CN105304206A - 一种新型同轴电缆及其制备方法 - Google Patents

一种新型同轴电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

为解决现有将编织芯线经过助焊剂和熔融锡液时，由于锡液温度相对较高，浸锡处理时，编织网印到绝缘芯线上的印痕较深，导致同轴电缆在后续使用的过程中，剥线非常困难的问题。本发明提供了一种新型同轴电缆及其制备方法。本发明实施例一方面提供了一种新型同轴电缆，由内向外依次包括中心导体、发泡绝缘层、耐高温层及浸锡编织层。由于其在发泡绝缘层外设置了承受温度更高的耐高温层，在进行浸锡处理时，编织层刻在绝缘层上的印痕较浅，其剥线更加容易。

Description

一种新型同轴电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及同轴电缆领域。
背景技术
现有提供了一种发泡交联聚乙烯同轴电缆，由内向外依次包括中心导体、发泡交联聚乙烯绝缘层、及浸锡编织层；所述发泡交联聚乙烯绝缘层由聚乙烯、成核剂和交联引发剂经发泡后交联形成。
聚乙烯(英文全称polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。编织层一般为铜丝或镀锡铜丝编织形成。该种高传输速率的发泡交联聚乙烯同轴电缆，由于其发泡交联聚乙烯绝缘层在成型的过程中加入了交联引发剂，因此，极大地提高了所述发泡交联聚乙烯绝缘层的耐热温度，其耐热温度可以提高到200℃以上。因此，可以通过整体浸锡的方式在编织层外浸锡，即在所述发泡交联聚乙烯绝缘层外形成浸锡编织层。此种同轴电缆，极大地提高了其传输速率；其成本相对较低；浸锡编织层成为一整体，可进一步防止信号泄露及外界干扰；其机械性能也更好。
然而，发明人在研发过程中也发现，将编织芯线(即从内到外包括中心导体、发泡交联聚乙烯绝缘层及编织层的半成品)经过助焊剂和熔融锡液时，其锡液的温度仍然相对过高，浸锡处理时，编织网印到绝缘芯线(中心导体外形成发泡交联聚乙烯绝缘层后的半成品)上的印痕较深，导致同轴电缆在后续使用的过程中，剥线非常困难。
发明内容
为解决现有将编织芯线经过助焊剂和熔融锡液时，由于锡液温度相对较高，浸锡处理时，编织网印到绝缘芯线上的印痕较深，导致同轴电缆在后续使用的过程中，剥线非常困难的问题。本发明提供了一种新型同轴电缆及其制备方法。
本发明实施例一方面提供了一种新型同轴电缆，由内向外依次包括中心导体、发泡绝缘层、耐高温层及浸锡编织层。
优选地，所述浸锡编织层外还设有护套层。
优选地，所述耐高温层包括氟塑料薄膜、耐高温纱布、耐高温纤维布中的一种。
优选地，所述氟塑料薄膜为PTFE薄膜。
优选地，所述PTFE薄膜的厚度为0.02-0.3mm。
优选地，所述发泡绝缘层为发泡交联聚乙烯绝缘层。
本发明实施例另一方面提供了一种新型同轴电缆的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：在中心导体外成型发泡绝缘层，得到发泡芯线；
步骤S2：在所述发泡芯线外纵包一层耐高温层，并在所述耐高温层外形成编织层，获得编织芯线；
步骤S3：将所述编织芯线依次通过一助焊剂及熔融锡液，获得浸锡编织层。
优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：
将1～3重量份的交联引发剂预制成母粒，加入7-9重量份聚乙烯中，制备得到交联料粒；
将1.5-2.0重量份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料；
将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡交联聚乙烯绝缘层，获得所述发泡芯线。
优选地，所述步骤S2具体为：在编织机中，将所述发泡芯线外纵包耐高温层，然后在所述耐高温层外采用铜线编织一层编织层，获得所述编织芯线。
优选地，所述步骤S3之后还包括如下步骤：在所述浸锡编织层外通过挤出机形成一护套层。
本发明实施例公开的新型同轴电缆产品及其制备方法。一方面，相对于发泡交联聚乙烯绝缘层，该耐高温层的原材料可以采用更便宜的材料，因此其成本相对更低，另一方面，浸锡编织层成为一整体，可进一步防止信号泄露及外界干扰；其机械性能也更好。同时，由于其在发泡绝缘层外设置了承受温度更高的耐高温层，在进行浸锡处理时，编织层刻在绝缘层上的印痕较浅，其剥线更加容易。当用在柔性电缆上时，应用过程中有时需要在柔性电缆中间编织网上直接焊锡，此时其耐高温层的耐温较高，更能承受焊锡的高温。同时，本发明实施例提供的该种新型同轴电缆，可以取代现有成本较高的氟塑料同轴电缆。
附图说明
图1本现有技术中提供的无护套层发泡交联聚乙烯同轴电缆截面示意图；
图2本发明实施例提供的新型无护套层同轴电缆截面示意图；
图3本发明实施例提供的包括护套层的新型同轴电缆截面示意图。
