本發(fā)明涉及一種線管。

背景技術(shù)：

電線一般主要由芯線、絕緣層和護(hù)套三個(gè)部分組成，特殊用途的電線還可在芯線與護(hù)套之間包括功能層與屏蔽層。所述芯線為電線的導(dǎo)電部分，用來輸送電能，是電線的主要部分，可為導(dǎo)體或漆包線等。所述絕緣層是將導(dǎo)體與大地以及不同相的導(dǎo)體之間在電氣上彼此隔離，保證電能輸送，是電線結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。所述護(hù)套是保護(hù)電線免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，以及防止外力直接損壞電力電纜。

當(dāng)電線過載時(shí)短路引起火災(zāi)，電線中的芯線起火，絕緣層、護(hù)套甚至傳統(tǒng)的阻燃層等均容易被引燃，火焰會(huì)沿著電線快速竄燒，并引燃其他物品，而造成嚴(yán)重的損失后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，確有必要提供一種線管，以解決現(xiàn)有技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種線管，所述線管由內(nèi)至外依次為硬質(zhì)塑料層和滅火層，所述滅火層的材料包括基材、石墨烯和可膨脹石墨，所述石墨烯以及可膨脹石墨均勻分布于所述基材中，所述石墨烯的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的0.000005％～10％，所述可膨脹石墨的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的30％～200％。

優(yōu)選的，所述硬質(zhì)塑料層的材料為酚醛塑料、聚氨酯塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、呋喃塑料、有機(jī)硅樹脂、丙烯基樹脂中的至少一種。

優(yōu)選的，所述基材為軟性塑料、橡膠及熱塑性彈性體。

優(yōu)選的，所述滅火層的厚度為0.1毫米～10毫米。

優(yōu)選的，所述滅火層的膨脹倍數(shù)大于15。

優(yōu)選的，所述石墨烯的尺寸為100納米～20微米。

優(yōu)選的，所述石墨烯的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的0.0002％～10％。

優(yōu)選的，所述可膨脹石墨的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的50％～200％。

本發(fā)明通過引入具有滅火性能的滅火層，在遇到火災(zāi)時(shí)，能對(duì)電線進(jìn)行滅火或者阻止電線著火。具體地，所述滅火層通過引入可膨脹石墨及石墨烯，并選擇基材、可膨脹石墨及石墨烯等原料之間合適的配比，受熱后的基材、石墨烯、膨脹后的可膨脹石墨三者會(huì)發(fā)生協(xié)同作用，具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能、熱膨脹性能，且在線管內(nèi)裝載的導(dǎo)線等燃燒時(shí)，滅火層不僅基本不會(huì)產(chǎn)生火焰，還會(huì)形成具有自支撐性結(jié)構(gòu)的碳結(jié)構(gòu)并膨脹15倍以上，從而該碳結(jié)構(gòu)可形成一向芯線方向的壓力而進(jìn)一步壓滅火焰，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異快速的滅火效果。當(dāng)熱量傳至滅火層，該可膨脹石墨因遇熱而可迅速膨脹，將線管內(nèi)空間填滿，而快速擠壓火苗，最終可實(shí)現(xiàn)滅火。而且，石墨烯具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，所述石墨烯均勻分布于所述基材以及可膨脹石墨中，而可與所述可膨脹石墨形成一良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，熱量可通過石墨烯迅速傳導(dǎo)，而可幫助所述可膨脹石墨快速受熱而膨脹。另外，所述滅火層在遇熱之后，受熱后的基材、石墨烯、膨脹后的可膨脹石墨三者會(huì)發(fā)生協(xié)同作用而形成一自支撐性結(jié)構(gòu)。該自支撐性結(jié)構(gòu)可形成一向線管的內(nèi)腔方向的壓力而進(jìn)一步壓滅火焰，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異快速的滅火效果。

所述線管具有自動(dòng)滅火效果，該線管可套于電線的外部，而可有效降低電線過載短路等走火所造成的損失和人身傷害，提高了其使用的安全性，也同時(shí)具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述線管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖中1表示硬質(zhì)塑料層；2表示滅火層。

