导电复合材料及含有该导电复合材料的电缆

摘要

本发明涉及一种导电复合材料，其由碳纳米管和含铜导电材料组成，该碳纳米管的重量百分含量为0.2％～2％。本发明还涉及一种电缆，其包括至少一缆芯及至少一包覆层，该缆芯为由碳纳米管和含铜导电材料组成的导电复合材料，该电缆具有更为优良的电传输性能，可以有效减少涡电流损失，减少在(GHz)频率范围内的射频信号衰减，具有良好的屏蔽作用，可以有效避免电磁波干扰和射频干扰，同时符合环境保护要求。

权利要求

1.一种电缆，其包括至少一缆芯和至少一包覆层，其特征在于，所述缆芯的材质为导电复合材料，该导电复合材料由碳纳米管和含铜导电材料组成，其中，该碳纳米管的重量百分含量为0.2％～2％，所述含铜导电材料为铜锌合金或铜银合金，所述铜锌合金中，铜的重量百分含量为70％，所述铜银合金中，银的重量百分含量范围为60％～90％，该包覆层包覆在缆芯上，所述包覆层包括至少一绝缘层、至少一屏蔽层及至少一护套层，所述绝缘层包覆在缆芯上，所述屏蔽层位于绝缘层与护套层之间，所述屏蔽层的材质为碳纳米线和铜的复合物或者为碳纳米丝和铜的复合物，所述碳纳米线和铜的复合物中，碳纳米线的重量百分含量范围为50％～100％，所述碳纳米丝和铜的复合物中，碳纳米丝的重量百分含量范围为50％～100％。

2.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述绝缘层材质为聚四氟乙烯或纳米粘土-高分子材料的复合材料。

3.如权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述护套层材质为纳米粘土-高分子材料的复合材料。

4.如权利要求2或3所述的电缆，其特征在于，所述纳米粘土为纳米高岭土或纳米蒙脱土。

5.如权利要求2或3所述的电缆，其特征在于，所述高分子材料为聚烯烃、硅树脂或聚酰胺。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电缆，特别涉及一种电缆用导电复合材料。

【背景技术】

传统电缆中通常使用铜或铝等金属导电材料作为电缆缆芯，使用聚氯乙烯等聚合物材料作为外部绝缘保护材料。电缆缆芯材料尤其以铜的应用更为广泛，由于铜可以和其它材料组合仍然发挥极佳的导电作用，如以黄铜(铜锌合金)作为电缆缆芯材料来传输电信号。但是，铜或铜合金等金属材料并非完全理想的导电材料，其作为电缆缆芯材料时会出现涡电流损失、射频信号衰减等问题，从而影响电缆的电传输性能。此外，聚氯乙烯等聚合物作为外部绝缘保护材料时，容易燃烧，存在严重火灾隐患，而且燃烧时会释放出大量有毒有害物质，也不满足环境保护的要求。

由于电缆缆芯材料是决定电缆电传输性能的关键，其性能好坏会直接影响到电缆的电传输性能的好坏，只有实现电缆缆芯材料的突破，才能发展出性能优异的新型电缆。在选用良好性能的电缆缆芯材料时，也要辅以性能良好的其它电缆构件，如具有良好电气绝缘性能的绝缘层、具有良好屏蔽作用的屏蔽层、具有良好机械性能和耐火阻燃性能的护套层，才能使电缆的性能得以进一步提升。

因此，有必要提供一种导电复合材料及含有该导电复合材料的电缆。

【发明内容】

以下将以实施例说明一种导电复合材料及含有该导电复合材料的电缆。

一种导电复合材料，其由碳纳米管和含铜导电材料组成，该碳纳米管的重量百分含量范围为0.2％～2％。

一种电缆，其包括至少一缆芯及至少一包覆层，该缆芯材质为由碳纳米管和含铜导电材料组成的导电复合材料，该碳纳米管的重量百分含量范围为0.2％～2％，该包覆层包覆在缆芯上。

相对于现有技术，所述导电复合材料及电缆的优点在于：使用碳纳米管和含铜导电材料的导电复合材料使该电缆具有较低的阻抗和更为优良的电传输性能，可以有效减少涡电流损失，减少在吉赫(GHz)频率范围内的射频信号衰减，并具有良好的屏蔽作用，可以有效避免电磁波干扰和射频干扰。

