CN103021575B - 宇航用耐辐照电缆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是宇航用耐辐照电缆的制备方法，该电缆为单芯有屏蔽无护套电缆；电缆采用多股镀镍铜丝绞合的导体的外围是采用聚酰亚胺材料绕包＋聚醚醚酮挤出＋聚酰亚胺绕包的复合绝缘层的外围是由采用半导电PEEK挤出的半导电层的外围是采用镀镍铜丝编织的屏蔽层；额定电压2500V。优点：额定电压达到2500V，耐高低温-100℃～+260℃，耐老化、耐冲击、抗开裂、强度高、耐弯曲、阻燃，适用于航天特殊环境，用于设备控制信号及电流传输；通过采用耐辐照材料PI和PEEK作为绝缘层，采用半导电料+镀镍圆铜线编织结构，使电缆获得耐辐照2×109rad的能力和防静电放电的性能；电缆在-100℃下正常敷设安装。
Description
技术领域
本发明是宇航用耐辐照电缆的制备方法，能够适应航天苛刻环境工作，具有优异的耐辐照性能、抗静电放电性能、机械性能和电性能，在（-100～+260）℃范围内长期使用。
背景技术
现有产品是以GJB 773A-2000《航空航天用含氟聚合物绝缘电线电缆通用规范》为依据，同时参照了美国军标MIL-W-22759《MILITARY SPECIFICATION SHEET》标准制造生产的。然而该产品缺泛在特殊环境下使用应具有的相关性能：如①耐辐照；②耐高温；③耐老化；④强度高等性能。
发明内容
本发明提出的是一种宇航用耐辐照电缆的制备方法，其目的旨在克服现有产品所存在的上述缺陷，可满足在宇航特殊环境下使用。
本发明的技术解决方案：宇航用耐辐照电缆的制备方法，其特征是宇航用耐辐照电缆的结构为单芯有屏蔽无护套电缆结构，每芯电缆采用多股镀镍铜丝绞合的导体，导体的外围是采用聚酰亚胺材料绕包＋聚醚醚酮挤出＋聚酰亚胺绕包的复合绝缘层，绝缘层的外围是由采用半导电PEEK挤出的半导电层；半导电层的外围是采用镀镍铜丝编织的屏蔽层；其制备方法，包括如下工艺步骤：
1）采用19根0.26mm镀镍圆铜丝绞合，经过压缩模具，获得1.23±0.03mm的绞合导体；
2）采用同心式绕包机绕包0.0254mm厚度PI带3层，搭盖率处于67%～70%之间；
3）绕包后，再采用挤出机挤出0.30mm厚度的聚醚醚酮（PEEK）纯料，获得结晶度较高的PEEK层，使PEEK的耐温等级能达到260℃；
4）再采用绕包机绕包0.0254mm厚度的PI带3层，绕包搭盖率处于67%～70%之间，形成PI＋PEEK＋PI的复合绝缘层；
5）采用体积电阻率处于103～107Ω·cm之间的PEEK半导电料，用挤出机挤出0.20mm厚度的PEEK半导电料，形成半导电层，使半导电层具有防静电的效果；
6）最后采用0.15mm镀镍圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度不小于98%，形成成品，成品外径不大于4.2mm。
本发明具有以下优点：1）耐辐照：电缆耐辐照可达2×109rad；2）耐高低温：绝缘采用耐高低温性能优异的聚酰亚胺材料及聚醚醚酮材料，可在-100～+260℃范围内长期使用；3）耐压高：额定工作电压可达2500V；4）耐低温：电缆可以在―100℃下正常敷设安装，可以解决一般材料由于低温敷设易造成硬化、脆裂等问题，从而满足低温环境的使用要求；5）可靠性：导体采用多股镀镍铜绞线，可耐高温、耐氧化；绝缘材料可在大范围温度内长期使用，即使在高温条件下，也具有优异的电绝缘性能和机械性能，具有耐酸、碱、油及其它溶剂侵蚀；6）通过采用耐辐照材料PI和PEEK作为绝缘层，采用半导电料+镀镍圆铜线编织结构，使电缆获得耐辐照2×109rad的能力和防静电放电的性能。
附图说明
附图1是宇航用电缆的生产工艺流程图。
附图2是宇航用耐辐照电缆结构示意图。
图2中的1是用多股镀镍铜丝绞合的导体；2是采用聚酰亚胺（PI）材料绕包的绝缘层；3是由采用聚醚醚酮挤出的绝缘层；4是采用聚酰亚胺（PI）材料绕包的绝缘层；5是采用聚醚醚酮半导电料挤出的半导电层；6是采用镀镍铜丝编织的屏蔽层。
具体实施方式
对照附图1，导体为绞合导体，采用镀镍铜丝绞合，用电线电缆束绞机同心式绞合；绝缘为多层复合绝缘，绝缘先采用绕包机绕包聚酰亚胺PI，再采用挤出机挤出聚醚醚酮PEEK，最后采用绕包机绕包聚酰亚胺PI；半导电层采用挤出机挤出聚醚醚酮半导电层；屏蔽层采用编织机编织，材料为镀镍铜丝。
对照附图2，其特征是每芯电缆采用多股镀镍铜丝绞合的导体（1），导体（1）的外围是采用聚酰亚胺（PI）材料绕包＋聚醚醚酮（PEEK）挤出＋聚酰亚胺（PI）绕包的复合绝缘层（2），绝缘层（2）的外围是由采用半导电PEEK挤出的半导电层(3)；半导电层(3) 的外围是采用镀镍铜丝编织的屏蔽层（4）；额定电压2500V。
所述的镀镍圆铜丝有19根，直径0.26mm，绞合导体（1）的厚度为1.23±0.03mm。
