CN109243714A - 一种防潮同轴电缆及其制造工艺 - Google Patents

一种防潮同轴电缆及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防潮同轴电缆及其制造工艺，其步骤包括：内导体的制备，首先将预处理后的钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内进行包覆，形成铜包钢芯线；挤包绝缘层，首先将绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体形成绝缘层；加工外导体，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带连续包裹在绝缘导体上，接着在铝塑复合带的外周编织镀锌铜网；护套层的制备，首先用护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，然后对其进行发泡，最后形成防潮同轴电缆。本发明是针对现有技术中电缆因潮气入侵导致的屏蔽性能下降、信号质量不稳定和故障率高等的技术问题进行改进。本发明具有防潮、信号传送质量稳定和使用寿命长等优点。

Description

一种防潮同轴电缆及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种电缆制造领域，尤其设计到一种防潮同轴电缆及其制造工艺。
背景技术
同轴电缆一般包括内导体、绝缘介质、外导体和护套。内导体用来传输高频电流，外导体除了传输低频电流外还要屏蔽外界电磁干扰，防止信号外泄；绝缘介质的作用是阻止径向的漏电电流，同时也要对内导体和外导体起到一个支撑的作用；护套起到保护电缆的作用。现有的普通同轴电缆的外护套与金属丝编制层间始终会存在着间隙，对未敷设的同轴电缆护套挤包时存在微小缺陷、护套受到损坏等都会使水份、潮气入侵到间隙中，对普通同轴电缆的外导体进行腐蚀，从而使外导体的传输性能如屏蔽性能下降，造成衰减常数大、屏蔽衰减减小、绝缘电阻下降，所传输的信号质量会逐渐变差，当同轴电缆外导体腐蚀严重时，电缆将因失去传输功能而报废，此外，由于现有的普通同轴电缆易于受潮，因而传输线路在高频段传输视频信息、图像、符号时因天气变化使得传输质量不稳定，产品的绝缘电阻及介电强度等电气性能相对较低且因天气等因素极易下降，因而存在很大的安全隐患，此外，潮气不容易排出，造成电缆故障率高，维修难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种防潮同轴电缆及其制造工艺；以解决现有技术中的同轴电缆因潮气入侵导致的屏蔽性能下降、传输的信号质量不稳定、安全性能低和故障率高等的技术问题；本发明具有防潮、信号传送质量稳定、安全性能高和使用寿命长等优点。
本发明通过以下技术方案实现：本发明公开了一种防潮同轴电缆的制造工艺，其制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体的制备
内导体采用铜包钢材料，首先进行备料，准备好钢丝和铜杆，对钢丝和铜杆进行预处理后，接着将钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层
首先将内导体通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体形成绝缘层，得到绝缘导体，绝缘材料采用聚乙烯混合物；
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带和镀锌铜网组成，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带连续包裹在绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的铝塑复合带的外周编织镀锌铜网，得到粗制电缆；
步骤四、护套层的制备
首先将粗制电缆通入护套机的挤出模具，护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡过程中需加热，最后形成防潮同轴电缆。
优选地，为了使铜杆易于成形、保证钢丝的强度和提高模具使用寿命，步骤一中，预处理包括钢丝和铜杆的拉直、清洗和钢丝的预加热，钢丝的预加热温度设置在500-650℃；铜杆的变形温度范围为750-920℃，连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为4-7rpm。
优选地，为了提高绝缘介质的抗干扰性能和防潮性能，步骤二中，聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂的重量比为：
聚乙烯树脂吸水性小,电绝缘性能优良但耐热老化性差；聚氯乙烯有较好的机械性能，有优异的介电性能，但对光和热的稳定性差；增塑剂可以使其柔韧性增强，容易加工；稳定剂减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,提高对热的稳定性；润滑剂在成型过程中能在熔料与模具间形成一层很薄的隔离膜，使塑料不粘住模具表面，易于加工，且使得加工后的绝缘介质的外周圆整度高。
优选地，为了提高铝塑复合带成型的精度，步骤三中，纵包成型过程中对铝塑复合带的两纵向边缘搭接处进行加热，直至两纵向边缘粘接在一起，冷却后铝塑复合带形成稳定的管状结构，加热温度设置在70-75℃。
优选地，为了提高护套的防潮性能，步骤四中，初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
