CN104700963B - 一种同轴电缆二次物理发泡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同轴电缆二次物理发泡方法。目的是提供的方法应能有效消除模口料并消除成核剂分解后残留在绝缘泡壁上的极性物质，以降低绝缘材料的介电常数，提高同轴电缆的衰减性能，为市场提供更高品质的产品。技术方案是：一种同轴电缆二次物理发泡方法，按以下步骤依次进行：1)将高低密度聚乙烯和成核剂按一定比例混合均匀后获得混合料；2)通过物理发泡机台对混合料进行高温发泡，然后通过模具敷在经过前道工序处理的电缆内导体上，形成具有绝缘层的电缆芯线；3)采用喷火装置对准从模具输出的电缆芯线绝缘层进行二次加热发泡；4)绝缘冷却后由后牵引设备进行卷绕收线；同轴电缆的二次物理发泡工艺过程完成。

Description

一种同轴电缆二次物理发泡方法

技术领域

本发明涉及同轴电缆技术，尤其涉及一种同轴电缆的二次物理发泡方法。

背景技术

由于物理发泡绝缘既能提高电缆的传输性能，又能降低绝缘材料消耗，故通信电缆的绝大多数绝缘结构采用了物理发泡技术，并且取得了非常显著的经济效益。物理发泡的主要过程是将氮气溶解于熔融的聚乙烯(PE)或其他可发泡的熔融塑料中，在成核剂的作用下，形成微细的泡孔结构。此过程中的氮气和绝缘料历经了塑料熔融，氮气注入，混合料的高压搅拌，挤出后的压力突变直至为微泡的形成，故整个过程变量多，特别容易产生缺陷。物理发泡挤出过程中常见的缺陷如下：(1)模口料——在未流出模具出口时，沿模具内表面流动的料移动相对慢，随后在流出模具出口时突然被加速。这种突然加速在熔体中引起应力。在应力作用下，低分子量聚合物部分和熔体中的其它组分就会(与聚合物熔体)分离，并沉积在模具出口部位，容易在电缆绝缘层表面形成凹凸状的破疤，业已成为整个行业的一个难题；(2)绝缘衰减偏大，尤其是高频衰减——物理发泡的绝缘材料由基础树脂(聚乙烯)和成核剂组成，基础树脂一般有HDPE和LDPE按一定的比例配制而成。同轴电缆的衰减的好坏主要就取决于上述三种绝缘材料。为了获得较好的衰减常数，往往通过选择介电常数较小的HDPE和LDPE，而对于成核剂的关注较少。其实，在物理发泡绝缘制造过程中，成核剂所取得作用是至关重要的。成核剂对泡沫绝缘的结构和绝缘的电性能的影响非常大。成核剂的主要成分为偶氮二酰胺，此物质经过一定的高温诱导期后，会分解形成一个个“微核”，同时也会分解产生许多微小的极性分子，这些极性分子随着发泡“转移”到绝缘泡壁，对降低绝缘的介电常数极其不利，导致高频衰减过大。

物理发泡技术作为一种先进技术，在通信电缆制造领域已有多家单位展开了研究，其中有很多专利已经公开，例如：一种生产电缆的物理发泡方法(公开号：CN 1820929)；皮/泡沫/皮物理发泡电缆及其制作工艺(公开号：CN1162822)；二氧化碳物理发泡射频同轴电缆绝缘缆芯制作方法(公开号：CN101640083)等。但是现有的相关专利仅是对简单物理发泡工艺和过程进行了公开，尚未见到克服物理发泡上述缺陷的相关工艺技术和生产方法的专利申请。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术的不足，提供了一种同轴电缆物理发泡生产的改进，所提供的方法应能有效消除模口料并消除成核剂分解后残留在绝缘泡壁上的极性物质，以降低绝缘材料的介电常数，提高同轴电缆的衰减性能，为市场提供更高品质的产品。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种同轴电缆二次物理发泡方法，按以下步骤依次进行：

