1.一种电磁屏蔽光缆,由外到内包括护套层、屏蔽层和缆芯,其特征在于,所述护套层为改性石墨气凝胶;所述缆芯为一根光纤。
2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽光缆,其特征在于,所述改性石墨气凝胶是在石墨烯层间引入吡咯烷酮微球制得;所述吡咯烷酮微球是由马来酸酐、N‑乙烯基吡咯烷酮和乙烯基环己醚反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽光缆,其特征在于,所述屏蔽层包括三聚氰胺泡沫层、泡沫金属层和碳纤维。
4.根据权利要求3所述的一种电磁屏蔽光缆,其特征在于,所述碳纤维是聚丙烯腈湿法纺丝后进行预氧化和碳化制得;所述泡沫金属层是在碳纤维上由硫酸镍、水合肼、十六烷基三甲基溴化铵进行原位还原制得;所述三聚氰胺泡沫层是在泡沫金属层外包覆经六氟丁醇醚化的三聚氰胺甲醛树脂,并进行发泡制得。
5.一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,所述电磁屏蔽光缆的制备方法,包括以下具体步骤:
(1)将氧化石墨烯分散在氧化石墨烯质量30~50倍的去离子水中,在100~150kHz下超声的分散20~30min,加入氧化石墨烯质量0.25~0.35倍的吡咯烷酮微球,继续超声分散20~30min,转移至水热反应釜中,在180~200℃下反应12~16h,并在‑50~‑60℃的冷冻干燥机中冷冻干燥,最后在800~900℃下热处理2~3h,制得改性石墨气凝胶;
(2)将醋酸镍分散在醋酸镍质量30~40倍的去离子水中,搅拌均匀后加入醋酸镍质量3~5倍质量分数为80~85%的水合肼,在30~50rpm下搅拌0.5~1h,制得醋酸镍溶液;将碳纤维原丝浸泡在质量分数为60~70%的硝酸溶液中,升温至80~90℃反应1~2h,捞出后用去离子水冲洗3~5min,擦干并拉伸至直径为0.06~0.08mm,转移于水热反应釜中,加入碳纤维原丝质量5~10倍质量分数为3~5%的谷氨酸溶液,升温至160~180℃反应0.5~1h后,再加入碳纤维原丝质量20~25倍的醋酸镍溶液和碳纤维原丝质量0.15~0.25倍的十六烷基三甲基溴化铵,继续反应6~8h,转移至碳化炉中,在氮气氛围下、500~1000℃下碳化3~5h,制得带有泡沫金属层的碳纤维;
(3)将带有泡沫金属层的碳纤维浸泡在醚化三聚氰胺中,加入醚化三聚氰胺质量0.01~0.04倍的十二烷基苯磺酸钠,在2000~2500rpm下搅拌2~5min,再加入醚化三聚氰胺质量0.02~0.04倍的发泡剂正戊烷和醚化三聚氰胺质量0.08~0.1倍催化剂草酸,继续搅拌5~8s后,将带有泡沫金属层的碳纤维捞出,将缆芯包覆,并置于在90~100℃下预热3~5min的模具中,密封并置于带有泡沫金属层的碳纤维烘箱中发泡固化,2~3h后取出,最后在干燥箱中干燥24~48h,制得带有屏蔽层的缆芯;
(4)将改性石墨气凝胶、聚酰胺和环氧树脂按质量比2:0.5:6~3:0.8:8混合置于螺杆挤出机,熔融挤出在带有屏蔽层的缆芯表面,熔体温度为315~355℃,护套层厚度为0.05~
0.15mm,转移至烘干箱中,在60~80℃下干燥5~6h,制得电磁屏蔽光缆。
6.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,上述步骤(1)中:
吡咯烷酮微球的制备方法为:将马来酸酐、偶氮二异丁腈和氟利昂225按质量2:0.15:10~
4:0.2:15混合,依次加入马来酸酐质量0.8~1.2倍的N‑乙烯基吡咯烷酮、马来酸酐质量0.5~0.8倍的乙烯基环己醚和马来酸酐质量0.02~0.05倍的交联剂二乙烯基苯,搅拌至溶液澄清后,通氮气置换空气,在氮气氛围下升温至60~62℃,反应6~8h后,在100~200kHz下超声分散2~3min并用丙酮进行索氏提纯36~48h,最后置于45~55℃真空干燥箱中干燥中恒重,制得吡咯烷酮微球。
7.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,上述步骤(2)中:
碳纤维原丝的制备方法为:将聚丙烯腈与二甲基二酰胺按质量比1:10~3:10混合,加热至
85~100℃,并在200~300W微波辅助下混合0.5~1h,再加入聚丙烯腈质量0.1~0.2倍的丙三醇和聚丙烯腈质量0.05~0.15倍的硫脲,混合均匀,制得纺丝液,在70~90℃下进行湿法静电纺丝,凝固温度为5~15℃,制得碳纤维原丝。
8.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,上述步骤(3)中:
醚化三聚氰胺的制备方法为:将三聚氰胺、多聚甲醛和三乙胺按质量比1:6:20~1:8:40混合,升温至90~95℃,完全溶解后继续保温1~2h,加入三聚氰胺质量0.15~0.3倍的六氟丁醇,并用硝酸调节pH至5.2~5.5,保持温度在90~95℃,反应12~24h,再用三乙胺调节pH至
8~9,制得醚化三聚氰胺。
9.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,上述步骤(3)中:
缆芯为一根直径为0.2~0.5mm的光纤。
10.根据权利要求5所述的一种电磁屏蔽光缆的制备方法,其特征在于,上述步骤(4)中:屏蔽层厚度为0.1~0.2mm。