一种计算机用高屏蔽电缆及其制备方法与流程

本发明属于计算机电缆，具体涉及一种计算机用高屏蔽电缆及其制备方法。

背景技术：

1、计算机电缆属于电子计算机系统专用电缆之一，是现代化工业建设急需的配套产品，其广泛用于电厂、能源工业、冶金工业和石油化工业等厂矿企业和科研部门的电子计算机、仪器仪表、各种自动化检测设备和其它信息处理设备的信号传输和控制系统，其对防干扰性要求较高。

2、为了减少回路间的相互串扰和外部干扰，计算机电缆均采用屏蔽结构。电磁屏蔽橡胶是将具有导电性或导磁性的填料添加到橡胶中并复配其他助剂，通过模压或挤出制备而成的，具有屏蔽性能优良、质量轻、柔韧性好、可加工性强等优点。导电填料主要有银、铜、铝、镍等金属粉、镀金属材料，以及导电炭黑、碳纳米管和碳纤维等碳系材料。但由于金属填料添加量大，产品仍存在相对密度大、力学性能较差且价格较高等缺点，不适应微小精细化电子器件的发展趋势，且用于传输信号的电缆容易受外部信号干扰，导致信号传输不稳。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种计算机用高屏蔽电缆及其制备方法，以硅橡胶和乙烯-辛烯共聚物弹性体为基体，添加导电复合填料制备屏蔽层材料，提升了屏蔽层材料的拉伸性能和电磁屏蔽效能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种计算机用高屏蔽电缆，包括导芯、包裹在导芯外部的绝缘层、包裹在绝缘层外部的屏蔽层和包裹在屏蔽层外部的外护套层，所述屏蔽层包括以下重量份原料：硅橡胶60~80份、导电银粉10~20份、导电复合填料15~25份、乙烯-辛烯共聚物弹性体20~40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~8份、2,5-二甲基-2,5双-(叔丁基过氧)己烷1~3份；

4、所述导电复合填料为改性石墨烯/改性多壁碳纳米管杂化填料，所述改性石墨烯为对苯二胺接枝氧化石墨烯，所述改性多壁碳纳米管为离子液体修饰氧化多壁碳纳米管。

5、优选地，所述绝缘层采用交联聚乙烯或聚乙烯作为绝缘材料，所述外护套层采用聚氯乙烯作为护套材料。

6、优选地，所述导电复合填料的制备方法包括以下步骤：

7、a、取氧化石墨烯于去离子水中超声分散得到氧化石墨烯悬浮液，向悬浮液中加入对苯二胺和氨水，80~95℃下回流6~8h，过滤、洗涤、干燥，制备得到对苯二胺功能化石墨烯；

8、b、取对苯二胺功能化石墨烯超声分散于去离子水，加入盐酸和亚硝酸钠，冰浴条件下搅拌2~3h，然后用去离子水、乙醇反复洗涤过滤，真空干燥后制备得到改性石墨烯；

9、c、取改性石墨烯加入改性多壁碳纳米管，分别分散于环己酮中，然后将二者混合并超声处理，在70~85℃下回流4~6h，过滤、洗涤、干燥，制备得到导电复合填料。

10、优选地，所述步骤a中氧化石墨烯、去离子水、对苯二胺和氨水的添加比为0.08g：50~80ml：0.8~1g：0.4~0.6g。

11、优选地，所述步骤b中对苯二胺功能化石墨烯、去离子水、盐酸和亚硝酸钠的添加比为0.6g：80~100ml：5~6ml：0.25~0.3g。

12、优选地，所述步骤c中改性石墨烯和改性多壁碳纳米管的质量比为1：1~3。

13、优选地，所述步骤c中改性多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

14、（1）取多壁碳纳米管置于体积比为3：1的浓硫酸和浓硝酸混合液中，室温超声震荡20~30 min，于75~90℃油浴中搅拌反应4~6 h，产物经抽滤洗涤至中性，真空干燥制备得到氧化多壁碳纳米管；

15、（2）取氧化多壁碳纳米管加入1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐使用玛瑙研钵研磨25~40min，制备得到改性多壁碳纳米管。

16、优选地，所述步骤（2）中氧化多壁碳纳米管和1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐的质量比为4~6：1。

17、优选地，所述屏蔽层材料的制备方法包括以下步骤：

18、a、按重量份称取各原料，取硅橡胶加入导电银粉在120~135℃的双辊开炼机中混炼5~10min，加入导电复合填料、乙烯-辛烯共聚物弹性体和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混炼15~20min，然后加入硫化剂2,5-二甲基-2,5双-(叔丁基过氧)己烷，混炼3~5min后出片，得到共混复合材料；

19、b、将共混复合材料在平板硫化机上经170~195℃硫化10~15min，压力为5~15mpa，然后在180~205℃条件下二次硫化2~4h，制备得到屏蔽层材料。

