CN103390449B

CN103390449B - 一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆及其制备方法

Info

Publication number: CN103390449B
Application number: CN201310317060.1A
Authority: CN
Inventors: 胡晖; 杨云飞; 张兆文; 冉祥海; 黄雷; 郑凯航
Original assignee: Guangzhou Kaiheng Special Wire & Cable Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Kaiheng Special Wire & Cable Co Ltd
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: CN103390449A

Abstract

本发明公开了一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆及其制备方法。该耐高温绝缘无缝绕包航空电缆包含若干根绝缘芯线绞合形成的导电芯线和包裹在导电芯线外部的护套层；绝缘芯线包括导体芯和包覆于导体外的绝缘层；绝缘层由内到外依次为聚四氟乙烯改性车削带、聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带。本发明利用无缝绕包和烧结工艺，采用三层组合绝缘，得到了耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，确保电线的良好电气性能和机械强度。本发明提供的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其耐高低温范围为-65℃～280℃，能满足在280℃高温环境下长期使用。

Description

一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电线电缆领域，特别涉及一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的发展，社会的进步及应对战争、救灾等的需要，我国大型运输机的研制工作显得尤为重要。在大型军、民用运输机的设计与装配中，电线电缆有着特殊而重要的地位，它在飞机电气、无线电、仪表、雷达、飞控等系统和各个成品原件中均有广泛而重要的应用，起着连接飞机各大系统的枢纽作用。随着现代飞机综合性能的提高，电气化程度越来越高，电线电缆的用量亦大幅度提高，而且对电线电缆的性能要求也越来越苛刻。

含氟塑料和聚酰亚胺是两类非常优良的电线电缆绝缘材料，在航空航天线缆中占有十分重要的地位。氟塑料绝缘电线具有非常好的电气性能、热性能和机械性能，目前，以交联乙烯-四氟乙烯（XETFE）为绝缘的电线电缆产品已广泛应用于航空航天领域，但由于XETFE自身材料性质的限制，最高使用温度为200℃，满足不了高温环境下的工作要求，且原材料成本高，辐照设备投资大。因此需要一种新产品来填补空白。具有代表性的氟塑料还有聚四氟乙烯（PTFE）、聚四氟乙烯/过氟化乙烯醚（PFA）、聚四氟乙烯/六氟丙烯共聚物（FEP）等，其中聚四氟乙烯耐温等级最高，能够满足更高温工作环境的使用要求。聚四氟乙烯电线电缆质量轻且耐温等级高，但其薄膜直接绕包在电线导体上，与导体之间粘结不紧密，会在绕包过程中产生缺陷，影响电线性能。而聚酰亚胺具有优良的耐高低温、耐辐射、高强度、良好的机械性能和电绝缘性能。

所以需要在此基础上改进现有技术和材料来满足新领域的新要求。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其还具有很好的耐水、耐酸碱、耐化学腐蚀的效果。

本发明的另一目的在于提供所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，包含若干根绝缘芯线绞合形成的导电芯线和包裹在导电芯线外部的护套层；

所述的绝缘芯线的数目至少为两根，优选为三根；

所述的绝缘芯线包括导体芯和包覆于导体外的绝缘层；

所述的导体芯为镀锡铜导体、镀镍铜导体、镀银铜导体、镀银铜合金或镀镍铜合金；

所述的绝缘层由内到外（以导体为中心位置）依次为聚四氟乙烯改性车削带、聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带；

所述的聚四氟乙烯改性车削带的厚度为0.01～0.50mm，宽度为8～60mm；所述的改性聚四氟乙烯车削带相较于传统的聚四氟乙烯薄膜，其能直接绕包在导体表面，与导体之间的粘结紧密，能够保持良好的电性能；

所述的聚酰亚胺薄膜的厚度为0.03～0.05mm，宽度为3～50mm；在所述的聚酰亚胺薄膜的单面或双面涂有聚四氟乙烯分散液或聚全氟代乙丙烯乳液，从而能分别与所述的聚四氟乙烯改性车削带和所述的聚四乙烯生料带更好的粘结成一体，实现绕包平整、紧密的质量要求；

所述的聚四氟乙烯生料带的厚度为0.02～0.50mm，宽度为6～50mm；其作用是为了杜绝聚酰亚胺薄膜在潮湿的环境下与水接触发生水解，保护了电线的完整性能，使电线在潮湿环境中能够正常工作；同时，聚酰亚胺薄膜具有良好的耐辐射性能，弥补了聚四氟乙烯不耐辐照的缺陷，在大辐射剂量下仍可保持电线的柔软性能；

所述的护套层由内到外依次为铜线编织屏蔽层和聚四氟乙烯生料带；优选为铜线编织屏蔽层和聚四氟乙烯生料带无缝绕包形成；

所述的铜线编织屏蔽层的材质为镀锡铜线、镀银铜线或镀镍铜线；

所述的铜线编织屏蔽层的编织密度大于或等于90%；

所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆利用无缝绕包和烧结工艺，采用三层组合绝缘，确保电线的良好电气性能和机械强度；具体包含如下步骤：