1)将高低密度聚乙烯和成核剂按一定比例混合均匀后获得混合料，低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、成核剂的重量份比例为15-30：68-85；0.45-0.65；

2)通过物理发泡机台对混合料进行高温发泡，然后通过模具敷在经过前道工序处理的电缆内导体上，形成具有绝缘层的电缆芯线；

3)采用喷火装置对准从模具输出的电缆芯线绝缘层进行二次加热发泡，以快速消除残留在绝缘层表面的极性物质和沉积在模具出口部位的模口料；喷火装置喷出的火焰温度为500-700℃，火焰离模具出口的距离为10-20mm；

4)绝缘冷却后由后牵引设备进行卷绕收线；同轴电缆的二次物理发泡工艺过程完成。

所述步骤3)中的喷火装置包括通过输气管道依次连通的气源、减压安全阀和喷火枪，优选燃气喷火枪。

所述步骤3)中的喷火装置喷出的火焰高度为20-55mm。

所述步骤3)中的喷火装置采用的氧气与空气的体积比例为1：1.89-2.13。

所述步骤1)中的成核剂为偶氮二甲酰胺。

本发明的有益效果是：

1)本发明通过诱导已经发泡的聚乙烯绝缘层进行二次发泡，能将成核剂分解后的极性物质迅速消除，大大降低了绝缘材料的介电常数，高频衰减问题得到有效缓解，从而使电缆的传输性能大大加强。

2)由于通过高温及时地将口模料烧毁，物理发泡模口料的问题不再存在，由口模料导致在绝缘层表面形成凹凸状破疤的顽症得到彻底解决。

3)采用的喷火装置均由常规部件配置而成，结构简单而成本较低。

附图说明

图1为本发明所述同轴电缆二次物理发泡工艺流程图。

图2为同轴电缆的常规物理发泡工艺流程图。

图3为本发明电缆的结构示意图。

图4为本发明所述同轴电缆生产线中物理发泡生产设备的布局示意图。

图5为图4中喷火装置的结构示意图。

图中有：燃气瓶1，输气管道2，减压安全阀2，温度传感器4，燃气喷火枪5，内层挤出机7，物理发泡机8，喷火装置9，冷却水槽10，内导体11，二次物理发泡绝缘层12，外导体12，外护套14。

具体实施方式

以下通过附图所示的实施例进一步说明。

常规的同轴电缆物理发泡的生产工艺如图2所示，依次为导体放线、过模、前牵引、内层涂胶、主机发泡、绝缘冷却、后牵引以及收线。

相应的，本发明的生产工艺如图1所示，依次为导体放线、过模、前牵引、内层涂胶、主机发泡、火烧芯线、绝缘冷却、后牵引以及收线；显然，本发明增设了一道火烧芯线的二次发泡工序。

为描述简便，本文将导体放线、过模、前牵引以及内层涂胶槪述为前道工序。

该实施例涉及RG6规格的二次物理发泡同轴电缆的生产工艺，具体生产过程如下：

第一步，配置混合料；选用1C7A牌号的低密度聚乙烯材料和T60-800牌号的高密度聚乙烯材料，0302牌号的成核剂(偶氮二甲酰胺)以一定比例混合(优选拌料机混合)而成，低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、成核剂的重量份比例为25：75；0.6；

第二步：在物理发泡主机与冷却水槽之间，加设一喷火装置；喷火装置包括通过输气管道2依次连通的气源(燃气瓶1或管道燃气)、减压安全阀3和燃气喷火枪5(可优选可调节自动配氧枪头)；也可考虑在燃气喷火枪的枪口部位配置温度传感器4，以方便加热温度的控制。