聚乙烯树脂吸水性小,且电绝缘性能优良；敏化剂(甲基丙烯酸烯丙酯)可以使交联反应速度加快且可以提高材料的使用性能，扩大其应用范围；活性剂(纳米氧化锌)作为一种发泡助剂，能够提高发泡剂的催化效率且能调节发泡剂的突发温度；发泡剂使对象物质成孔。
辐射交联的辐射剂量设置为50-70kGY；发泡加热温度为200-220℃。最后形成的护套层为交联聚乙烯发泡材料。
一种防潮同轴电缆，电缆采用以上制造工艺制得。
与现有的同轴电缆相比，本发明采用连续挤压包覆法来生产铜包钢内导体，这样生产的铜包覆层厚度均匀，无焊缝；且降低了内导体的成本。接着，本发明采用绝缘性能好的聚乙烯混合物作为绝缘介质，提高了绝缘介质的抗干扰性能，且加工后的绝缘介质的外周圆整度很高，使得铝塑复合带在绝缘介质的外周上成型均匀，且之间的缝隙均匀细小，避免空气进入铝塑复合带内腐蚀绝缘介质，提高了防潮性能和提高了信号传输质量。除此之外，采用交联聚乙烯发泡材料作为护套，具有良好的隔热性和耐水性，通过初坯形成的孔为微孔且是封闭式的这种电缆即使进水，也只是存在于局部的微小区域，对信号的传输基本无影响。
附图说明
图1为同轴电缆截面结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实施例1公开了一种防潮同轴电缆及其制造工艺，其制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体1的制备
内导体1采用铜包钢芯线，首先需要进行备料，准备好钢丝和铜杆，对其进行预处理，即钢丝和铜杆的拉直、清洗和钢丝的预加热，钢丝的预加热温度设置在500℃；铜杆在连续挤压包覆机中铜杆的变形温度为750℃，在此温度下既能使铜易于成形，又能减小其变形力。连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为4rpm，转速过高会增加不均匀变形程度和变形热量，从而会降低模具寿命。将钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层2
首先将内导体1通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体1形成绝缘层2，得到绝缘导体，绝缘材料采用聚乙烯混合物；
聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂的重量比为：
增塑剂采用邻苯二甲酸二正辛酯，稳定剂采用三盐基硫酸铅，润滑剂采用炭黑。
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带3和镀锌铜网4组成，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带3连续包裹在绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的铝塑复合带3的外周编织镀锌铜网4，得到粗制电缆；
纵包成型过程中对铝塑复合带3的两纵向边缘搭接处进行加热，直至两纵向边缘粘接在一起，冷却后铝塑复合带3形成稳定的管状结构，加热温度设置在70℃，加热是为了搭接在一起的两纵向边缘中间贴覆的薄膜软化，具有粘性后两纵向边缘才会牢固粘接，这样可以改善其纵包过程时发生的严重荷叶边(翘边)和直径回弹问题(整根线缆的直径大于设计要求)。
步骤四、护套层5的制备
首先将粗制电缆通入护套机的挤出模具，护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，辐射交联的辐射剂量设置为50kGY；然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡后的护套层5的直径由模具控制，泡孔为封闭式泡孔，泡孔直径为10微米，发泡过程中需加热，加热温度为200℃，最后形成防潮同轴电缆；
初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
敏化剂可采用甲基丙烯酸烯丙酯，活性剂可采用纳米氧化锌；最后形成的护套层5为交联聚乙烯发泡材料。
一种防潮同轴电缆，如图1所示，电缆采用以上制造工艺制得。
实施例2
实施例2公开了一种防潮同轴电缆及其制造工艺，其制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体1的制备
内导体1采用铜包钢芯线，首先需要进行备料，准备好钢丝和铜杆，对其进行预处理，即钢丝和铜杆的拉直、清洗和钢丝的预加热，钢丝的预加热温度设置在650℃；铜杆在连续挤压包覆机中铜杆的变形温度为920℃，在此温度下既能使铜易于成形，又能减小其变形力。连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为7rpm，转速过高会增加不均匀变形程度和变形热量，从而会降低模具寿命。将钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层2
首先将内导体1通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体1形成绝缘层2，得到绝缘导体，绝缘材料采用聚乙烯混合物；
聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂的重量比为：
增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯，稳定剂采用二盐基亚磷酸铅，润滑剂采用炭黑。