（1）绝缘芯线的制备：依次用聚四氟乙烯改性车削带、单面或双面涂有聚四氟乙烯分散液或聚全氟代乙丙烯乳液的聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带包裹导体芯，烧结，得到绝缘芯线；其中，包裹的方式均为无缝绕包，聚四氟乙烯改性车削带和聚四氟乙烯生料带的绕向相同，聚四氟乙烯改性车削带和聚酰亚胺薄膜的绕向相反；

（2）导电芯线的制备：将若干根步骤（1）得到的绝缘芯线绞合，形成导电芯线；

（3）耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的制备：在步骤（2）制备的导电芯线外包裹铜线编织屏蔽层；接着使用聚四氟乙烯生料带无缝绕包后烧结固化，得到耐高温绝缘无缝绕包航空电缆；

步骤（1）中所述的聚四氟乙烯改性车削带的绕向优选为向右；绕包角度根据材料的宽度大小可以为30～60°，绕包搭盖率大于50%，收线速度为15m/min；

步骤（1）中所述的聚酰亚胺薄膜的绕向优选为向左；绕包角度根据薄膜的宽度大小可以为40～60°，绕包搭盖率大于50%，烧结炉固化温度为350～450℃，收线速度为15m/min；

步骤（1）中所述的聚四氟乙烯生料带的绕向优选为向右；绕包角度根据材料的宽度大小可以为30～60°，绕包搭盖率大于或等于50%，烧结炉固化温度为350～450℃，收线速度为15m/min；

步骤（2）中所述的若干根优选为3根；

步骤（3）中所述的聚四氟乙烯生料带的绕向优选为向左，绕包角度根据宽度可以为30～60°，绕包搭盖率大于50%，烧结炉固化温度为350～450℃。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

（1）本发明提供的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其耐高低温范围为-65℃～280℃，能满足在280℃高温环境下长期使用。

（2）本发明采用进口立式绕包烧结设备，其主要特点是整条生产线采用先进的控制系统，可确保张力稳定均匀，同时采用先进的陶瓷红外烧结技术，加热快，温控精确。

附图说明

图1为本发明提供的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的结构示意图，其中，1-导体芯、2-聚四氟乙烯改性车削带、3-聚酰亚胺薄膜、4-聚四氟乙烯生料带、5-铜线编织屏蔽层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

以镀银铜导体电线为例，其制备工艺如下：

（1）绝缘绕包：镀银铜导体为导体芯，依次用聚四氟乙烯改性车削带（扬中市固永化工仪表设备厂）、聚酰亚胺薄膜（常熟市华强绝缘材料有限公司，FH型）和聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司）包裹导体芯。内层聚四氟乙烯改性车削带的厚度为0.01mm，宽度为60mm，绕向向右，绕包角度30°，搭盖率为55%；中间层聚酰亚胺薄膜的厚度0.05mm，宽度为50mm，绕包角度40°，绕向为左，搭盖率为50%；外层聚四氟乙烯生料带的厚度0.5mm，宽度为30mm，绕包角度30°，绕向为右，搭盖率为55%。

（2）绝缘烧结：绕包好的绝缘层半成品经烧结炉在400℃的高温下固化形成致密管状整体的绝缘层，收线速度为15m/min，得到绝缘芯线。

（3）成缆：将烧结好的3根绝缘芯线绞合在一起。

（4）屏蔽层编织：在成缆后的半成品周围用镀银铜线编织一道铜线屏蔽层，编织密度为90%。

（5）护套层：护套层材料为聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司），厚度0.5mm，宽度为50mm，采用无缝绕包技术，再经烧结炉固化而成，其绕包角度根据宽度为30°，绕包搭盖率65%，绕向为左，烧结炉固化温度为350℃。

得到的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，如图1所示，耐高温绝缘无缝绕包航空电线由三根绝缘芯线绞合形成的导电芯线和包裹在导电芯线外部的护套层组成，其中，导电芯线的结构为在导体芯1外依次包裹改性聚四氟乙烯车削带2、聚酰亚胺绝缘膜3和聚四氟乙烯生料带4，护套层由内至外依次为铜线编织屏蔽层5和聚四氟乙烯生料带4。

实施例2

以镀银铜导体电线为例，其制备工艺如下：

（1）绝缘绕包：镀银铜导体为导体芯，依次用聚四氟乙烯改性车削带（扬中市固永化工仪表设备厂）、聚酰亚胺薄膜（常熟市华强绝缘材料有限公司，FH型）和聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司）包裹导体芯。内层聚四氟乙烯改性车削带的厚度为0.05mm，宽度为8mm，绕向向右，绕包角度45°，搭盖率为52%；中间层聚酰亚胺薄膜的厚度0.03mm，宽度为3mm，绕包角度50°，绕向为左，搭盖率为52%；外层聚四氟乙烯生料带的厚度0.02mm，宽度为6mm，绕包角度45°，绕向为右，搭盖率为52%。

