一种石墨烯基高强度导电布及其制备方法与流程

文档序号:13218603阅读:486来源:国知局
技术领域本发明涉及高强度屏蔽布材料技术领域,尤其是一种石墨烯基高强度导电布及其制备方法。

背景技术:
对于军用帐篷等特殊装备,要求其布材具备高机械强度、良好的反射和吸收电磁波性能,以达到屏蔽和保密效果。在电力电缆的国家标准中,对于500mm2、10KV及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆,要求在导体外面先绕包一层高强度导电带(布)材,然后再挤包内外屏和绝缘,这层导电带(布)材一方面可以防止导体绞合应力对挤出内屏和绝缘层的损伤,另一方面与挤出内屏蔽层一起,提高屏蔽层均化电场效果。对于要求防高频电磁干扰的控制电缆及信号电缆,也需要在铜丝编织屏蔽层内绕包高强度半导电布(带)。现有技术的导电布(带)材料,因其导电介质主要为炭黑,导电性能不够理想,其体积电阻率在1×105Ω·cm以上,表面电阻在150Ω以下,因而不能很好满足相关领域的需要。

技术实现要素:
为了解决的技术问题:导电布的导电率不高,机械强度弱,难以适应相关领域需要,本发明提供了一种石墨烯基高强度导电布及其制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种石墨烯基高强度导电布,高强度导电布包括基材和导电胶层,基材的两面涂覆导电胶层,导电胶层由以下组份按质量百分比组成:石墨烯粉0.5-3%;炭纳米管1-5%;导电炭黑5-10%;黏合剂20-25%;水57-67.5%;所述黏合剂为丙烯酸丁酯乳液、丙烯酸乙酯乳液、丙烯酸酯与甲基丙烯酸共聚液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或聚乙烯醇乳液。根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述石墨烯粉的微片直径不大于10μm;所述基材为尼龙织物,厚度为0.10-1.00mm,单位质量为60-700g/m2。根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述高强度导电布的拉断力大于140N/㎝。根据本发明的另一个实施例,进一步包括,所述导电胶层采用以下方法制备得到,包括以下步骤:1)、按质量百分比,将57-67.5%水的约1/2部分,加入搅拌罐内;2)、将黏合剂20-25%加入搅拌罐内,搅拌30-35min;3)、将石墨烯粉0.5-3%、炭纳米管1-5%、导电炭黑5-10%依次加入搅拌罐内,搅拌2-3h;4)、将其余的水加入搅拌罐内,搅拌1-2h至均匀混合,得到导电胶;5)、导电胶凝固后变成导电胶层。一种石墨烯基高强度导电布的制备方法,包括以下步骤:1)、在基材两面涂覆导电胶层,基材前行的线速度为5-10m/min,在基材的两面涂上厚度为0.02-0.10mm的导电胶层;导电胶层由以下组份按质量百分比组成:石墨烯粉0.5-3%,炭纳米管1-5%,导电炭黑5-10%,黏合剂20-25%,水57-67.5%;黏合剂为丙烯酸丁酯乳液、丙烯酸乙酯乳液、丙烯酸酯与甲基丙烯酸共聚液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或聚乙烯醇乳液;2)、基材两面涂覆导电胶层后在110-120℃条件下,烘烤3-6min,自然冷却至室温,得到石墨烯基高强度导电布。根据本发明的另一个实施例,进一步包括:所述石墨烯粉的微片直径不大于10μm。根据本发明的另一个实施例,进一步包括:所述基材为尼龙织物,厚度为0.10-1.00mm,单位质量为60-700g/m2。根据本发明的另一个实施例,进一步包括:所述在基材两面涂上厚度为0.02-0.10mm导电胶层,将基材从装有导电胶的涂覆装置中经过,基材的两面被涂上导电胶,然后用刮板将基材两面多余的导电胶刮掉。根据本发明的另一个实施例,进一步包括:所述涂覆装置,在启动涂覆装置前,将导电胶注入到涂覆装置中,将烘烤的烘道温度设置为110-120℃,保温30min。根据本发明的另一个实施例,进一步包括:所述导电胶层采用以下方法制备得到,包括以下步骤:1)、按质量百分比,将57-67.5%水的约1/2部分,加入搅拌罐内;2)、将黏合剂20-25%加入搅拌罐内,搅拌30-35min;3)、将石墨烯粉0.5-3%、炭纳米管1-5%、导电炭黑5-10%依次加入搅拌罐内,搅拌2-3h;4)、将其余的水加入搅拌罐内,搅拌1-2h至均匀混合,得到导电胶;5)、导电胶凝固后变成导电胶层。