[发明专利]一种聚四氟乙烯/石墨烯导线及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚四氟乙烯/石墨烯导线，其从内到外依次设有导线芯层、石墨烯层和绝缘外层，所述导线芯层由石墨烯和聚四氟乙烯材料挤出成型，石墨烯层由石墨烯材料涂覆成型，绝缘外层由绝缘材料包裹成型；本发明还涉及聚四氟乙烯/石墨烯导线制备方法，其包括以下步骤：原料混合、加热熔融、挤出成型、清洗烘干、表面处理、浸渍涂覆和包裹外层。本发明聚四氟乙烯/石墨烯导线的制备方法，设计合理，制程简单，操作简便，品质好，集合了石墨烯和聚四氟乙烯材料各自的优点，使得制得的聚四氟乙烯/石墨烯导线具有很好的层间结合性能、耐磨性、耐玷污性、柔韧性和阻燃性，具有优异的导电、导热性能和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种导线技术领域，尤其是涉及一种聚四氟乙烯/石墨烯导线及其制备方法。

背景技术

石墨烯，作为目前发现的最轻薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“黑金”，是“新材料之王”。石墨烯的电子迁移率可达到2×10⁵cm²/V·s，约为硅中电子迁移率的140倍，砷化镓的20倍，温度稳定性高，电导率可达108Ω/ m，面电阻约为31Ω/sq，比铜或银更低，是室温下导电最好的材料；石墨烯的比表面积大，约2630m²/g，室温下的热导率达5000W·m-1·K-1，是硅的36倍，是砷化镓的20倍，是室温下铜的10倍多；石墨烯具有极高的强度与柔韧性，是室温下最好的导电导热性材料。

聚四氟乙烯（简称PTFE）被称“塑料王”，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。与其他塑料相比，聚四氟乙烯具有突出的不粘性、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、耐高温、摩擦系数极低等特点，被广泛地应用作为密封材料、填充材料、润滑材料，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料，但是，聚四氟乙烯几乎不溶于所有的溶剂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，重量轻，成本低，具有优异的层间结合性、热热稳定性、拉伸强度、导电导热性能的聚四氟乙烯/石墨烯导线，同时提供一种设计合理，制程简单，操作简便且易确保导线品质的聚四氟乙烯/石墨烯导线的制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚四氟乙烯/石墨烯导线，其从内到外依次设有导线芯层、石墨烯层和绝缘外层，所述导线芯层由石墨烯和聚四氟乙烯材料挤出成型，石墨烯层由石墨烯材料涂覆成型，绝缘外层由绝缘材料包裹成型。

所述导线芯层由多股导线芯绞合成型。

作为优选，所述导线芯直径为0.5-5mm。

本发明采用以上技术方案，所述导线芯层由石墨烯和聚四氟乙烯材料挤出成型，石墨烯层由石墨烯材料涂覆成型，该设计集合了石墨烯和聚四氟乙烯材料各自的优点，使得位于内层的导线芯层和位于中间层的石墨烯层均具有优异的导电性、柔韧性和机械强度，可以有效提高其导电、导热性能和使用寿命，而且导线芯层还具有良好的热稳定性、耐磨性、耐玷污性、柔韧性和阻燃性；所述绝缘外层由绝缘材料包裹成型，该外层设计不仅可以起到绝缘作用，提高安全性，而且可以防护位于其内的导线芯层和石墨烯层，从而提高导线的使用寿命。本发明的聚四氟乙烯/石墨烯导线设计合理，结构简单，重量轻，成本低，具有优异的层间结合性、热热稳定性、拉伸强度和导电导热性能，可替代传统的金属导线；在用作电缆线时，可以将多根聚四氟乙烯/石墨烯导线绞合成一股使用。

为实现上述第二个目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚四氟乙烯/石墨烯导线的制备方法，其包括以下步骤：

1）原料混合：将石墨烯粉体和聚四氟乙烯微粉混合均匀，得到混合粉料；

2）加热熔融：将混合粉料中置于320-380℃温度下加热熔融，超声搅拌，得到熔融液；