CN112267116A - 轻质芳纶防波套 - Google Patents

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Abstract

一种轻质芳纶防波套，其特征在于，其由导电芳纶丝编织而成，所述导电芳纶丝由内而外依次包括芳纶丝基体、铜镍金属镀层和银金属镀层，所述铜镍金属镀层附着于所述芳纶丝基体表面，所述银金属镀层附着于所述铜镍金属镀层表面。本发明的轻质芳纶防波套同时具有芳纶和金属的优点，其具有重量轻、屏蔽效果好、韧性好、耐酸碱性强、导电性强等优点，其编织密度高、屏蔽效果可达45dB～70dB，且可减重50％‑70％，并且易于弯折，疲劳强度高，更容易安装在各种狭小的空间，且多次弯折时不容易产生漏波和断裂现象，十分适用于航空领域。

Description

轻质芳纶防波套
【技术领域】
本发明涉及防波套，特别涉及一种轻质芳纶防波套。
【背景技术】
金属防波套应用于通信线束屏蔽，因为金属材料的特性，其疲劳强度较低。在飞机航行造成的剧烈晃动下极易产生漏波，造成了信号干扰，这会导致对飞机的安全性能产生一定的影响。而且由于传统的金属防波套重量较重，对于减重需求迫切的航空器、航天器来说，采用重量较轻的防波套是设计航空器、航天器一定要考虑到的问题。
传统的防波套，通常采用铜丝作为其基体金属，而铜作为一种化学性质没那么稳定的导电金属，很容易出现腐蚀，这对飞机的线束寿命会产生比较大的影响，从而给日常使用造成特别大的麻烦。此外，铜丝制成的防波套，其重量较重，且疲劳强度较差，其在多次弯折的情况下容易产生漏波，甚至是断裂。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种轻质芳纶防波套。
为解决上述问题，本发明提供了一种轻质芳纶防波套，其特征在于，其由导电芳纶丝编织而成，所述导电芳纶丝由内而外依次包括芳纶丝基体、铜镍金属镀层和银金属镀层，所述铜镍金属镀层附着于所述芳纶丝基体表面，所述银金属镀层附着于所述铜镍金属镀层表面。
进一步地，所述导电芳纶丝依次通过以下步骤加工制成：
微孔：对所述芳纶丝基体进行表面蚀刻，使所述芳纶丝基体的表面形成微观的粗糙表面以增加所述芳纶丝基体与金属镀层的结合力；
活化：对表面蚀刻后的芳纶丝基体进行表面处理，以在芳纶丝基体表面吸附一层易被氧化的物质；
浸钯：利用钯液在活化后的芳纶丝基体表面形成一层胶体钯微粒；
化铜：通过化学方法形成铜镀层；
电铜：通过电镀方法形成铜镀层；
电镍：通过电镀方法形成镍镀层；
电银：通过电镀方法形成银镀层；
钝化：使用封孔剂进行钝化处理，以形成保护膜。
进一步地，所述微孔步骤包括：
在微孔母槽中添加70％体积的硫酸和盐酸的混合溶液；
将强氧化剂按100g/L的比例溶解在上述微孔母槽的混合溶液中；
将硫酸和盐酸的混合溶液加满至微孔母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,将芳纶丝基体浸没在药水当中。
进一步地，所述活化步骤包括：
在活化母槽添加80％体积的自来水；
添加10％体积的清洗剂；
把水加满母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关，将微孔后的芳纶丝浸没在药水当中。
进一步地，所述浸钯步骤包括：
在钯液母槽添加70％体积的纯水；
往钯液母槽中添加5％体积的胶体钯，再加入150ML/L的分析纯级盐酸；
将纯水添加到加满母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让活化后的芳纶丝浸没在钯液母槽的药水当中；
每间隔一定时间添加上述配制的药水100ML。
进一步地，所述化铜步骤包括：
在化铜母槽添加80％体积的纯水；
在化铜母槽中先后加入13.5ml/L的硫酸铜,100ml/L的甲醛, 13ml/L的氢氧化钠,0.3ml/L的催化剂；
把水添加到加满母槽即可；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让浸靶后的芳纶丝浸没在镀槽的药水当中；
12小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值。
进一步地，所述电铜步骤包括：
在电铜母槽添加70％体积的纯水，并加热到50-60度；
添加氢氧化钾2g/L,再添加***125g/L,将55g/L的氰化亚铜溶解在纯水中再搅拌加入电铜母槽内；
把纯水添加到加满母槽；