本发明的有益效果是,本发明采用了石墨烯粉、炭纳米管及炭黑共同作为导电介质制备导电胶,经涂覆制备得到石墨烯基高强度导电布,体积电阻率在1×103Ω·cm以下,表面电阻在60Ω以下,拉断力大于140N/㎝。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明一种石墨烯基高强度导电布的结构示意图。图2是本发明一种石墨烯基高强度导电布的制备方法流程图。图中,1、基层,2、导电胶层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示,本发明一种石墨烯基高强度导电布,设有基材1,基材1为尼龙织物,厚度为0.10-1.00mm,单位质量为60-700g/m2,基材1的两面涂有导电胶层2。导电胶层2由以下组份按质量百分比组成:石墨烯粉0.5-3%,炭纳米管1-5%,导电炭黑5-10%,黏合剂20-25%,水57-67.5%。石墨烯粉的粒径不大于10μm。石墨烯粉、炭纳米管、导电炭黑作为导电的溶质,分散到溶剂中制成石墨烯基导电胶。黏合剂是丙烯酸丁酯乳液、丙烯酸乙酯乳液、丙烯酸酯与甲基丙烯酸共聚液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或聚乙烯醇乳液。黏合剂作为溶剂,将石墨烯、炭纳米管、导电炭黑溶解形成导电胶溶液。水为自来水。导电胶层采用以下方法制备得到,包括以下步骤:1)、常温(20℃)下,按质量百分比,将57-67.5%的自来水的1/2加入搅拌罐内;2)、将黏合剂20-25%加入搅拌罐内,搅拌30-35min;3)、将石墨烯粉0.5-3%、炭纳米管1-5%、导电炭黑5-10%依次加入搅拌罐内,搅拌2-3h;4)、将其余的水加入搅拌罐内,搅拌1-2h至均匀混合,得到导电胶;5)、导电胶凝固后变成导电胶层2。如图2所示,本发明一种石墨烯基高强度导电布的制备方法,包括以下步骤:一、常温(20℃),在基材两面涂上厚度为0.02-0.10mm导电胶层,将基材从装有导电胶的涂覆装置中经过,基材的两面被涂上导电胶,然后在进入烘干装置前用刮板将基材两面多余的导电胶刮除,刮板之间的间隙按照涂胶后的材料厚度设定,基材前行的线速度为5-10m/min,刮板刮后基材每面导电胶层的厚度为0.02-0.10mm。基材为尼龙织物,厚度为0.10-1.00mm,单位质量为60-700g/m2。导电胶由以下组份按质量百分比组成:石墨烯粉0.5-3%,炭纳米管1-5%,导电炭黑5-10%,黏合剂20-25%,水57-67.5%。石墨烯粉的粒径不大于10μm。石墨烯粉、炭纳米管、导电炭黑作为导电的溶质,分散到溶剂中制成石墨烯基导电胶。黏合剂是丙烯酸丁酯乳液、丙烯酸乙酯乳液、丙烯酸酯与甲基丙烯酸共聚液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或聚乙烯醇乳液。黏合剂作为溶剂,将石墨烯粉、炭纳米管、导电炭黑溶解到溶剂中成为导电胶溶液。水为自来水。所述导电胶采用以下方法制备得到,包括以下步骤:1)、常温(20℃)下,按质量百分比,将57-67.5%的自来水的1/2加入搅拌罐内;2)、将黏合剂20-25%加入搅拌罐内,搅拌30-35min;3)、将石墨烯粉0.5-3%、炭纳米管1-5%、导电炭黑5-10%依次加入搅拌罐内,搅拌2-3h;4)、将其余的水加入搅拌罐内,搅拌1-2h至均匀混合,得到导电胶;5)、导电胶凝固后变成导电胶层2。二、基材两面涂覆导电胶层后在110-120℃条件下,烘烤3-6min,自然冷却至室温,得到石墨烯基高强度导电布。启动涂覆装置前,将导电胶注入到涂覆装置中,将烘烤的烘道温度设置为110-120℃,保温30min。实施例1-4导电胶的组份、工艺参数见表1。实施例1-4石墨烯基高强度导电布的制备工艺参数见表2,采用盘芯内径:Φ76mm、Φ80mm、Φ100mm、Φ105mm、Φ150mm;带盘外径:Φ200mm、Φ250mm、Φ300mm、Φ350mm、Φ400mm、Φ430mm。本发明得到的石墨烯基高强度导电布,按JB/T10259-2001测试,性能指标见表3。表1实施例1-4的导电胶的组份、制备工艺参数表2实施例1-4石墨烯基高强度导电布的制备工艺参数表3实施例1-4石墨烯基高强度导电布的性能指标从上述性能表3中可以看出,本发明的实施例1-4,体积电阻率均在1×103Ω·cm以下,表面电阻均在60Ω以下,拉断力均大于140N/㎝,可见,本申请导电布具有高导电率,高机械强度,本发明特别适用于军用帐篷、电缆屏蔽材料等,且能更好适应相关领域的需要。
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