如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明提供的線管作進(jìn)一步說明。

請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明提供一種線管。所述線管為一具有一內(nèi)腔的管狀結(jié)構(gòu)。所述線管由內(nèi)至外依次為硬質(zhì)塑料層1和滅火層2。所述滅火層2的材料包括基材、石墨烯和可膨脹石墨。所述石墨烯以及可膨脹石墨均勻分布于所述基材中。

所述石墨烯的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的0.000005％～10％，優(yōu)選為，0.0002％～10％。所述可膨脹石墨的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的30％～200％，優(yōu)選為，50％～200％。

所述可膨脹石墨為通過物理或化學(xué)的手段在石墨的層間插入層間插入物如硫酸分子、水分子等，而仍可保持石墨層狀結(jié)構(gòu)。該可膨脹石墨在受熱的情形下如150攝氏度以上，由于層間插入物分解或者汽化產(chǎn)生的膨脹力，這個(gè)膨張力遠(yuǎn)大于石墨的層間結(jié)合力，因而所述可膨脹石墨沿c軸方向膨脹數(shù)十倍到數(shù)百倍而形成蠕蟲狀結(jié)構(gòu)。

所述可膨脹石墨可為自制或市售的粉狀物質(zhì)。本實(shí)施例中，所述可膨脹石墨為市售的粉狀物質(zhì)，所述可膨脹石墨的質(zhì)量占所述基材的質(zhì)量為100％。

所述石墨烯在所述滅火層中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小。所述石墨烯為比表面積較大、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的碳材料，其與所述可膨脹石墨也均有良好的相容性。所述石墨烯的作用在于：提供一種傳熱的介質(zhì)，而使石墨烯與可膨脹石墨形成一良好的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，這也利于在滅火的過程中，受熱后的基材、石墨烯與膨脹后的可膨脹石墨形成一自支撐結(jié)構(gòu)。所述自支撐主要通過石墨烯、膨脹后的可膨脹石墨與基材之間存在的范德華力而實(shí)現(xiàn)。該多個(gè)石墨烯在滅火層中呈無序排列。

當(dāng)所述滅火層遇熱之后形成的自支撐性結(jié)構(gòu)為非灰性物質(zhì)，其區(qū)別于普通的稻草燃燒得到的灰燼。

所述石墨烯的結(jié)構(gòu)不限，其包括石墨烯納米片、石墨烯微米片、石墨烯納米帶、少層石墨烯(2-5層)、多層石墨烯(2-9層)、石墨烯量子點(diǎn)、化學(xué)改性石墨烯(氧化石墨烯、還原氧化石墨烯)以及這些石墨烯類材料的衍生物)。所述石墨烯的定義可參見文獻(xiàn)“All in the graphene family–A recommended nomenclature for two-dimensional carbon materials”。所述石墨烯還可以選自厚度≤20nm，更優(yōu)選地，厚度≤10nm的材料。石墨烯的尺寸(即長度或?qū)挾?不限，可為100納米～20微米。在本實(shí)施例中，該石墨烯的厚度優(yōu)選≤3nm，石墨烯越薄，柔韌性越好，越容易加工。所述石墨烯材料的的制備方法不限，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的石墨烯產(chǎn)品或用常規(guī)的制備方法制備即可。石墨烯可以選自化學(xué)氧化法如Brodie法、Hummers法或Staudenmaier法中的任意一種方法制備的氧化石墨烯經(jīng)熱膨脹制得的石墨烯材料。也可以選用機(jī)械剝離、液相剝離或電化學(xué)剝離制備的石墨烯材料。同樣本發(fā)明也可以使用氧化石墨烯或其他經(jīng)化學(xué)改性的石墨烯材料。

本實(shí)施例中，所述石墨烯為市售的石墨烯粉，所述石墨烯的質(zhì)量為所述基材的質(zhì)量的0.0000005％。

所述基材包括軟性塑料、橡膠及熱塑性彈性體。具體的，所述軟性塑料為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的至少一種。本實(shí)施例中，所述基材為聚氯乙烯軟性塑料。

