[发明专利]一种电缆用的导电涂料以及石墨烯导电层

说明书

本发明公开了一种电缆用的导电涂料以及石墨烯导电层，涉及电缆技术领域。本发明提供的电缆用的导电涂料，包括复合导电环氧树脂底基、石墨烯粉末、铜银粉末等导电填料以及其他助剂；制得的导电涂料涂覆于电缆的导体外周，涂料干燥后即形成石墨烯导电层。利用石墨烯的超导特性和优良的电磁屏蔽性能，制成新型的导电涂料可应用于电缆中。将导电涂料形成石墨烯导电层，石墨烯导电层的电阻率介于铜导体和铝导体之间，在相同截面的电缆中，可部分替代铜导体，减少铜导体的用量；此外，石墨烯导电层的电子迁移率高，可有效提高电缆的电力传输性能，提高电缆的载流量。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种电缆用的导电涂料以及石墨烯导电层。

背景技术

我国铜资源严重缺乏，对外依存度高达75％，电线电缆作为我国的第二大支柱产业，占我国铜消耗总量的50％以上。从节能减排的战略出发，研究铜导体在电线电缆中的应用，尤其是研究一种可替代铜导体或部分替代铜导体进行电力传输的材料显得尤为重要。

随着科学技术的进步，石墨烯作为新型的二维碳纳米材料，其导热系数高达5300W/m·K，常温下电子迁移率超过15000cm²/V·s，电阻率约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，是世界上电阻率最小的材料，在电力领域具有广大的应用前景。

现有的金属导电涂料大多数都以树脂为主要基料，添加少量石墨烯或者少量的金属粉末、消泡剂、流平剂、分散剂、偶联剂等。金属导电涂料一般用在涂料技术领域，如非金属材料的涂装、防静电方面的涂装、电子行业方面的涂装等。针对以传输电力为主的电线电缆来说，现有导电涂料的导电能力与金属导体相比还略显不足，鉴于此有必要开发一种导电能力能和铜相媲美的新型超导电材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是减少电缆中对铜的使用量，提供一种电缆用的导电涂料以及石墨烯导电层，以替代或部分替代铜导体进行电力传输。

为了解决上述问题，第一方面，本发明提出一种电缆用的导电涂料，包括以下重量份组分：

底基：28-32份复合导电环氧树脂；

导电填料：12-17份石墨烯粉末、6-10份金属粉末、10-15份二硼化镁粉末以及14-16份二硼化钛粉末；

助剂：12-18份乙二胺四乙酸二钠粉末、8-12份聚乙烯醇缩丁醛、0.5-1份增电剂以及5-8份粘合剂。

其进一步地技术方案为：所述石墨烯粉末粒径不大于10μm。

其进一步地技术方案为：所述金属粉末粒径不大于10μm。

其进一步地技术方案为：所述金属粉末为银粉或铜粉中的至少一种。

其进一步地技术方案为：所述二硼化钛粉末粒径不大于10μm。

其进一步地技术方案为：所述复合导电环氧树脂的粒径不大于30μm，体积电阻率不大于1.0×10¹Ω·m。

其进一步地技术方案为：上述导电涂料的制备步骤如下：

S1按重量份称取底基、导电填料以及助剂，备用；

S2将步骤S1的导电填料混合均匀；

S3在底基中加入步骤S2的产物，以400-600rpm的速度搅拌10-20分钟；

S4在步骤S3的产物中加入乙二胺四乙酸二钠粉末，以400-600rpm的速度搅拌4-10分钟；

S5在步骤S4的产物中加入增电剂，以400-600rpm的速度搅拌2-6分钟；

S6在步骤S5的产物中加入聚乙烯醇缩丁醛，混合均匀；