[发明专利]一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料及其制备方法，方法包括以下步骤：球磨、二次球磨、将所述混料进行混炼和造粒，最终得到所述电缆料。利用球磨法进行共混，实现石墨烯生成与蒙脱土剥离成纳米级片层结构的同时，还促进了石墨烯、蒙脱土和聚乙烯树脂充分且均匀的交联反应，是还原石墨烯均匀分散于电缆料中，有效提高电缆料的耐寒性能，无需加入有机或无机溶剂，生产过程安全环保，所得电缆料产品无挥发性有机分子或小分子有害物质挥发绿色环保。

技术领域

本发明涉及电缆的技术领域，尤其涉及一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料及其制备方法。

背景技术

随着经济的高速发展，电缆护套材料的需求量越来越大，要求越来越高，传统的电缆材料正面临着巨大的挑战，电线电缆作为电能和信息传输体，在交通运输、工业矿山、电气通讯等生活的各个领域都能见到各式各样的电缆，随着电缆在生活中地位的增加，其护套质量也越来越受到人们的重视，尤其是在地铁迅速发展的当代，不同地区气候的巨大差异也对电缆提出更高要求，耐寒、抗拉伸性能、热稳定性好、使用寿命长具有特殊性质的电缆护套的研发受到各领域专业人士的高度关注，如何采用简单方法制备一种耐寒性能好且抗拉伸的电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。

石墨烯是近年来发现的一种带有特殊单原子层结构的新型二维平面纳米材料，具有化学稳定性高、导电性好、阻隔性优良等特点。单个石墨烯纳米片具有超高杨氏模量，断裂强度，弹性模量和比表面积，将其作为无机填料添加到聚合物基体中，制备高性能的复合材料，应用前景广阔。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提出一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料及其制备方法，制备过程简单，无需有机溶剂，环保健康，且所制电缆料具有较高耐寒性能，适用范围广泛。

本发明采用以下技术方案：

一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料，由以下重量份原料组成：

一种地铁用耐寒抗拉伸电缆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)球磨：将石墨放于球磨罐中，加入球磨珠，再依次加入干冰和液氮，最后加入聚乙烯树脂，密封球磨罐，进行球磨反应，得到石墨烯/聚乙烯树脂；采用球磨法共混石墨和聚乙烯树脂，在快速转动的机械作用力下，层状石墨剥离成片状的纳米石墨烯结构，表面还有大量的缺陷和自由基，同时球磨法增强了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，促进两者充分混合。球磨罐中装有干冰和液氮，为石墨烯的制备提供了氧和氮源，在石墨烯表面及边缘生成大量氨基和含氧官能团，如羧基和羟基，极大增加了石墨烯的极性，由此石墨烯在生成的同时通过羧基和氨基与聚乙烯树脂侧链上的羧基基团反应发生氢键作用，原位生长在聚乙烯树脂上，增强了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，有利于应力传递，有效提高了电缆抗拉伸性能，同时石墨烯均匀分散于电缆料中，其高导热性能有助于电缆料的热量传递，使热量均匀分散，有效提高了电缆料的耐寒耐热性能，方法简单，成本低，且无需有机溶剂，环境友好型生产过程；

采用球磨法共混石墨、蒙脱土和聚乙烯树脂，；球磨罐中装有干冰和液氮，为石墨烯的制备提供了氧和氮源，在快速转动的机械作用力下，层状石墨剥离成片状的纳米石墨烯结构，表面还有大量的缺陷和自由基，如羧基和羟基，极大增加了石墨烯的极性，由此石墨烯在生成的同时通过羧基和氨基与聚乙烯树脂侧链上的羧基基团反应发生氢键作用，原位生长在聚乙烯树脂上，增强了石墨烯和聚乙烯树脂的界面作用，有利于应力传递，避免电缆料制备成电缆护套时应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命，方法简单，成本低，且无需有机溶剂，环境友好型生产过程；此外，石墨烯均匀分散于电缆料中，其高导热性能有助于电缆料的热量传递，使热量均匀分散，有效提高了电缆料的耐寒耐热性能；