一種具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，步驟包括：將硫酸銅、硫酸、表面活性劑和鹽酸配制成銅鍍液；在銅鍍液中加入石墨烯納米片制得含石墨烯的電鍍液；然后以磷銅片為陽極，經(jīng)清洗的基板為陰極，置于電鍍液中電鍍，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的板材，再經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。本發(fā)明制備的導(dǎo)電線芯由于采用了銅-石墨烯復(fù)相，因此獲得的電線電纜重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性能好、抗氧化以及抗腐蝕性能優(yōu)異。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，導(dǎo)電線芯的性能可通過電鍍工藝的調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，因此工藝的可控性強(qiáng)。
【專利說明】—種具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電線芯及其制備方法，尤其是具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電線電纜的導(dǎo)電線芯通常是銅或鋁，一般都經(jīng)過金屬熔煉以及軋制拉伸等制作成導(dǎo)電線芯。導(dǎo)電線芯的性能通常通過后續(xù)的工藝進(jìn)行改善，如在導(dǎo)電線芯表面電鍍錫和鎳分別改善其抗氧化性能和機(jī)械性能及耐腐蝕性能等。后續(xù)工藝中引入的金屬通常其導(dǎo)電性較差，對(duì)電線電纜的性能具有不利影響，且層數(shù)的增多不僅會(huì)增加工藝的繁瑣，且會(huì)使得電線電纜的重量增加，增加其成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)，且具有優(yōu)異電性能、機(jī)械性能、抗氧化性能及耐腐蝕性能的具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，包括以下步驟:
O使用摩爾濃度為5-30%的鹽酸去除基板表面的氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、表面活性劑和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為150-250g/L，硫酸為40-110 g/L，氯離子為50-120 ppm，表面活性劑為 0.l-2g/L ；
3)將石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01-4g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的基板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10-40°C、電流密度為0.5-16A/dm2，在攪拌條件下電鍍?chǔ)?lOOOh，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的板材；
5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的板材經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
[0005]本發(fā)明中，所述的基板是厚度為0.01-20mm的銅板或鋁板或銅合金板或鋁合金板。所述的石墨烯納米片可以為單層或多層。所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
[0006]本發(fā)明可在獲得的導(dǎo)電線芯外包塑絕緣層。
[0007]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比具有的有益效果有:
本發(fā)明制備的導(dǎo)電線芯由于采用了銅-石墨烯復(fù)相，因此獲得的電線電纜重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、導(dǎo)電性能好、抗氧化以及抗腐蝕性能優(yōu)異。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，導(dǎo)電線芯的性能可通過電鍍工藝的調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，因此工藝的可控性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】[0008]以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明:
實(shí)施例1
O使用摩爾濃度為10%的鹽酸去除厚度為0.0lmm的銅板表面的氧化物，去離子水沖
洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基硫酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為150g/L,硫酸為40 g/L,氯離子為50ppm,十二燒基硫酸鈉為0.1 g/L ；
3)將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的銅板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為40°C、電流密度為4A/dm2，在攪拌條件下電鍍lh，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅板；
5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
[0009]實(shí)施例2
O使用摩爾濃度為30%的鹽酸去除鋁板表面的氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為250g/L,硫酸為110 g/L,氯離子為120 ppm,十二燒基苯磺酸鈉為I g/L ；
3)將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為4g/L，充分?jǐn)嚢瑁玫胶┑碾婂円海?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的鋁板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為25°C、電流密度為lA/dm2、在攪拌條件下電鍍500h，獲得具有銅-石墨稀復(fù)相鍛層的招板；
5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的鋁板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
[0010]實(shí)施例3
O使用摩爾濃度為10%的鹽酸去除銅合金表面氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為200g/L,硫酸為80 g/L,氯離子為50ppm,十二燒基磺酸鈉為2g/L ；
3)將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為lg/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的銅合金板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10°C、電流密度為16A/dm2、在攪拌條件下電鍍50h，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅合金板。
[0011]5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅合金板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
[0012]實(shí)施例4
O使用摩爾濃度為20%的鹽酸去除鋁合金板表面氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為180g/L,硫酸為70 g/L,氯離子為90 ppm,十二燒基苯磺酸鈉為 0.8g/L ；
3)將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為3g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的鋁合金板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為35°C、電流密度為2A/dm2、在攪拌條件下電鍍900h，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的鋁合金板。
[0013]5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的鋁合金板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
[0014]實(shí)施例5
O使用摩爾濃度為5%的鹽酸去除銅板表面的氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基苯磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為220g/L,硫酸為80 g/L,氯離子為60 ppm,十二燒基苯磺酸鈉為 0.lg/L ；
3)將單層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.lg/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的銅板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為25°C、電流密度為8A/dm2、在攪拌條件下電鍍400h，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅板。
[0015]5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的銅板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯，在獲得的導(dǎo)電線芯外包塑絕緣層。
[0016]實(shí)施例6
O使用摩爾濃度為30%的鹽酸去除鋁板表面的氧化物，去離子水沖洗；
2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、十二烷基磺酸鈉和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為210g/L,硫酸為50 g/L,氯離子為60 ppm,十二燒基磺酸鈉為1.2g/L ；
3)將多層石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為2.5g/L，充分?jǐn)嚢瑁玫胶┑碾婂円海?br> 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的鋁板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為32°C、電流密度為0.5A/dm2、在攪拌條件下電鍍lOOOh，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的鋁板。
[0017]5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的鋁板經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯，在獲得的導(dǎo)電線芯外包塑絕緣層。
【權(quán)利要求】
1.一種具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，包括以下步驟: O使用摩爾濃度為5-30%的鹽酸去除基板表面的氧化物，去離子水沖洗； 2)將硫酸銅用水溶解，在其中依次加入硫酸、表面活性劑和鹽酸，攪拌均勻，獲得銅鍍液；銅鍍液中的硫酸銅為150-250g/L，硫酸為40-110 g/L，氯離子為50-120 ppm，表面活性劑為 0.l-2g/L ； 3)將石墨烯納米片先用少量步驟2)的銅鍍液潤(rùn)濕并超聲后，再加入到剩余銅鍍液中，石墨烯納米片的濃度為0.01-4g/L，充分?jǐn)嚢?，得到含石墨烯的電鍍液? 4)以磷銅片為陽極，經(jīng)過步驟I)處理的基板為陰極，置于步驟3)的含石墨烯納米片的電鍍液中，調(diào)節(jié)溫度為10-40°C、電流密度為0.5-16A/dm2，在攪拌條件下電鍍?chǔ)?lOOOh，獲得具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的板材； 5)將步驟4)得到的具有銅-石墨烯復(fù)相鍍層的板材經(jīng)軋制和拉伸成為導(dǎo)電線芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，其特征在于:所述的基板是厚度為0.01-20mm的銅板或鋁板或銅合金板或鋁合金板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，其特征在于:所述的石墨烯納米片為單層或多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，其特征在于:所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有銅-石墨烯復(fù)相導(dǎo)電線芯的電線電纜的制備方法，其特征是在獲得的導(dǎo)電線芯外包塑絕緣層。
【文檔編號(hào)】H01B13/00GK103943281SQ201410194397
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】徐楊, 任招娣, 駱季奎, 俞濱 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)