所述的聚酰亚胺PI带3层厚度0.0254mm，搭盖率为67%～70%。
所述的聚醚醚酮纯料的厚度0.30mm，聚醚醚酮PEEK的耐温等级能达到260℃。
所述的聚醚醚酮PEEK半导电料的体积电阻率为103～107Ω·cm。
所述的镀镍铜丝编织的屏蔽层（4）的镀镍圆铜线直径0.15mm，屏蔽密度不小于98%，形成成品外径不大于4.2mm。
宇航用耐辐照电缆的用途，在―100℃下正常敷设安装。
所述的宇航用耐辐照电缆的绝缘层（2）为PI＋PEEK＋PI的复合绝缘结构，半导电层（3）为＋聚醚醚酮PEEK半导电层，电缆耐高低温达-100℃～＋260℃，耐辐照达2×109rad，抗静电放电。
本产品是根据用户的特殊要求制定的，充分考虑其适用性和可靠性，充分考虑高低温、耐辐照、高强度、防静电等特殊要求，可满足多种使用环境要求，经过实物样品试验验证了设计的合理性和可靠性。
实施例1
AWG18号线，采用19根0.26mm镀镍圆铜丝绞合，经过压缩模具，获得(1.23±0.03)mm的绞合导体；采用同心式绕包机绕包0.0254mm厚度PI带3层，搭盖率处于67%%之间；绕包后，再采用挤出机挤出0.30mm厚度的聚醚醚酮（PEEK）纯料，获得结晶度较高的PEEK层，使PEEK的耐温等级能达到260℃；再采用绕包机绕包0.0254mm厚度的PI带3层，绕包搭盖率处于67%～70%之间，最后形成PI＋PEEK＋PI的复合绝缘层；采用体积电阻率处于103Ω·cm之间的PEEK半导电料，用挤出机挤出0.20mm厚度的PEEK半导电料，形成半导电层，使半导电层具有防静电的效果；最后采用0.15mm镀镍圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度不小于98%，形成成品，成品外径不大于4.2mm。通过采用耐辐照材料PI和PEEK作为绝缘层，采用半导电料+镀镍圆铜线编织结构，使电缆获得耐辐照2×109rad的能力和防静电放电的性能。
实施例2
AWG18号线，采用19根0.26mm镀镍圆铜丝绞合，经过压缩模具，获得(1.23±0.03)mm的绞合导体；采用同心式绕包机绕包0.0254mm厚度PI带3层，搭盖率处于67%～70%之间；绕包后，再采用挤出机挤出0.30mm厚度的聚醚醚酮（PEEK）纯料，获得结晶度较高的PEEK层，使PEEK的耐温等级能达到260℃；再采用绕包机绕包0.0254mm厚度的PI带3层，绕包搭盖率处于70%之间，最后形成PI＋PEEK＋PI的复合绝缘层；采用体积电阻率处于107Ω·cm之间的PEEK半导电料，用挤出机挤出0.20mm厚度的PEEK半导电料，形成半导电层，使半导电层具有防静电的效果；最后采用0.15mm镀镍圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度不小于98%，形成成品，成品外径不大于4.2mm。通过采用耐辐照材料PI和PEEK作为绝缘层，采用半导电料+镀镍圆铜线编织结构，使电缆获得耐辐照2×109rad的能力和防静电放电的性能。
Claims (1)
1.宇航用耐辐照电缆的制备方法，其特征是宇航用耐辐照电缆的结构为单芯有屏蔽无护套电缆结构，单芯电缆采用多股镀镍圆铜丝绞合的导体（1），导体（1）的外围是采用聚酰亚胺PI绕包＋聚醚醚酮PEEK挤出＋聚酰亚胺PI绕包的复合绝缘层（2），绝缘层（2）的外围是采用半导电PEEK挤出的半导电层(3)；半导电层(3) 的外围是采用镀镍圆铜丝编织的屏蔽层（4）；其制备方法，包括如下工艺步骤：
1）采用19根0.26mm镀镍圆铜丝绞合，经过压缩模具，获得1.23±0.03mm的绞合导体；
2）采用同心式绕包机绕包0.0254mm厚度的聚酰亚胺PI带3层，搭盖率为67%～70%；
3）绕包后，再采用挤出机挤出0.30mm厚度的聚醚醚酮PEEK纯料，获得聚醚醚酮PEEK层，使聚醚醚酮PEEK的耐温等级能达到260℃；
4）再采用绕包机绕包0.0254mm厚度的聚酰亚胺PI带3层，绕包搭盖率处于67%～70%之间，形成聚酰亚胺PI＋聚醚醚酮PEEK＋聚酰亚胺PI的复合绝缘层；
5）采用体积电阻率在103～107Ω·cm间的聚醚醚酮PEEK半导电料，用挤出机挤出0.20mm厚度的聚醚醚酮PEEK半导电料，形成半导电层，使半导电层具有防静电的效果；
6）最后采用直径0.15mm镀镍圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度不小于98%，形成成品，成品外径不大于4.2mm；
所述电缆在―100℃下正常敷设安装；
所述的宇航用耐辐照电缆的绝缘层（2）为聚酰亚胺PI＋聚醚醚酮PEEK＋聚酰亚胺PI的复合绝缘结构，半导电层（3）为聚醚醚酮PEEK半导电层，电缆耐高低温达-100℃～＋260℃，耐辐照达2×109rad，抗静电放电。
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