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带3和镀锌铜网4组成，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带3连续包裹在绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的铝塑复合带3的外周编织镀锌铜网4，得到粗制电缆；
纵包成型过程中对铝塑复合带3的两纵向边缘搭接处进行加热，直至两纵向边缘粘接在一起，冷却后铝塑复合带3形成稳定的管状结构，加热温度设置在75℃，加热是为了搭接在一起的两纵向边缘中间贴覆的薄膜软化，具有粘性后两纵向边缘才会牢固粘接，这样可以改善其纵包过程时发生的严重荷叶边(翘边)和直径回弹问题(整根线缆的直径大于设计要求)。
步骤四、护套层5的制备
首先将粗制电缆通入护套机的挤出模具，护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，辐射交联的辐射剂量设置为70kGY；然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡后的护套层5的直径由模具控制，泡孔为封闭式泡孔，泡孔直径为20微米，发泡过程中需加热，加热温度为220℃，最后形成防潮同轴电缆；
初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
敏化剂可采用甲基丙烯酸烯丙酯，活性剂可采用纳米氧化锌；最后形成的护套层5为交联聚乙烯发泡材料。
一种防潮同轴电缆，如图1所示，电缆采用以上制造工艺制得。
实施例3
实施例3公开了一种防潮同轴电缆及其制造工艺，其制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体1的制备
内导体1采用铜包钢芯线，首先需要进行备料，准备好钢丝和铜杆，对其进行预处理，即钢丝和铜杆的拉直、清洗和钢丝的预加热，钢丝的预加热温度设置在550℃；铜杆在连续挤压包覆机中铜杆的变形温度为830℃，在此温度下既能使铜易于成形，又能减小其变形力。连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为5rpm，转速过高会增加不均匀变形程度和变形热量，从而会降低模具寿命。将钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层2
首先将内导体1通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体1形成绝缘层2，得到绝缘导体，绝缘材料采用聚乙烯混合物；
聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂的重量比为：
增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯，稳定剂采用二盐基亚磷酸铅，润滑剂采用石墨。
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带3和镀锌铜网4组成，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带3连续包裹在绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的铝塑复合带3的外周编织镀锌铜网4，得到粗制电缆；
纵包成型过程中对铝塑复合带3的两纵向边缘搭接处进行加热，直至两纵向边缘粘接在一起，冷却后铝塑复合带3形成稳定的管状结构，加热温度设置在72℃，加热是为了搭接在一起的两纵向边缘中间贴覆的薄膜软化，具有粘性后两纵向边缘才会牢固粘接，这样可以改善其纵包过程时发生的严重荷叶边(翘边)和直径回弹问题(整根线缆的直径大于设计要求)。
步骤四、护套层5的制备
首先将粗制电缆通入护套机的挤出模具，护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，辐射交联的辐射剂量设置为58kGY；然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡后的护套层5的直径由模具控制，泡孔为封闭式泡孔，泡孔直径为14微米，发泡过程中需加热，加热温度为208℃，最后形成防潮同轴电缆；
初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
敏化剂可采用甲基丙烯酸烯丙酯，活性剂可采用纳米氧化锌；最后形成的护套层5为交联聚乙烯发泡材料。
一种防潮同轴电缆，如图1所示，电缆采用以上制造工艺制得。
实施例4
实施例4公开了一种防潮同轴电缆及其制造工艺，其制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体1的制备
内导体1采用铜包钢芯线，首先需要进行备料，准备好钢丝和铜杆，对其进行预处理，即钢丝和铜杆的拉直、清洗和钢丝的预加热，钢丝的预加热温度设置在600℃；铜杆在连续挤压包覆机中铜杆的变形温度为880℃，在此温度下既能使铜易于成形，又能减小其变形力。连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为6rpm，转速过高会增加不均匀变形程度和变形热量，从而会降低模具寿命。将钢丝和铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层2
首先将内导体1通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住内导体1形成绝缘层2，得到绝缘导体，绝缘材料采用聚乙烯混合物；
聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和润滑剂的重量比为：
增塑剂采用邻苯二甲酸二环己酯，稳定剂采用二盐基亚磷酸铅，润滑剂采用炭黑。
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带3和镀锌铜网4组成，首先将绝缘导体通入纵包模具中，使得铝塑复合带3连续包裹在绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的铝塑复合带3的外周编织镀锌铜网4，得到粗制电缆；
纵包成型过程中对铝塑复合带3的两纵向边缘搭接处进行加热，直至两纵向边缘粘接在一起，冷却后铝塑复合带3形成稳定的管状结构，加热温度设置在74℃；
加热是为了搭接在一起的两纵向边缘中间贴覆的薄膜软化，具有粘性后两纵向边缘才会牢固粘接，这样可以改善其纵包过程时发生的严重荷叶边(翘边)和直径回弹问题(整根线缆的直径大于设计要求)。
步骤四、护套层5的制备
首先将粗制电缆通入护套机的挤出模具，护套机挤出初坯包住粗制电缆，再利用电子加速器对初坯进行辐射交联，辐射交联的辐射剂量设置为67kGY；然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡后的护套层5的直径由模具控制，泡孔为封闭式泡孔，泡孔直径为18微米，发泡过程中需加热，加热温度为217℃，最后形成防潮同轴电缆；
初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
敏化剂可采用甲基丙烯酸烯丙酯，活性剂可采用纳米氧化锌；最后形成的护套层5为交联聚乙烯发泡材料。
一种防潮同轴电缆，如图1所示，电缆采用以上制造工艺制得。
将实施例1-4所得的同轴电缆进行性能测试，具体结果如下表所示，下表中所述的标准为通知电缆质量指标要求。
表1为本发明与现有的同轴电缆制造工艺制备的电缆的对比数据
另取实施例1-4所得同轴电缆进行防潮测试，并采用现有的同轴电缆作为对比例在相同的测试条件下测试，其步骤如下：
1.采用DL302调温调湿箱模拟同轴电缆所处的湿热环境，调节温度为45℃，湿度为95％；
2.将实施例1-4中的同轴电缆和现有的同轴电缆分别放入调温调湿箱；
3.设置湿热试验时间为100h；
4.用5411A网络分析仪测试电缆芯线湿热试验前后的衰减值,并通过分析信号衰减的增量来了解电缆的吸潮性。
其结果如下表所示：
表2为本发明与现有的同轴电缆制造工艺制备的电缆防潮测试的对比数据
由表1和表2对比可看出，现有的同轴电缆在防潮测试前和防潮测试后的衰减常数明显增大，而本发明中的同轴电缆在防潮测试前和防潮测试后的衰减常数改变很小，基本保持不变。
信号在同轴电缆中传输衰减常数计算如下：
α＝αR+αG；
式中α为总衰减，αR为导体衰减，αG为介质衰减，单位均为dB/(100m)；ρ1、ρ2分别为内外导体的电阻率；εr为介质的相对介电常数；tgδ为介质的损耗系数，f为电缆的工作频率(MHz)；d、D分别为内外导体的电气有效直径，单位均为mm；K1、K2分别为计算内外导体衰减用的系数。

Claims (6)

1.一种防潮同轴电缆的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括以下步骤：
步骤一、内导体的制备
所述内导体采用铜包钢材质，首先进行备料，准备好钢丝和铜杆，对所述钢丝和所述铜杆进行预处理，接着将所述钢丝和所述铜杆送入连续挤压包覆机内完成包覆成型过程，最后得到内导体；
步骤二、挤包绝缘层
首先将所述内导体通入绝缘体挤塑机，然后绝缘体挤塑机挤出绝缘材料包住所述内导体形成所述绝缘层，得到绝缘导体，所述绝缘材料采用聚乙烯混合物；
步骤三、加工外导体
外导体由铝塑复合带和镀锌铜网组成，首先将所述绝缘导体通入纵包模具中，使得所述铝塑复合带连续包裹在所述绝缘导体上，纵包成型后接着利用编织机在包裹好的所述铝塑复合带的外周编织所述镀锌铜网，得到粗制电缆；
步骤四、护套层的制备
首先将所述粗制电缆通入护套机的挤出模具，所述护套机挤出初坯包住所述粗制电缆，再利用电子加速器对所述初坯进行辐射交联，然后将辐射交联后的粗制电缆通入发泡机进行发泡，发泡过程中需加热，最后形成所述防潮同轴电缆。
2.如权利要求1所述的一种防潮同轴电缆的制造工艺，其特征在于，步骤一中，预处理包括所述钢丝和所述铜杆的拉直、清洗和所述钢丝的预加热，所述钢丝的预加热温度设置在500-650℃；所述铜杆的变形温度范围为750-920℃，所述连续挤压包覆机的挤压轮转速设置为4-7rpm。
3.如权利要求1所述的一种防潮同轴电缆的制造工艺，其特征在于，步骤二中，所述聚乙烯混合物由聚乙烯树脂、聚氯乙烯树、增塑剂、稳定剂和润滑剂组成，所述聚乙烯树脂、聚氯乙烯、增塑剂、稳定剂和所述润滑剂的重量比为：
4.如权利要求1所述的一种防潮同轴电缆的制造工艺，其特征在于，步骤三中，纵包成型过程中对所述铝塑复合带的两纵向边缘搭接处进行加热，直至所述两纵向边缘粘接在一起，冷却后所述铝塑复合带形成稳定的管状结构，加热温度设置在70-75℃。
5.如权利要求1所述的一种防潮同轴电缆的制造工艺，其特征在于，步骤四中，所述初坯由聚乙烯树脂、敏化剂、活性剂和发泡剂组成，且重量比为：
辐射交联的辐射剂量设置为50-70kGY；发泡加热温度为200-220℃；最后形成的所述护套层为交联聚乙烯发泡材料。
6.一种防潮同轴电缆，其特征在于，所述电缆采用权利要求1-5任一所述的防潮同轴电缆的制造工艺制得。
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