第三步：采用第一步配好的混合料，在物理发泡机上生产绝缘芯线(在经过前道工序处理的电缆内导体上包覆绝缘发泡层，形成具有绝缘层的电缆芯线)，同时开启喷火装置，调节燃气与空气(氧气：氮气比为21:78.6)体积比为1：1.9，此时喷火枪喷射火焰为黄色，温度控制在500-700℃，火焰高度为20-55mm，火焰离模具出口的距离为10-20mm，自动进行生产(对准从模具输出的电缆芯线进行二次加热发泡，同时利用火焰热量将模具出口部位的沉积料烧除)。物理发泡工艺参数有：机身压力12.9Mpa，机头压力18.2Mpa，主机转速22Hz，牵引转速40Hz，水电容51.5±0.5PF/M。

第四步：绝缘冷却，由后牵引设备进行收线；这些均未常规工艺，不再细述；同轴电缆的二次物理发泡过程得以完成；

图4显示了同轴电缆生产线中二次物理发泡生产设备的布局：经过内层挤出机7以及物理发泡机8的内导体11，在物理发泡机模具出口部位受到喷火装置9中燃气喷火喷出的火焰加热(进行二次发泡)，然后经过冷却水槽10处理，进入后续工序处理(内导体运动方向如箭头A所示)。

所述后续工序，是依次进行外导体以及护套的制作(即在绝缘芯线外圆周面制作外导体屏蔽层，以及在制有外导体屏蔽层的半成品上完成护套的生产(外导体屏蔽层可以是金属丝编织层或金属丝编织层加铝箔或铝管或铜管结构)；后续工序均为常规工艺也不再细述。

通过上述生产方法制得的RG6规格二次物理发泡同轴电缆(如图3所示)，其结构为由內而外同轴布置的内导体11、二次物理发泡绝缘层12、外导体13和外护套14。所述内导体为1.02mm直径、25％导电率的铜包钢线；所述二次物理发泡绝缘层采用第一至第三步方法制得，直径4.57mm，发泡度65％；所述外导体由单层铝镁合金丝编织屏蔽层组成，编织结构为6*16*0.16mm；所述护套为聚氯乙烯护套，符合ROHS环保要求和UL安全要求，成品直径为6.86mm。所述内导体、二次物理发泡绝缘层、外导体和外护套，依次沿径向由内而外同轴设置。

经检测，本发明制得的同轴电缆与现有的同轴电缆的检测数据如下：

由表中数据可知：各种指标得以提高，其中的衰减性能还明显提升。

本发明提供的生产方法彻底解决了长期困扰行业却悬而未决的模口料问题，提高了产品的电气性能和稳定性，并且设计成本较低。

Claims (4)

1.一种同轴电缆二次物理发泡方法，按以下步骤依次进行：

1)将高低密度聚乙烯和成核剂按一定比例混合均匀后获得混合料，低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、成核剂的重量份比例为15-30：68-85：0.45-0.65；

2)通过物理发泡机台对混合料进行高温发泡，然后通过模具敷在经过前道工序处理的电缆内导体上，形成具有绝缘层的电缆芯线；

3)采用喷火装置对准从模具输出的电缆芯线绝缘层进行二次加热发泡，以快速消除残留在绝缘层表面的极性物质和沉积在模具出口部位的模口料；喷火装置喷出的火焰温度为500-700℃，火焰离模具出口的距离为10-20mm；

4)绝缘冷却后由后牵引设备进行卷绕收线；同轴电缆的二次物理发泡工艺过程完成；

所述步骤3)中的喷火装置包括通过输气管道(2)依次连通的气源、减压安全阀(3)和喷火枪。

2.根据权利要求1所述的同轴电缆二次物理发泡方法，其特征在于：所述步骤3)中的喷火装置喷出的火焰高度为20-55mm。

3.根据权利要求2所述的同轴电缆二次物理发泡方法，其特征在于：所述步骤3)中的喷火装置采用的氧气与空气的体积比例为1：1.89-2.13。

4.根据权利要求3所述的同轴电缆二次物理发泡方法，其特征在于：所述步骤1)中的成核剂为偶氮二甲酰胺。