[發明專利]一種石墨烯電纜及其生產方法

在審

• 申請號: 201910585434.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110317384A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 李紅燕;姚鳴;喬恩;呂剛;戴燕琳;余成銀;蔣桂賢;范德興
• 申請（專利權）人: 四川新蓉電纜有限責任公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/24;C08L9/06;C08L1/28;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/13;C08K3/04;C08K5/521;C08K3/28;C08K3/36;C08K3/16;H01B3/44
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 楊洪婷

本發明公開了一種石墨烯電纜及其生產方法，包含有導體，導體外部設有絕緣層，絕緣層由以下質量份數的組分組成：聚乙烯50～80份、過氯乙烯樹脂28～32份、丁苯橡膠10～20份、硅酸四乙酯3～6份、特丁基對苯二酚2～8份、氰乙基纖維素10～20份、對羥基苯甲酸甲酯8～10份、海泡石粉26～30份、氮化鈦粉末24～28份、二氧化硅粉末26～30份、氟化鈣粉末24～28份、石墨烯10～16份、磷酸三辛酯16～20份、二甘醇16～20份、磺化蓖麻油2～4份、硫磺0.16～0.32份、甲基乙烯酮3～10份、瓜爾膠2～8份。通過添加微量的石墨烯在絕緣層中，可有效的抑制空間電荷，避免空間電荷在絕緣層中聚集，以有效的防止擊穿故障，并且拉伸強度和斷裂伸長率均有所提高。

技術領域

本發明涉及電纜生產技術領域，具體為一種石墨烯電纜及其生產方法。

背景技術

直流輸電技術是遠距離送電、電力能源區域互聯領域的重點發展方向，而直流輸電電纜是直流輸電技術的關鍵裝備。對于高壓直流輸電電纜，在使用的過程中，電纜中的絕緣層長期受到單極性、強電場的作用，導致絕緣層內有大量的空間電荷產生和集聚。空間電荷的集聚會在絕緣層中引起局部電場的畸變，畸變電場嚴重時，可引起局部放電，加速絕緣層的老化和電樹枝的生長，進而影響電纜導體的介電強度，導致絕緣層擊穿故障，大大的降低了電纜的使用壽命。

對于直流電纜絕緣層，現多是通過向絕緣層中添加無機納米顆粒，一抑制電纜絕緣層的空間電荷，而通過添加傳統的無機納米顆粒，其添加量較大，但含量較大的無機納米顆粒會嚴重影響絕緣層的聚合物的團聚性能，導致絕緣層中出現較多的缺陷，絕緣層的機械性能下降，而降低納米無機顆粒的添加量，又會降低空間電荷的抑制效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯電纜及其生產方法與生產設備，該電纜用軌道交通機的直流電輸送，在電纜的絕緣層中加入少量的石墨烯后，能有效的抑制電纜絕緣層的空間電荷，并且還在一定程度上提高了絕緣層的電氣、機械性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種石墨烯電纜，包含有導體，導體外部設有絕緣層，絕緣層由以下質量份數的組分組成：聚乙烯50～80 份、過氯乙烯樹脂28～32份、丁苯橡膠10～20份、硅酸四乙酯3～6份、特丁基對苯二酚2～8份、氰乙基纖維素10～20份、對羥基苯甲酸甲酯8～10份、海泡石粉26～30份、氮化鈦粉末24～28份、二氧化硅粉末26～30份、氟化鈣粉末24～28份、石墨烯10～16份、磷酸三辛酯16～20份、二甘醇16～20份、磺化蓖麻油2～4份、硫磺0.16～0.32份、甲基乙烯酮3～10份、瓜爾膠2～8 份。

進一步地，所述海泡石粉由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為 30～50目、50～80目、80～100目，上述三種粉體的混合質量比例為3～10:4～ 6:1。

進一步地，所述氮化鈦粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為30～50目、50～80目、80～100目，上述三種粉體的混合質量比例為3～6:4～ 8:1。

進一步地，所述磺化蓖麻油的粘度在25℃為120～160mpa.s。

進一步地，所述二氧化硅粉末由三種粒徑目數的粉體組成，其粒徑目數分別為20～50目、50～70目、70～90目，上述三種粉體的混合質量比例為2～ 10:3～9:1。

進一步地，上述石墨烯電纜生產方法步驟如下：

(1)將所述質量份數的聚乙烯、丁苯橡膠、硅酸四乙酯、氰乙基纖維素、海泡石粉、氮化鈦粉末、二氧化硅粉末、氟化鈣粉末、磷酸三辛酯、二甘醇予以混合，超聲高速分散，超聲波頻率為20～40KHz，分散速度5000～5400r/min，分散時間為30～60min；