其中，1、中心导体；2、发泡交联聚乙烯绝缘层；3、浸锡编织层；4、耐高温层；5、护套层。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本例提供了一种新型同轴电缆，由内向外依次包括中心导体、发泡绝缘层、耐高温层及浸锡编织层。
其中，该发泡绝缘层可以为本领域技术人员熟知的各种发泡材料形成的起绝缘作用的结构。比如由聚乙烯制作而成。现有常见的发泡绝缘层为发泡聚乙烯(PE)。作为进一步改进的结果，所述发泡绝缘层为发泡交联聚乙烯绝缘层。所述发泡交联聚乙烯绝缘层由聚乙烯、成核剂和交联引发剂经发泡后交联形成。所述交联可以采用热、光和辐照交联等多种方式。
中心导体1为铜芯或镀锡铜芯或镀银铜芯，根据不同的规格，其直径也不相同，此为本领域技术人员所公知。以50-3的规格为例，其直径可以为1.10-1.15mm。
一般将中心导体外成型发泡绝缘层后的半成品称为发泡芯线(或称绝缘芯线)。其发泡芯线的直径一般为1-10mm。不同的规格的同轴电缆适用不同的直径。其发泡度为50％-70％，也可以为更大或更小的数值，并不局限其发泡度，上述数值仅供参考。
具体的，所述耐高温层包括氟塑料薄膜、耐高温纱布、耐高温纤维布中的一种。但也并不局限于上述材料，只要其能起到耐高温的作用，防止在编织后浸锡的过程中发泡芯线出现较深印痕导致剥线困难即可。
作为优选的实施方式，氟塑料薄膜可以有聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟(乙烯丙烯)共聚物(FEP)、聚全氟烷氧基树脂(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)等。优选地，建议所述氟塑料薄膜为PTFE薄膜。上述PTFE薄膜的厚度并不特别限定，不同规格的同轴电缆其耐高温层的厚度也不一样。本例中给出如下优选范围0.02-0.3mm。
将在发泡芯线外包裹耐高温层后的半成品(为方便描述，将其称为纵包芯线)在编织机上编织铜线，获得一编织层，然后将其快速通过一浸锡层，即获得所谓的浸锡编织层3，将在后续的工艺方法中做具体介绍。
如图2所示，作为一种优选方式，所述浸锡编织层3外还设有护套层5。护套层的材质可以为各类氟树脂或者PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、LSZH(低烟无卤阻燃线缆料)等。
上述的发泡交联聚乙烯绝缘层可根据如下步骤获得：
将1～3重量份的交联引发剂预制成母粒，加入7-9重量份聚乙烯(作为载体)中，制备得到交联料粒；
将1.5-2.0重量份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料；所述聚乙烯基料包括低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，其重量配比为2:8～5:5。作为一种实施方式，该聚乙烯基料优选为牌号为6944和牌号为1253的电线电缆料按1:1混合而成，所述成核剂可以采用型号为HD101的成核剂。
将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡交联聚乙烯绝缘层，即获得所谓的发泡芯线。
或者上述发泡挤出的方法也可以采用如下方案：交联引发剂不经预制成母粒的工序，而是直接将交联引发剂和聚乙烯基料混合加入混料效果更好的物理发泡挤出机中直接挤出成型，获得初级绝缘芯线。
所谓交联指2个或者更多的分子(一般为线型分子)相互键合交联成网络结构的较稳定分子(体型分子)反应。这种反应使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网状结构，以此提高强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能。现有聚乙烯可以直接进行辐照交联。而本发明则是加入了交联引发剂，该交联引发剂能进一步促进交联反应的进行。本发明并不特别限定交联引发剂的种类，只要其能起到引发交联的作用，能提高其强度、耐热性等性能即可。比如有机过氧化物、无机过氧化物、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂等，作为一种优选方式，本例所述交联引发剂包括1.5-2.5重量份的TMPTMA、及0.5-1重量份DCP。
TMPTMA是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的简写(其英文全称为Trimethylolpropanetrimethylacrylate)。它是一种无色或黄色透明液体，具有反应活性高、交联密度高、硬度佳、高光泽等特点。TMPTMa可均聚或与其它耐热性单体进行共聚。可缩短交联时间，提高交联制品的定伸强度压缩永久变形等性能。
