂料；所述的螺杆挤出机是可多次喂料的双螺杆机、可多次喂料的三螺杆机、可多次喂料的四螺杆机；所述的初级破碎段由两组56/56输送螺纹元件、两组齿形盘、四组斜角为60°的啮合螺纹元件、四组反向56/56输送螺纹元件组成；所述的剪切减薄段由四组斜角为30°的啮合螺纹元件、四组斜角为45°的啮合螺纹元件、四组反向45°的啮合螺纹元件组、四组90°的直角啮合螺纹元件、四组反向60°的啮合螺纹元件组成；所述的分散取向段由两组56/56输送螺纹元件、两组齿形盘、四组斜角为60°的啮合螺纹元件、四组反向56/56输送螺纹元件组成。