打开整流机,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让化铜后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时后分析药水含量，根据消耗添加药水含量到标准值，阳极发黑根据分析调整***含量。
进一步地，所述电镍步骤包括：
在电镍母槽添加35％体积的纯水加热到60度；
添加氨基磺酸镍500ml/L,氯化镍15g/L,然后加入硼酸40g/L再充分搅拌均匀；
把水添加到加满母槽即可；
打开整流器,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电铜后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每8小时检测镍药水的PH值,范围在3.8-4.4。
进一步地，所述电银步骤包括：
在电银母槽添加50％体积的纯水并加热到30-40℃；
往电银母槽中添加***120g/L,再加入氰化银30g/L,最后加入 30ml/L的银光亮剂并充分搅拌均匀；
把水添加到加满母槽即可；打开整流器,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电镍后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每24小时添加银阳极1.5Kg。
进一步地，所述钝化步骤包括：
在钝化母槽添加80％体积的纯水加热到30-40℃；
添加有机封孔剂0.5g/L；
把水添加到加满母槽即可；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电银后的芳纶浸没在药水当中；
36小时更换药水,重新配制新药水。
本发明的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本发明的轻质芳纶防波套由导电芳纶丝编织而成，而导电芳纶丝由芳纶丝电镀金属而制成，其同时具有芳纶和金属的优点，其具有重量轻、屏蔽效果好、韧性好、耐酸碱性强、导电性强等优点。本发明的轻质芳纶防波套与传统的防波套相比，其具有以下性能优点：
1、由于芳纶丝质轻且易于弯折，因此利于编织，由导电芳纶丝编织而成的防波套，编织密度可接近100％而远高于传统金属防波套的 90％；
2、由于轻质芳纶防波套的编织密度高，因此其屏蔽效果更佳，其屏蔽效能可达到45dB～70dB，大大超过传统防波套的30dB；
3、由于采用轻质的芳纶丝作为基体材料，因此，相比于传统防波套可减重50％-70％；
4、芳纶丝容易弯折，因此，由导电芳纶丝编织成的防波套的疲劳强度高，更容易安装在各种狭小的空间，且多次弯折时不容易产生漏波和断裂现象。
5、由导电芳纶丝编织成的防波套，芳纶丝最表面是镀银层，其导电性能和耐腐蚀性能都比传统的铜基材具有更大的优势。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
本发明的轻质芳纶防波套，其由导电芳纶丝编织而成。所述导电芳纶丝由内而外依次包括芳纶丝基体、铜镍金属镀层和银金属镀层，所述铜镍金属镀层附着于所述芳纶丝基体表面，所述银金属镀层附着于所述铜镍金属镀层表面。所述轻质芳纶防波套是由非金属材料芳纶丝电镀金属后编织而形成，其工艺步骤为：微孔-活化-浸钯-化铜-电铜-电镍-电银-钝化-称重-镀层测试-分锭-编织-试验-总检-入库。
未进行金属镀的芳纶丝，即本实施例所述的芳纶丝基体。导电芳纶丝是直接用于编织而形成轻质芳纶防波套的材料，是指芳纶丝经过一系列工艺后而形成的具有金属镀层的材料。
本实施例中，所述芳纶丝选用芳纶1414原丝，其是一种液晶高分子材料，因为聚合物具有线性结构，因此它具有高强度、高模量纤维的优点，同时还具有密度低、韧性较好、耐热性优良、耐酸碱性好、耐化学溶剂等优点。
一、微孔：
通过对所述芳纶丝进行表面蚀刻，以使所述芳纶丝的表面形成微观的粗糙表面，从而可增加所述芳纶丝与后续的金属镀层的结合力；其具体包括以下步骤：
1.在微孔母槽添加70％体积的硫酸和盐酸的混合溶液，其中，所述硫酸和盐酸的混合比例不限；
2.将强氧化剂按100g/L的比例(以母槽体积计算)溶解在上述微孔母槽的混合溶液中；本实施例中，所述强氧化剂可选用KMnO4和H2SO4按1:1的体积混合而形成；
3.继续添加步骤1中的硫酸和盐酸的混合溶液至加满微孔母槽；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让芳纶丝浸没在上述微孔母槽的药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