DCP为过氧化二异丙苯的英文简写(其英文全称为DicumylPeroxide)，分子式C18H22O2，相对分子质量270.37。物化性能白色结晶。熔点41～42℃。相对密度1.082。分解温度120～125℃。
通过TMPTMa和有机过氧化物(如DCP等)进行热、光和辐照交联，不仅可显著提高交联剂制品的耐热性、耐溶剂性、耐候性、抗腐蚀性和阻燃性，同时还改善机械性能和电性能，比单纯用DCP交联更能改善产品的品质，消除DCP的异味，减少DCP用量。
成核剂是物理发泡材料必用的一种材料，又称发泡剂，若不使用成核剂，则发泡材料不能够有序的发泡，电缆的外圆直径也无法控制。因此成核剂被视为发泡材料的核心。其组成一般为改性偶氮二酰胺和低密度聚乙烯；用于以气体注射发泡工艺生产聚乙烯通信电缆的过程中。成核剂将有助于获得最佳微孔结构分布及规则的微孔形状，这些重要参数将保证规则其绝缘层的直径和容量。
采用成核剂后，其发泡聚乙烯绝缘层的发泡度可以达到50％-70％。
实施例2
本例提供了一种新型同轴电缆的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：在中心导体外成型发泡绝缘层，得到发泡芯线；
步骤S2：在所述发泡芯线外纵包耐高温层，并在所述耐高温层外形成编织层，获得编织芯线；
步骤S3：将所述编织芯线依次通过助焊剂及熔融锡液，获得浸锡编织层。
其中，步骤S1具体包括如下步骤：
将1～3重量份的交联引发剂预制成母粒，加入7-9重量份聚乙烯中，制备得到交联料粒；其中，所述交联引发剂包括1.5-2.5重量份的TMPTMA、及0.5-1重量份DCP；将TMPTMA、DCP混合预制成母粒。
将1.5-2.0重量份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料；
将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；在所述发泡挤出过程中，注入20-35MPa的氮气。
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡聚乙烯绝缘层，获得所述绝缘芯线。其中，将所述初级绝缘芯线经电子加速器辐照使其发泡聚乙烯绝缘层发生交联时，辐照剂量为20mrd以上，速度为50-60米/分。
上述步骤S2具体为：在编织机中，将所述发泡芯线外纵包耐高温层，然后在所述耐高温层外采用铜线编织一层编织层，获得所述编织芯线。即上述纵包工艺和编织均在编织机上完成，编织机上，通过送料机从编织机的下端分别送入发泡芯线和耐高温层的带状原料；在编织机的发泡芯线入口处通过纵包机构，在该发泡芯线外纵包该耐高温层。然后纵包后的发泡芯线外编织铜线(也包括浸锡铜线)，形成编织芯线。所谓的纵包和编织过程均为本领域技术人员所公知，不再赘述。
该步骤2中编织和步骤3中浸锡的过程具体描述如下：将绝缘芯线引入编织机中，编织机将16锭或24锭(每锭铜线的根数根据密度需要进行设计)的并丝进行编织，形成所述的金属编织层，将经过该编织机的半成品称为编织芯线。然后将所述编织芯线导入一助焊剂槽(其内装有助焊剂)后再导入锡槽中，该锡槽内容纳有熔融的温度高达232℃至280℃的锡液，编织芯线快速通过该锡槽，如此，即对编织层进行了浸锡处理，使编织层成为一个整体。
如果需要在浸锡编织层形成护套，还可以包括如下步骤：
步骤S4、在所述浸锡编织层外通过挤出机形成一护套层。以采用聚乙烯挤出成型该护套层为例，其具体步骤为：
A)、选用透明聚乙烯料；
B)、将上述物料在电缆护套挤出机上挤出成型该护套层，得到初级缆线；
C)、将该初级缆线再将电子加速器辐照使护套层发生交联，辐照剂量为20mrd以上，速度为50-60米/分。
实施例3
本例给出了一种新型同轴电缆的制备方法，具体如下：将1.5重量份TMPTMA和0.5重量份DCP预制成母粒，加入8重量份聚乙烯中，制备得到交联料粒。
然后将1.5份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料，该聚乙烯基料选用牌号为6944和牌号为1253的电线电缆料按1:1混合而成；成核剂型号为HD101。
然后将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；在所述发泡挤出过程中，注入30MPa的氮气。
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡交联聚乙烯绝缘层，形成所谓的发泡芯线。其中，将所述初级绝缘芯线经电子加速器辐照使其发泡聚乙烯绝缘层发生交联时，辐照剂量为23mrd，速度为50-60米/分。
在发泡芯线外纵包一层PTFE薄膜，形成纵包芯线，该PTFE薄膜的厚度为0.02mm(1mm左右外径的发泡芯线)。
然后在所述纵包芯线外形成所述浸锡编织层，在所述浸锡编织层外通过挤出机形成一护套层。将其制备得到的同轴电缆标记为A1。
实施例4
本例大部分与实施例3相同，区别在于，将以耐高温纱布代替PTFE薄膜。将其制备得到的同轴电缆标记为A2。
