CN105355279A - 高性能交联乙烯—四氟乙烯共聚物绝缘电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能交联乙烯—四氟乙烯共聚物绝缘电缆及其制备方法，该绝缘电缆，包括导线(1)、绝缘套(2)、屏蔽套(3)和护套(4)，所述绝缘套(2)、屏蔽套(3)和护套(4)由内向外依次套设于所述导线(1)的外部；其中，所述绝缘套(2)与护套(4)均为交联乙烯-四氟乙烯共聚物套，所述屏蔽套(3)为镀银芳纶丝编制套。通过该方法制得的绝缘电缆同时具有优异的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性。

Description

高性能交联乙烯—四氟乙烯共聚物绝缘电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆，具体地，涉及一种高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆及其制备方法。

背景技术

随着当今科学技术的高速迅猛发展及我国国防现代化发展建设的迫切需要，军事工业正在朝着高科技、高速度的方向发展。航空、航天、兵器工业的技术水平代表和象征着国防实力，为适应国防现代化高速发展的需要，与之配套的产品也在不断的更新换代，装备的电气化、自动化、***化程度不断提高，作为“血管和神经”的电缆的使用量越来越大，对产品的质量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。为适应国防现代化高速发展的需要，与之配套的产品也在不断的更新换代，研制开发高新技术产品为军事工业配套对加强国防建设、提高军事装备的技术实力有着重要作用及意义。

目前，航空航天产品受其使用条件和环境的制约，对材料提出了严格的要求。对结构材料而言，其中最关键的是轻质高强度和高温耐腐蚀。从这一点上可以说，航空航天产业把结构材料的能力提高到了它的极限水平。航空航天产品在追求轻质和减重方面可以说是“克克计较”，飞行器每减重1kg的经济效益逾万美元。因此，航空航天领域对电子元器件要求向小型化、轻型化方向发展。其中，尤其是航天电缆的性能制约着航空航天产品的整体的性能的提高，这主要是因为目前的航天电缆往往难以同时具有优异的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆及其制备方法，通过该方法制得的绝缘电缆同时具有优异的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆，包括导线、绝缘套、屏蔽套和护套，绝缘套、屏蔽套和护套由内向外依次套设于导线的外部；其中，绝缘套与护套均为交联乙烯-四氟乙烯共聚物套，屏蔽套为镀银芳纶丝编织套。

本发明还提供了一种如上述的高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆的制备方法，包括：

1)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于导线的外部形成绝缘套；

2)将镀银芳纶丝并股、编织于绝缘套的外部形成屏蔽套；

3)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于屏蔽套的外部形成护套。

通过上述技术方案，本发明提供的高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆，包括导线、绝缘套、屏蔽套和护套，绝缘套、屏蔽套和护套由内向外依次套设于导线的外部；其中，绝缘套与护套均为交联乙烯-四氟乙烯共聚物套，屏蔽套为镀银芳纶丝编制套。绝缘套与护套通过交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤塑而成，该绝缘套与护套能够在薄壁的前提下仍能够绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性，进而使的电缆的外径减小，整体重量比其它市售的氟塑料绝缘电线电缆减轻约10％～20％。屏蔽套由镀银芳纶丝编织而成，该屏蔽方式不仅具有金属编织屏蔽层的性能，相对于市售的绝缘电缆也能将屏蔽层的重量降低60％～80％，抗拉强度增加10倍以上。综上可知，本发明提供的高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆在绝缘套、屏蔽套和护套的协同作用下具有优异的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆的结构示意图。

附图标记说明

1、导线2、绝缘套

3、屏蔽套4、护套

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆，如图1所示，包括导线1、绝缘套2、屏蔽套3和护套4，绝缘套2、屏蔽套3和护套4由内向外依次套设于导线1的外部；其中，绝缘套2与护套4均为交联乙烯-四氟乙烯共聚物套，屏蔽套3为镀银芳纶丝编制套。