（2）绝缘烧结：绕包好的绝缘层半成品经烧结炉在350℃的高温下固化形成致密管状整体的绝缘层，收线速度为15m/min。

（3）成缆：将烧结好的3根绝缘芯线绞合在一起。

（4）屏蔽层编织：在成缆后的半成品周围用镀银铜线编织一道铜线屏蔽层，编织密度为94%。

（5）护套层：护套层材料为聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司），厚度0.5mm，宽度为40mm采用无缝绕包技术，再经烧结炉固化而成，其绕包角度根据宽度可以为60°，绕包搭盖率62%，绕向为左，烧结炉固化温度为380℃。

实施例3

以镀银铜导体电缆为例，其制备工艺如下：

（1）绝缘绕包：镀银铜导体为导体芯，依次用聚四氟乙烯改性车削带（扬中市固永化工仪表设备厂）、聚酰亚胺薄膜（常熟市华强绝缘材料有限公司，FH型）和聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司）包裹导体芯。内层聚四氟乙烯改性车削带的厚度为0.2mm，宽度为22mm，绕向向右，绕包角度60°，搭盖率为60%；中间层聚酰亚胺薄膜的厚度0.04mm，宽度为15mm，绕包角度60°，绕向为左，搭盖率为58%；外层聚四氟乙烯生料带的厚度0.1mm，宽度为30mm，绕包角度60°，绕向为右。

（2）绝缘烧结：绕包好的绝缘层半成品经烧结炉在450℃的高温下固化形成致密管状整体的绝缘层，收线速度为15m/min。

（3）成缆：将烧结好的3根绝缘芯线绞合在一起。

（4）屏蔽层编织：在成缆后的半成品周围用镀银铜线编织一道铜线屏蔽层，编织密度为98%。

（5）护套层：护套层材料为聚四氟乙烯生料带（泰兴市永盛氟塑料制品有限公司），厚度0.4mm，宽度为40mm，采用无缝绕包技术，再经烧结炉固化而成，其绕包角度根据宽度可以为40°，绕包搭盖率68%，绕向为左，烧结炉固化温度为450℃。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：包含若干根绝缘芯线绞合形成的导电芯线和包裹在导电芯线外部的护套层；

所述的绝缘芯线包括导体芯和包覆于导体外的绝缘层；

所述的绝缘层由内到外依次为聚四氟乙烯改性车削带、聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带；

所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆通过如下步骤制备得到

(1)绝缘芯线的制备：依次用聚四氟乙烯改性车削带、单面或双面涂有聚四氟乙烯分散液或聚全氟代乙丙烯乳液的聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带包裹导体芯，烧结，得到绝缘芯线；其中，包裹的方式均为无缝绕包，聚四氟乙烯改性车削带和聚四氟乙烯生料带的绕向相同，聚四氟乙烯改性车削带和聚酰亚胺薄膜的绕向相反；

(2)导电芯线的制备：将若干根步骤(1)得到的绝缘芯线绞合，形成导电芯线；

(3)耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的制备：在步骤(2)制备的导电芯线外包裹铜线编织屏蔽层；接着使用聚四氟乙烯生料带无缝绕包后烧结固化，得到耐高温绝缘无缝绕包航空电缆。

2.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的导体芯为镀锡铜导体、镀镍铜导体、镀银铜导体、镀银铜合金或镀镍铜合金。

3.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的聚四氟乙烯改性车削带的厚度为0.01～0.50mm，宽度为8～60mm。

4.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的聚酰亚胺薄膜的厚度为0.03～0.05mm，宽度为3～50mm。

5.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的聚四氟乙烯生料带的厚度为0.02～0.50mm，宽度为6～50mm。

6.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的护套层由内到外依次为铜线编织屏蔽层和聚四氟乙烯生料带。

7.根据权利要求6所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：

所述的铜线编织屏蔽层的编织密度大于或等于90％。

8.根据权利要求1所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆，其特征在于：所述的绝缘芯线的数目至少为两根。

9.权利要求1～8任一项所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

10.根据权利要求9所述的耐高温绝缘无缝绕包航空电缆的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的聚四氟乙烯改性车削带的绕向为向右，绕包角度为30～60°，绕包搭盖率大于50％，收线速度为15m/min；

步骤(1)中所述的聚酰亚胺薄膜的绕向为向左，绕包角度为40～60°，绕包搭盖率大于50％，烧结炉固化温度为350～450℃，收线速度为15m/min；

步骤(1)中所述的聚四氟乙烯生料带的绕向为向右，绕包角度为30～60°，绕包搭盖率大于或等于50％，烧结炉固化温度为350～450℃，收线速度为15m/min；

步骤(2)中所述的若干根为3根；

步骤(3)中所述的聚四氟乙烯生料带的绕向为向左，绕包角度为30～60°，绕包搭盖率大于50％，烧结炉固化温度为350～450℃。