【附图说明】

图1是本实施例的电缆结构示意图。

【具体实施方式】

本实施例提供一种导电复合材料，其由碳纳米管和含铜导电材料组成，该碳纳米管的重量百分含量范围为0.2％～2％。

碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝中空管体，碳纳米管具有机械性能良好、弹性模数较高、比表面积大、导电性能优异等特点，可以为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。本实施例选用单壁碳纳米管。

含铜导电材料可以选用铜或铜合金，铜合金可以为铜锌合金，其中铜的重量百分含量为70％，锌的重量百分含量为30％。也可以为铜银合金，其中银的重量百分含量范围为60％～90％，但并不以此为限。本实施例选用铜锌合金材料。

制作该导电复合材料时，将微量碳纳米管和含铜导电材料通过真空熔融、真空烧结或真空热压的方法进行混合，形成碳纳米管和含铜导电材料的复合材料，碳纳米管的重量百分含量范围为0.2％～2％。

请参阅图1，为本实施例所提供的含有该导电复合材料的电缆10，其包括至少一缆芯20和至少一包覆层30。该缆芯20材质为由碳纳米材料和含铜导电材料组成的导电复合材料。该包覆层30包覆在缆芯20上，用于起绝缘、屏蔽或保护的作用。

该缆芯20材质为所述的碳纳米管和含铜导电材料的导电复合材料。本实施例选用碳纳米管和铜锌合金的导电复合材料。由于碳纳米管的导电性能优异，使得该导电复合材料制作的缆芯20具有较低的阻抗和良好的电传输性能。

该包覆层30可以为单一层结构或多层结构。

本实施例所提供的电缆10的包覆层30为一多层结构，其包覆在缆芯20外，包括一绝缘层301、一屏蔽层302及一护套层303。该绝缘层301直接包覆在缆芯20上，用于电气绝缘。该屏蔽层302包覆在绝缘层301上，用于电磁屏蔽。该护套层303包覆在屏蔽层302上，位于电缆10的最外层，用于电缆保护。

该绝缘层301可以选用聚四氟乙烯或纳米粘土-高分子材料复合材料。本实施例选用纳米粘土-高分子材料复合材料。纳米粘土是一纳米级层状结构硅酸盐矿物，是由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物及碱土金属氧化物组成，具有耐火阻燃等优良特性，可以为纳米高岭土或纳米蒙脱土。该高分子材料可以为硅树脂、聚酰胺、聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯等，但并不以此为限。本实施例选用纳米蒙脱土-聚乙烯的复合材料。该纳米蒙脱土-聚乙烯的复合材料具有良好的电气绝缘性能、耐火阻燃性能、低烟无卤性能等特点，不仅可以为电缆10提供有效电气绝缘，保护缆芯20，同时还能满足环境保护的要求。

该屏蔽层302材质可以为所述的碳纳米管和含铜导电材料的复合物，其中碳纳米管的重量百分含量范围为0.2％～2％，含铜导电材料可以选用铜或铜合金，铜合金可以为铜锌合金或铜银合金，但并不以此为限。该屏蔽层302材质也可以为碳纳米线或碳纳米丝和铜的复合物，其中碳纳米线或碳纳米丝的重量百分含量范围为50％～100％。本实施例选用碳纳米线或碳纳米丝和铜的复合物。由于碳纳米线或碳纳米丝具有较大表面积，因此选用碳纳米线或碳纳米丝做为屏蔽材料具有良好屏蔽效果，能够很好屏蔽电磁波干扰(EMI)和射频干扰(RFI)。

该护套层303选用纳米粘土-高分子材料的复合材料，该纳米粘土可以为纳米高岭土或纳米蒙脱土，该高分子材料可以为硅树脂、聚酰胺、聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯等，但并不以此为限。本实施例选用纳米蒙脱土-聚乙烯的复合材料。该纳米蒙脱土-聚乙烯的复合材料具有良好的机械性能、耐火阻燃性能、低烟无卤性能等特点，不仅可以为电缆10提供保护，有效低御一切外来因素如机械、物理和化学的损伤，同时还能满足环境保护的要求。

上述导电复合材料及含有该导电复合材料的电缆，其优点在于：首先，使用碳纳米管和含铜导电材料的导电复合材料使该电缆具有较低的阻抗和更为优良的电传输性能，可以有效减少涡电流损失，减少在吉赫(GHz)频率范围内的射频信号衰减，并具有良好的屏蔽作用，可以有效避免电磁波干扰和射频干扰；其次，使用含有纳米粘土的低烟无卤复合材料作为该电缆绝缘保护材料，有效降低了火灾隐患，符合环境保护的要求。