在本发明中，绝缘套2、屏蔽套3和护套4的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性，优选地，绝缘套2的厚度为0.15-0.20mm，屏蔽套3的厚度为0.05-0.10mm，护套4的厚度为0.20-0.25mm。

在本发明中，镀银芳纶丝编制套中的镀银芳纶丝的外表面上的镀银层的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性，优选地，镀银芳纶丝编制套中的镀银芳纶丝的外表面上的镀银层的厚度为1-2μm。

在本发明中，导线1的具体组成可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的电学性能，优选地，导线1包括多股紧压绞合的镀银铜丝。

在本发明中，导线1的体积可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的电学性能，优选地，以绝缘电缆的径截面的面积为基准，导线1的径截面的面积占85-90面积％。

在本发明中，导线1中镀银铜线的绞合方式可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的电学性能，优选地，多股镀银铜丝为中心同向绞合。

本发明还提供了一种如上述的高性能交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电缆的制备方法，包括：

1)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于导线1的外部形成绝缘套2；

2)将镀银芳纶丝并股、编织于绝缘套2的外部形成屏蔽套3；

3)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于屏蔽套3的外部形成护套4。

在上述制备方法中，镀银芳纶丝的具体制备方法可以是本领域中任何一种常规的方法，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性，优选地，在步骤2)之前，该方法还包括：将芳纶丝浸泡于酸液中，然后取出并在芳纶丝的外表面上镀上银层以制得镀银芳纶丝。其中，酸液的种类和浓度可以在宽的范围内选择，但是为了更进一步提高制得的绝缘电缆的绝缘性、力学性能、抗辐射和真空环境中的化学稳定性，更优选地，酸液选自盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或多种。进一步优选地，酸液的浓度为50-70重量％。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

1)将芳纶丝浸泡于浓度为55重量％的盐酸溶液中，然后取出并在芳纶丝的外表面上镀上厚度为1.0μm的银层以制得镀银芳纶丝。

2)将多股镀银铜丝中心同向绞合成导线1；

3)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于导线1的外部形成厚度为0.15mm的绝缘套2；

4)将镀银芳纶丝并股、编织于绝缘套2的外部形成厚度为0.05mm的屏蔽套3；

5)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于屏蔽套3的外部形成厚度为0.20mm的护套4以制得绝缘电缆A1；其中，以所述绝缘电缆的径截面的面积为基准，所述导线1的径截面的面积占88面积％。

实施例2

1)将芳纶丝浸泡于浓度为60重量％的硫酸溶液中，然后取出并在芳纶丝的外表面上镀上厚度为1.5μm的银层以制得镀银芳纶丝。

2)将多股镀银铜丝中心同向绞合成导线1；

3)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于导线1的外部形成厚度为0.18mm的绝缘套2；

4)将镀银芳纶丝并股、编织于绝缘套2的外部形成厚度为0.08mm的屏蔽套3；

5)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于屏蔽套3的外部形成厚度为0.22mm的护套4以制得绝缘电缆A2；其中，以所述绝缘电缆的径截面的面积为基准，所述导线1的径截面的面积占82面积％。

实施例3

1)将芳纶丝浸泡于浓度为70重量％的硝酸溶液中，然后取出并在芳纶丝的外表面上镀上厚度为2μm的银层以制得镀银芳纶丝。

2)将多股镀银铜丝中心同向绞合成导线1；

3)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于导线1的外部形成厚度为0.20mm的绝缘套2；

4)将镀银芳纶丝并股、编织于绝缘套2的外部形成厚度为0.10mm的屏蔽套3；

5)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤包于屏蔽套3的外部形成厚度为0.25mm的护套4以制得绝缘电缆A3；其中，以所述绝缘电缆的径截面的面积为基准，所述导线1的径截面的面积占90面积％。