20、优选地，如上述所述的计算机用高屏蔽电缆的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、利用拉丝机对铜杆进行拉伸得到铜丝，然后进行退火处理得到导体；

22、s2、将不少于两根的所述导体相互绞合，得到导芯；

23、s3、用挤塑机在导芯外表面挤包绝缘层，然后在绝缘层表面挤包屏蔽层；

24、s4、在屏蔽层外包覆聚氯乙烯材料形成保护套，制备得到计算机用高屏蔽电缆。

25、本发明的有益效果：

26、本发明选用导电银粉制备导电硅橡胶，添加乙烯-辛烯共聚物弹性体对硅橡胶进行共混改性，通过形成的双连续结构以提高其力学性能，其次添加有导电复合填料，导电复合填料为改性石墨烯/改性多壁碳纳米管杂化填料，氧化石墨烯中的环氧基与对苯二胺中的-nh2发生亲核取代反应形成c-nh-c键，经过重氮化作用的改性石墨烯与改性多壁碳纳米管之间共价连接，且改性石墨烯和改性多壁碳纳米管之间具有π-π共轭效应，另外改性多壁碳和改性多壁碳纳米管之间形成化学接枝结构能形成一个稳定的网络，电子在体系内能较好的运动，有利于提高屏蔽层材料的力学性能和电磁屏蔽效能。

27、本发明利用对苯二胺中的氨基和氧化石墨烯中的羧基进行酰胺化反应，氧化石墨烯与对苯二胺还原接枝后与氧化多壁碳纳米管完成化学接枝，化学接枝结构有利于多壁碳纳米管和石墨烯的分散，且多壁碳纳米管支架作用防止了石墨烯片层的重新堆叠，制备的纳米杂化材料具有良好分散性；另外本发明利用1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐离子液体改性氧化多壁碳纳米管，多壁碳纳米管具有优异的电导性能和介电性能，采用离子液体对其进行修饰，离子液体与氧化多壁碳纳米管之间的阳离子-π键相互作用促进其分散，使其更加容易构筑导电网络，其次离子液体对其修饰强化其与聚合物机体之间的相容性，且利用离子液体中的双键参与硅橡胶的热交联反应，使得离子液体更倾向与分散在硅橡胶相内，从而诱导多壁碳纳米管向硅橡胶相迁移，使其在硅橡胶相内构筑致密的导电网络，使得材料具有高效的电磁屏蔽性能。

技术特征：

1.一种计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，包括导芯、包裹在导芯外部的绝缘层、包裹在绝缘层外部的屏蔽层和包裹在屏蔽层外部的外护套层，所述屏蔽层包括以下重量份原料：硅橡胶60~80份、导电银粉10~20份、导电复合填料15~25份、乙烯-辛烯共聚物弹性体20~40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5~8份、2,5-二甲基-2,5双-(叔丁基过氧)己烷1~3份；

2.根据权利要求1所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述绝缘层采用交联聚乙烯或聚乙烯作为绝缘材料，所述外护套层采用聚氯乙烯作为护套材料。

3.根据权利要求1所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述导电复合填料的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述步骤a中氧化石墨烯、去离子水、对苯二胺和氨水的添加比为0.08g：50~80ml：0.8~1g：0.4~0.6g。

5.根据权利要求3所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述步骤b中对苯二胺功能化石墨烯、去离子水、盐酸和亚硝酸钠的添加比为0.6g：80~100ml：5~6ml：0.25~0.3g。

6.根据权利要求3所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述步骤c中改性石墨烯和改性多壁碳纳米管的质量比为1：1~3。

7.根据权利要求3所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述步骤c中改性多壁碳纳米管的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述步骤（2）中氧化多壁碳纳米管和1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐的质量比为4~6：1。

9.根据权利要求1所述的计算机用高屏蔽电缆，其特征在于，所述屏蔽层材料的制备方法包括以下步骤：

10.根据权利要求1所述的计算机用高屏蔽电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及计算机电缆领域，公开了一种计算机用高屏蔽电缆，包括导芯、包裹在导芯外部的绝缘层、包裹在绝缘层外部的屏蔽层和包裹在屏蔽层外部的外护套层，屏蔽层包括以下重量份原料：硅橡胶60~80份、导电银粉10~20份、导电复合填料15~25份、乙烯‑辛烯共聚物弹性体20~40份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物5~8份、2,5‑二甲基‑2,5双‑(叔丁基过氧)己烷1~3份；导电复合填料为改性石墨烯/改性多壁碳纳米管杂化填料，改性石墨烯为对苯二胺接枝氧化石墨烯，改性多壁碳纳米管为离子液体修饰氧化多壁碳纳米管，本发明添加导电复合填料制备屏蔽层材料，提升了材料的拉伸性能和电磁屏蔽效能。

技术研发人员：毕亮亮,朱来所,胡宏生,牛学春,万长东
受保护的技术使用者：安徽渡江电缆集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11