[发明专利]一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料及其制备方法

权利要求书

1.一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于，是由以下重量份原料制备而成：磁性微粒0.2～0.5份、明胶0.4～0.8份、石墨烯微粉4～8份、超支化有机硅聚氨酯丙烯酸酯预聚物2～5份、表面活性剂0.4～0.8份、醋酸溶液1～2份、异丙醇2～4份、戊二醛水溶液0.6～1份、阻燃剂1～2份、稳定剂0.5～1份、基体树脂74.9～87.9份；

所述石墨烯改性电缆料由如下方法制备得到：

（1）将明胶加入醋酸溶液中，室温下溶胀20～40min，升温至45～55℃后，加入表面活性剂和磁性微粒，超声分散4～7min，在160～200r/min的搅拌下加入异丙醇和石墨烯微粉，继续超声分散2～4min，再加入戊二醛水溶液进行反应，100～140min后出料，经磁分离、醇洗、烘箱干燥，制得吸附石墨烯微粉的磁性明胶微粒；

（2）将步骤（1）制备的吸附石墨烯微粉的磁性明胶微粒与超支化有机硅聚氨酯丙烯酸酯预聚物混合均匀，采用紫外灯进行辐射，使预聚体发生进一步聚合，并在超支化大分子生成的过程中，逐渐将石墨烯微粉包覆在内部空腔中，在明胶的粘结及磁性微粒的吸附作用下，石墨烯微粉与超支化大分子牢固结合，制备得到包覆处理的石墨烯微粉；

（3）将步骤（2）制得的包覆处理的石墨烯微粉与基体树脂、阻燃剂、稳定剂进行共混、挤出造粒、冷却干燥，即可制得石墨烯改性电缆料。

2.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：

所述磁性微粒为三氧化二铁微粒、四氧化三铁微粒、纯铁粉或羰基铁粉中的至少一种；

所述表面活性剂为吐温20、吐温40、吐温60或吐温80中的至少一种；

所述醋酸溶液的质量浓度为4～6%；所述戊二醛水溶液的质量浓度为20～30%。

3.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述超支化有机硅聚氨酯丙烯酸酯预聚物是由以下重量份成分制备而成：三羟甲基丙烷4～8份、N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯12～15份、N,N-二羟乙基-邻氨基甲酰基苯甲酸8～12份、硅油15～46份、异氟尔酮氰酸酯15～25份、丙烯酸-β-羟乙酯15～25份；所述超支化有机硅聚氨酯丙烯酸酯预聚物的聚合度为30～50%。

4.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸三丁酯、磷酸甲苯-二苯酯、氯丹酸酐、羟基铝、氢氧化镁或硼酸盐中的至少一种；所述稳定剂为三盐基硫酸铅、硬脂酸铅、水杨酸铅、硬脂酸钡、蓖麻酸镉或硬脂酸镁中的至少一种；所述基体树脂为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述磁分离采用胶辊型磁性分离器或梳齿型磁性分离器中的一种，功率为20～30W，流量为30～60L/min。

6.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述醇洗采用异丙醇、丙醇、乙醇或甲醇中的一种，所述醇洗次数为2～4次。

7.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述烘箱干燥采用真空烘箱、电热鼓风干燥箱、热风循环烘箱或充氮烘箱中的一种，干燥温度为40～50℃，时间为20～25h。

8.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述紫外灯为氢灯、氙灯、氦灯或氪灯中的一种，功率为800～1200W，辐射距离为15～20cm。

9.根据权利要求1所述一种高压直流电缆用石墨烯改性电缆料，其特征在于：所述挤出造粒过程采用双螺杆挤出机或三螺杆挤出机，螺杆直径为20～30mm，螺杆长径比为25:1～30:1。