二、活化：
对表面蚀刻后的芳纶丝基体进行表面处理，以在芳纶丝基体表面吸附一层易被氧化的物质；其具体包括以下步骤：
1.在活化母槽中添加80％体积的自来水；
2.添加10％体积的清洗剂，本实施例中，所述清洗剂由10g/L(以母槽体积计算)的SnCl2·2H2O和100ml/L(以母槽体积计算) 的HCl溶液混合而形成；
3.把水加满母槽；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关，让芳纶丝浸没在活化母槽的药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
7.24小时添加自来水至加满母槽。
三、浸钯：
利用钯液在活化后的芳纶丝基体表面形成一层胶体钯微粒；
1.在钯液母槽中添加70％体积的纯水；
2.往钯液母槽中添加5％体积的胶体钯，再加入150ML/L(以母槽体积计算)的分析纯级盐酸；
3.把水加满母槽；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让活化后的芳纶丝浸没在钯液母槽的药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
7.根据需要，每间隔一定时间添加上述配制的药水100ML，以根据需要而控制镀层的厚度。
四、化铜(化学镀铜)
通过化学方法在芳纶丝基体表面形成铜镀层；对于本发明，只有进行化学镀铜后，才能进行后续的电铜。
1.在化铜母槽中添加80％体积的纯水；
2.在化铜母槽中先后加入13.5ml/L(以母槽体积计算)的硫酸铜, 100ml/L(以母槽体积计算)的甲醛,13ml/L(以母槽体积计算)的氢氧化钠,0.3ml/L(以母槽体积计算)的催化剂；本实施例中，所述催化剂选用酒石酸钾钠(TART·K·Na)。
3.把水加满母槽；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让浸钯后的芳纶丝浸没在上述的化铜母槽药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物；
7.12小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值。
五、电铜：
通过电镀而形成铜镀层，其具体包括以下步骤：
1.在电铜母槽添加70％体积的纯水，并加热到50-60度，本实施例中，为55度；
2.添加氢氧化钾2g/L(以母槽体积计算),再添加***125g/L (以母槽体积计算),将55g/L(以母槽体积计算)的氰化亚铜溶解在纯水中再搅拌加入电铜母槽内；
3.把纯水加满母槽；
4.打开整流机,调整电流参数，本实施例中，电流调整为 0.14A/400D/线；
5.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让化铜后的芳纶丝浸没在上述电铜母槽的药水当中；
6.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
7.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
8.24小时分析药水含量，根据消耗添加药水含量到标准值，若阳极发黑则根据分析调整***含量。
六、电镍：
通过电镀而形成镍镀层，其具体包括以下步骤：
1.在电镍母槽中添加35％体积的纯水并加热到60度；
2.添加氨基磺酸镍500ml/L(以母槽体积计算),氯化镍15g/L(以母槽体积计算),然后加入硼酸40g/L(以母槽体积计算)再充分搅拌均匀；
3.把纯水加满母槽；
4.打开整流器,调整电流参数，本实施例中，电流调整为 0.13A/400D/线；
5.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电铜后的芳纶丝浸没在上述电镍母槽的药水当中；
6.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
7.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
8.24小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每8小时检测镍药水的PH值,范围在3.8-4.4.