实施例5
本例大部分与实施例3相同，区别在于，将耐高温纤维布替代PTFE薄膜。将其制备得到的同轴电缆标记为A3。
实施例6
本例与实施例3大部分相同，区别在于，PTFE薄膜的厚度为0.05mm(2-3mm左右外径的发泡芯线)。将其制备得到的同轴电缆标记为A4。
实施例7
本例与实施例4大部分相同，区别在于，PTFE薄膜的厚度为0.1mm(3-5mm左右外径的发泡芯线)。将其制备得到的同轴电缆标记为A5。
实施例8
本例与实施例5大部分相同，区别在于，PTFE薄膜的厚度为0.3mm(8-10mm左右外径的发泡芯线)。将其制备得到的同轴电缆标记为A6。
比较例1
将1.5重量份TMPTMA和0.5重量份DCP预制成母粒，加入8重量份聚乙烯中，制备得到交联料粒。
然后将1.5份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料，该聚乙烯基料选用牌号为6944和牌号为1253的电线电缆料按1:1混合而成；成核剂型号为HD101。
然后将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；在所述发泡挤出过程中，注入30MPa的氮气。
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡交联聚乙烯绝缘层，形成所谓的发泡芯线。其中，将所述初级绝缘芯线经电子加速器辐照使其发泡聚乙烯绝缘层发生交联时，辐照剂量为23mrd，速度为50-60米/分。
然后在所述发泡芯线外形成所述浸锡编织层，在所述浸锡编织层外通过挤出机形成一护套层。
如此即获得本例所说的现有发泡交联聚乙烯同轴电缆，将其标记为B1。
性能试验
同时，对上述实施例3-8及比较例1进行性能测试后在剥线的过程中发现，比较例提供的B1的发泡芯线外印痕很深，剥线困难。而本发明提供的A1-A6的发泡芯线则印痕较浅，剥线轻松。
总言之，本发明实施例提供的新型同轴电缆，一方面，相对于发泡交联聚乙烯绝缘层，该耐高温层的原材料可以采用更便宜的材料，因此其成本相对更低，另一方面，浸锡编织层成为一整体，可进一步防止信号泄露及外界干扰；其机械性能也更好。同时，由于其在发泡绝缘层外设置了承受温度更高的耐高温层，在进行浸锡处理时，编织层刻在绝缘层上的印痕较浅，其剥线更加容易。当用在柔性电缆上时，应用过程中有时需要在柔性电缆中间编织网上直接焊锡，此时其耐高温层的耐温较高，更能承受焊锡的高温。同时，本发明实施例提供的该种新型同轴电缆，可以取代现有成本较高的氟塑料同轴电缆。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型同轴电缆，其特征在于，由内向外依次包括中心导体、发泡绝缘层、耐高温层及浸锡编织层。
2.根据权利要求1所述的新型同轴电缆，其特征在于，所述浸锡编织层外还设有护套层。
3.根据权利要求1或2所述的新型同轴电缆，其特征在于，所述耐高温层包括氟塑料薄膜、耐高温纱布、耐高温纤维布中的一种。
4.根据权利要求3所述的新型同轴电缆，其特征在于，所述氟塑料薄膜为PTFE薄膜。
5.根据权利要求4所述的新型同轴电缆，其特征在于，所述PTFE薄膜的厚度为0.02-0.3mm。
6.根据权利要求3所述的新型同轴电缆，其特征在于，所述发泡绝缘层为发泡交联聚乙烯绝缘层。
7.一种新型同轴电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：在中心导体外成型发泡绝缘层，得到发泡芯线；
步骤S2：在所述发泡芯线外纵包耐高温层，并在所述耐高温层外形成编织层，获得编织芯线；
步骤S3：将所述编织芯线依次通过助焊剂及熔融锡液，获得浸锡编织层。
8.根据权利要求7所述的新型同轴电缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：
将1～3重量份的交联引发剂预制成母粒，加入7-9重量份聚乙烯中，制备得到交联料粒；
将1.5-2.0重量份的成核剂加入100重量份的聚乙烯基料中，配置成发泡料；
将所述发泡料与所述交联料粒混合形成发泡交联混合物；
将同轴电缆的中心导体和所述发泡交联混合物在物理发泡机上发泡挤出初级绝缘芯线；
将所述初级绝缘芯线经辐照交联反应，在所述中心导体外成型所述交联后的发泡交联聚乙烯绝缘层，获得所述发泡芯线。
9.根据权利要求8所述的新型同轴电缆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：在编织机中，将所述发泡芯线外纵包耐高温层，然后在所述耐高温层外采用铜线编织一层编织层，获得所述编织芯线。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括如下步骤：在所述编织芯线外通过挤出机形成一护套层。
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