所述滅火層還可包括其他助劑，如：交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、改性劑和增塑劑。所述穩(wěn)定劑可為鈣鋅穩(wěn)定劑，所述潤滑劑可為石蠟。各組分的比例為：交聯(lián)劑1～3重量份、穩(wěn)定劑1～6重量份、潤滑劑0.5～3重量份、改性劑0～20重量份、增塑劑0～12重量份。

所述滅火層2的材料的制備方法如下：可將基材、石墨烯、可膨脹石墨以及其他助劑按比例稱量，放入攪拌機(jī)，攪拌均勻后輸送至捏合機(jī)在100℃～150℃下對(duì)其進(jìn)行預(yù)塑化后進(jìn)入擠塑機(jī)直接擠出成型。

所述滅火層2遇熱之后的膨脹系數(shù)大于15，優(yōu)選的，膨脹系數(shù)大于30。相對(duì)于傳統(tǒng)的不摻雜石墨烯的膨脹塑料(膨脹倍數(shù)7～15倍)，所述滅火層2具有優(yōu)異的遇熱膨脹效果以及自動(dòng)滅火效果。

所述硬質(zhì)塑料層1可為酚醛塑料、聚氨酯塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、呋喃塑料、有機(jī)硅樹脂、丙烯基樹脂等。所述硬質(zhì)塑料層1采用硬質(zhì)塑料的原因在于，方便在所述線管內(nèi)裝電線，當(dāng)將傳統(tǒng)電線插入線管時(shí)，降低線管內(nèi)壁與電線之間的摩擦力，從而使電線順利插入線管，另外，也耐刮擦。

當(dāng)線管內(nèi)的電線起火時(shí)，火在滅火層2靠近硬質(zhì)塑料層1的方向燒，利用滅火層2的遇熱膨脹特性而將火迅速滅掉。

本發(fā)明通過引入具有滅火性能的滅火層，在遇到火災(zāi)時(shí)，能對(duì)電線進(jìn)行滅火或者阻止電線著火。具體地，所述滅火層通過引入可膨脹石墨及石墨烯，并選擇基材、可膨脹石墨及石墨烯等原料之間合適的配比，受熱后的基材、石墨烯、膨脹后的可膨脹石墨三者會(huì)發(fā)生協(xié)同作用，具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能、熱膨脹性能，且在線管內(nèi)裝載的導(dǎo)線等燃燒時(shí)，滅火層不僅基本不會(huì)產(chǎn)生火焰，還會(huì)形成具有自支撐性結(jié)構(gòu)的碳結(jié)構(gòu)并膨脹15倍以上，從而該碳結(jié)構(gòu)可形成一向芯線方向的壓力而進(jìn)一步壓滅火焰，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異快速的滅火效果。

當(dāng)熱量傳至滅火層，該可膨脹石墨因遇熱而可迅速膨脹，將線管內(nèi)空間填滿，而快速擠壓火苗，最終可實(shí)現(xiàn)滅火。而且，石墨烯具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，所述石墨烯均勻分布于所述基材以及可膨脹石墨中，而可與所述可膨脹石墨形成一良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，熱量可通過石墨烯迅速傳導(dǎo)，而可幫助所述可膨脹石墨快速受熱而膨脹。另外，所述滅火層在遇熱之后，受熱后的基材、石墨烯、膨脹后的可膨脹石墨三者會(huì)發(fā)生協(xié)同作用而形成一自支撐性結(jié)構(gòu)。該自支撐性結(jié)構(gòu)可形成一向線管的內(nèi)腔方向的壓力而進(jìn)一步壓滅火焰，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異快速的滅火效果。

所述線管具有自動(dòng)滅火效果，該線管可套于電線的外部，而可有效降低電線過載短路等走火所造成的損失和人身傷害，提高了其使用的安全性，也同時(shí)具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。