七、电银：
通过电镀在镍镀层上形成银镀层，其具体包括以下步骤：
1.在电银母槽添加50％体积的纯水并加热到30-40℃，本实施例中，加热到40℃；
2.往电银母槽中添加***120g/L(以母槽体积计算),再加入氰化银30g/L(以母槽体积计算),最后加入30ml/L(以母槽体积计算)的银光亮剂并充分搅拌均匀；
3.把水加满母槽；打开整流器,调整电流参数；本实施例中，电流调整为0.4A/400D/线；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电镍后的芳纶丝浸没在上述电银母槽的药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
7.24小时分析电银母槽中药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每24小时添加银阳极1.5Kg；
八、钝化：
使用有机封孔剂进行钝化处理，以形成保护膜而提高导电芳纶丝的性能，其具体包括以下步骤：
1.在钝化母槽添加80％体积的纯水加热到30-40℃，本实施例中，加热至40℃；
2.添加有机封孔剂0.5g/L(以母槽体积计算)；
3.把水加满母槽；
4.手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电银后的芳纶丝浸没在上述钝化母槽的药水当中；
5.让芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；本实施例中，用工具从芳纶丝两端牵引芳纶丝而使芳纶丝绷直，以使得芳纶丝在各自通道顺利通而不交叉打结；
6.手工清除拉毛的芳纶丝和/或牵引芳纶丝的工具，适当调整通道障碍物。
7.36小时更换药水,重新配制新药水。
通过上述步骤，便可在芳纶丝上镀出多层金属层而形成导电芳纶丝。该导电芳纶丝的芳纶丝基体上依次镀有铜、镍、银，多层金属镀层不仅与基体结合力好，使得镀层不易脱落，而且强度和导电性能也更优异。
九、称重：
截取1M长的导电芳纶丝,放在量程为100g的电子称上面称重，记录产品每米单重(g)在对应的导电芳纶丝卷料上，从而可检测出符合要求的材料。通过称重便可选取一致性的导电芳纶丝作为后续的编织原料。
十、镀层测试：
选取1M长的导电芳纶丝，测试并记录其原始的电阻值；随后将该导电芳纶丝的一端挂在200g重量的物体上,另一端用手拉住,放在圆桶上面来回收拉100次，再次测试并记录其试验后的电阻值；
将原始的电阻值与试验后的电阻值进行比较，检测导电芳纶丝的阻值变化率是否不大于20％。
通过镀层测试可选取导电性能符合要求的导电芳纶丝作为编织原料。
十一、分锭：
用分锭机进行分锭操作，调整每个锭子的位置，使得缠绕时尽量在相同的位置，保证每锭导电芳纶丝的长度相差不超过10m；
十二、编织：
1.准备好收线盘，检查线盘是否完好，将收线盘安装在收线架上；
2.把所有的绕线管放在心轴上,使编织线在向下看绕线管时以顺时针旋转；
3.设置好编织参数，将编织线穿过相应的夹头小孔,并把它们集中在环的中心内；在所有线股集中后,起动机器编织一条 25.0-50.0mm(1-2英寸)的引线；
4.逆时针旋转绕线管,卡紧编织线；
5.将牵引线经牵引轮绕3-4圈，将牵引线的一端固定在收线盘上，另一端和屏蔽引线绑在一起；
6.编织防波套，编织时,调整速度使线股形成一个小锥体，目视检查编织套是否有松散和断线，要在排除故障之后才能进行编织。
通过上述步骤，便可通过导电芳纶丝编织出轻质芳纶防波套。
将制成的轻质芳纶防波套进行送样检验，经检验，相关产品的相关性能参数如下：
Figure BDA0002748267400000131
Figure BDA0002748267400000132
Figure BDA0002748267400000141
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种轻质芳纶防波套，其特征在于，其由导电芳纶丝编织而成，所述导电芳纶丝由内而外依次包括芳纶丝基体、铜镍金属镀层和银金属镀层，所述铜镍金属镀层附着于所述芳纶丝基体表面，所述银金属镀层附着于所述铜镍金属镀层表面。
2.如权利要求1所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述导电芳纶丝依次通过以下步骤加工制成：
微孔：对所述芳纶丝基体进行表面蚀刻，使所述芳纶丝基体的表面形成微观的粗糙表面以增加所述芳纶丝基体与金属镀层的结合力；
活化：对表面蚀刻后的芳纶丝基体进行表面处理，以在芳纶丝基体表面吸附一层易被氧化的物质；
浸钯：利用钯液在活化后的芳纶丝基体表面形成一层胶体钯微粒；
化铜：通过化学方法形成铜镀层；
电铜：通过电镀方法形成铜镀层；