对比例1

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B1，不同的是，无步骤3)即无绝缘套2。

对比例2

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B2，不同的是，无步骤4)即无屏蔽套3。

对比例3

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B3，不同的是，无步骤5)即无护套4。

对比例4

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B4，不同的是，将绝缘套2换为等厚度的四氟乙烯套。

对比例5

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B5，不同的是，将护套4换为等厚度的四氟乙烯套。

对比例6

按照实施例1的方法进行制得绝缘电缆B6，不同的是，将屏蔽套3换为等厚度的镀锡铜丝套。

检测例1

1)检测上述绝缘电缆在20℃时的电阻，具体见过见表1；

2)交联度检测：将上述绝缘电缆在300℃下保持7h后，受交流2.5kV的电压处理5min，具体见过见表1。

表1

电阻越大，说明绝缘电缆的绝缘性越好，同时，交联度检测中未击穿的说明绝缘电缆具有抗高压电击穿的性能，通过上述结果可知，本发明提供的绝缘电缆具有优异的绝缘性和抗高压电击穿的性能。

检测例2

检测上述绝缘电缆的断裂伸长率、抗张强度和剪切强度，具体结果见表2。

表2

断裂伸长率、抗张强度和剪切强度越大、说明绝缘电缆的力学性能越好，通过上述结果可知，本发明提供的绝缘电缆具有优异的力学性能。

检测例3

1)耐辐射检测：在辐照总剂量为500MRad的条件下辐照3天后，然后在30D试验棒上单向卷绕1次后自然松开，再受交流2.5kv的电压处理5min，具体结果见表3；

2)真空原子氧辐照检测：在能量为5eV的原子氧照射(轰击)下，统计剥蚀率E_y。

表3

剥蚀率越小，说明绝缘电缆在抗辐射性能越好，同时耐辐射检测中未击穿进一步说明绝缘电缆具有优异的抗辐射性能，通过上述结果可知，本发明提供的绝缘电缆具有优异的抗辐射性能。

检测例4

检测上述绝缘电缆进行真空逸气检测，统计总质量损失率(TML)和可凝聚挥发物的比重(CVCM)，具体结果见表4。

表4

TML和CVCM越小，说明绝缘电缆在真空环境中的化学稳定性越好，通过上述结果可知，本发明提供的绝缘电缆具有优异的化学稳定性。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种高性能交联乙烯—四氟乙烯共聚物绝缘电缆，其特征在于，包括导线(1)、绝缘套(2)、屏蔽套(3)和护套(4)，所述绝缘套(2)、屏蔽套(3)和护套(4)由内向外依次套设于所述导线(1)的外部；其中，所述绝缘套(2)与护套(4)均为交联乙烯—四氟乙烯共聚物套，所述屏蔽套(3)为镀银芳纶丝编制套。

2.根据权利要求1所述的绝缘电缆，其中，所述绝缘套(2)的厚度为0.15-0.20mm，所述屏蔽套(3)的厚度为0.05-0.10mm，所述护套(4)的厚度为0.20-0.25mm。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘电缆，其中，所述镀银芳纶丝编制套中的镀银芳纶丝的外表面上的镀银层的厚度为1-2μm。

4.根据权利要求3所述的绝缘电缆，其中，所述导线(1)包括多股紧压绞合的镀银铜丝。

5.根据权利要求4所述的绝缘电缆，其中，以所述绝缘电缆的径截面的面积为基准，所述导线(1)的径截面的面积占85-90面积％。

6.根据权利要求4或5所述的绝缘电缆，其中，所述多股镀银铜丝为中心同向绞合。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的高性能交联乙烯—四氟乙烯共聚物绝缘电缆的制备方法，其特征在于，包括：

1)将交联乙烯—四氟乙烯共聚物挤包于导线(1)的外部形成绝缘套(2)；

2)将镀银芳纶丝并股、编织于所述绝缘套(2)的外部形成屏蔽套(3)；

3)将交联乙烯—四氟乙烯共聚物挤包于所述屏蔽套(3)的外部形成护套(4)。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，在步骤2)之前，所述方法还包括：将芳纶丝浸泡于酸液中，然后取出并在所述芳纶丝的外表面上镀上银层以制得镀银芳纶丝。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述酸液选自盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述酸液的浓度为50-70重量％。