电镍：通过电镀方法形成镍镀层；
电银：通过电镀方法形成银镀层；
钝化：使用封孔剂进行钝化处理，以形成保护膜。
3.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述微孔步骤包括：
在微孔母槽中添加70％体积的硫酸和盐酸的混合溶液；
将强氧化剂按100g/L的比例溶解在上述微孔母槽的混合溶液中；
将硫酸和盐酸的混合溶液加满至微孔母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,将芳纶丝基体浸没在药水当中。
4.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述活化步骤包括：
在活化母槽添加80％体积的自来水；
添加10％体积的清洗剂；
把水加满母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关，将微孔后的芳纶丝浸没在药水当中。
5.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述浸钯步骤包括：
在钯液母槽添加70％体积的纯水；
往钯液母槽中添加5％体积的胶体钯，再加入150ML/L的分析纯级盐酸；
将纯水添加到加满母槽；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让活化后的芳纶丝浸没在钯液母槽的药水当中；
每间隔一定时间添加上述配制的药水100ML。
6.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述化铜步骤包括：
在化铜母槽添加80％体积的纯水；
在化铜母槽中先后加入13.5ml/L的硫酸铜,100ml/L的甲醛,13ml/L的氢氧化钠,0.3ml/L的催化剂；
把水添加到加满母槽即可；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让浸靶后的芳纶丝浸没在镀槽的药水当中；
12小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值。
7.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述电铜步骤包括：
在电铜母槽添加70％体积的纯水，并加热到50-60度；
添加氢氧化钾2g/L,再添加***125g/L,将55g/L的氰化亚铜溶解在纯水中再搅拌加入电铜母槽内；
把纯水添加到加满母槽；
打开整流机,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让化铜后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时后分析药水含量，根据消耗添加药水含量到标准值，阳极发黑根据分析调整***含量。
8.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述电镍步骤包括：
在电镍母槽添加35％体积的纯水加热到60度；
添加氨基磺酸镍500ml/L,氯化镍15g/L,然后加入硼酸40g/L再充分搅拌均匀
把水添加到加满母槽即可；
打开整流器,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电铜后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每8小时检测镍药水的PH值,范围在3.8-4.4。
9.如权利要求2所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述电银步骤包括：
在电银母槽添加50％体积的纯水并加热到30-40℃；
往电银母槽中添加***120g/L,再加入氰化银30g/L,最后加入30ml/L的银光亮剂并充分搅拌均匀；
把水添加到加满母槽即可；打开整流器,调整电流参数；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电镍后的芳纶丝浸没在药水当中；
24小时分析药水含量,根据消耗添加药水含量到标准值,每24小时添加银阳极1.5Kg。
10.如权利要求2所述的所述的轻质芳纶防波套，其特征在于，所述钝化步骤包括：
在钝化母槽添加80％体积的纯水加热到30-40℃；
添加有机封孔剂0.5g/L；
把水添加到加满母槽即可；
手动调整压料装置,并手动调整流量开关,让电银后的芳纶浸没在药水当中；
36小时更换药水,重新配制新药水。
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