CN107746526A - 航空用抗电磁电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航空用抗电磁电缆，所述航空用抗电磁电缆包括电缆芯及包覆所述电缆芯的电缆护套组成；其中，所述电缆护套又以下方法制得：将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯进行热处理得到混合物M1；将混合物M1、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD进行胶炼得到混合物M2；将混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；其中，热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，并且，第二热处理的温度高于所述第一热处理70‑90℃。

Description

航空用抗电磁电缆
技术领域
本发明涉及电缆护套材料领域，具体地，涉及一种航空用抗电磁电缆。
背景技术
随着科技的进步，电缆已经广泛应用于各行各业的生产、作业中。而不同的作业环境对电缆的结构、材料及其性能也有不同的要求，例如航天航空用电缆、雷达探测用电缆即对电缆的抗电磁干扰性能有着很高的要求。
而电缆护套的制备直接会影响到电缆使用设备的抗电磁干扰性能的优劣；但是目前大多数的现有技术中，如CN104086716A、201510285569.1X 和201410295816.1等现有技术，仅仅记载了制得的电缆护套具有优异的耐高温性能、耐磨性能及高的机械强度等，并未披露出如何提高电缆护套的抗电磁干扰性能。
因此，提供一种具有更好的屏蔽性能的电缆护套以适用于航空领域、雷达探测领域是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种航空用抗电磁电缆，所述航空用抗电磁电缆包括电缆芯及包覆所述电缆芯的电缆护套组成；
其中，所述电缆护套又以下方法制得：将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯进行热处理得到混合物M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD进行胶炼得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；
其中，所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，并且，所述第二热处理的温度高于所述第一热处理70-90℃；所述抗电磁干扰填料由纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土经热处理制得。
根据上述技术方案，本发明选择先将主体材料聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯进行第一热处理、第二热处理后制得混合物M1，在热处理过程中使得各原料之间充分混和以使得各原料之间的协同作用最大化；接着，将M1与抗电磁干扰填料、硫化促进剂TMTD等组分混合进行胶炼后挤出造粒、加工制得抗电磁电缆护套。上述技术方案中，通过将原料先后进行热处理、胶炼，最后挤出造粒。另外本发明中使用的抗电磁干扰填料由纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土经热处理制得；更进一步的提高了制得的护套的抗电磁干扰性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种航空用抗电磁电缆，所述航空用抗电磁电缆包括电缆芯及包覆所述电缆芯的电缆护套组成；
其中，所述电缆护套又以下方法制得：将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯进行热处理得到混合物M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD进行胶炼得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；
其中，所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，并且，所述第二热处理的温度高于所述第一热处理70-90℃；所述抗电磁干扰填料由纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土经热处理制得。
上述技术方案中，所述第一热处理的温度的温度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高热处理的效果，优选地，所述第一热处理的温度为 90-110℃。
同样，所述第一热处理的时间均可以控制在较宽的范围内，但是为了提高热处理的效率，优选地，所述第一热处理的时间为1-2h。
所述第二热处理的时间均可以控制在较宽的范围内，但是为了提高热处理的效率，优选地，所述第二热处理的时间为2-4h。
上述技术方案中，胶炼的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高胶炼效果进而提高原料间的协同作用，优选地，所述胶炼至少满足以下条件：温度为130-160℃，和/或时间为2-4h。
本发明中，制备护套的过程中，各原料的具体用量配比可以在宽的范围内调节，但是为了提高制得的护套的抗电磁干扰性能，优选地，所述聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD的重量比为100：5-10：2-8：35-40：10-15：5-12：3-9：5-10：1.5-5.5： 2.1-3.5：1.2-3.2：1-3。
所述挤出造粒的温度可以在宽的范围内选择，但是为了提高挤出效率，优选地，所述挤出造粒的温度为170-190℃。
上述技术方案中，制备抗电磁干扰填料过程中，各原料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的抗电磁干扰填料的抗电磁干扰性能，优选地，以重量份计，所述纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土的用量比为10：5-8：3-10：5-15：3-8： 2-8：1-5：4-10。
上述制备方法中，所述热处理的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高热处理的效果，优选地，所述热处理的条件为：温度为150-200℃，时间为2-4h。
上述制备方法中，各原料的具体粒径可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的护套的抗电磁干扰性能，优选地，所述纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉和硅藻土的颗粒平均粒径各自独立为0.5-1.0μm；
另外，研磨后制得的所述抗电磁干扰填料的粒径可以在宽的范围内选择，但是为了提高抗电磁干扰填料与其他组分之间的相互作用，优选地，所述抗电磁干扰填料的平均粒径为100-200nm。
本发明中，为了进一步提高制得的电缆的性能，优选地，所述电缆线芯由多根铜线缠绕成缆制得；
进一步优选地，所述电缆线芯由3-5根铜线缠绕成缆制得。
制备例1
将纳米氧化钛(颗粒平均粒径为0.5μm)、三氧化二锰(颗粒平均粒径为0.8μm)、硫化钼(颗粒平均粒径为1.0μm)、镍黄铁矿(颗粒平均粒径为01.0μm)、黄铜粉(颗粒平均粒径为0.5μm)、碳纤维、陶瓷纤维、硅藻土(颗粒平均粒径为1.0μm)按照重量比为10：5：3：5：3：2：1：4混合后，在150℃热处理4h后冷却、研磨成平均粒径为100nm的抗电磁干扰填料，记作W1。
制备例2
将纳米氧化钛(颗粒平均粒径为1.0μm)、三氧化二锰(颗粒平均粒径为0.5μm)、硫化钼(颗粒平均粒径为0.8μm)、镍黄铁矿(颗粒平均粒径为1.0μm)、黄铜粉(颗粒平均粒径为0.8μm)、碳纤维、陶瓷纤维、硅藻土(颗粒平均粒径为1.0μm)按照重量比为10：6：8：10：5：6：3：8混合后，在180℃热处理3h后冷却、研磨成平均粒径为150nm的抗电磁干扰填料，记作W2。
制备例3
将纳米氧化钛(颗粒平均粒径为1.0μm)、三氧化二锰(颗粒平均粒径为1.0μm)、硫化钼(颗粒平均粒径为1.0μm)、镍黄铁矿(颗粒平均粒径为0.8μm)、黄铜粉(颗粒平均粒径为0.5μm)、碳纤维、陶瓷纤维、硅藻土(颗粒平均粒径为1.0μm)按照重量比为10：8：10：15：8：8：5：10 混合后，在200℃热处理2h后冷却、研磨成平均粒径为200nm的抗电磁干扰填料，记作W3。
制备例4
按照制备例1的方法制备抗电磁干扰填料，记作W4；不同的是各原料混合后不经热处理、直接研磨成平均粒径为100nm的抗电磁干扰填料。
制备例5
按照制备例1的方法制备抗电磁干扰填料，记作W5；不同的是未加入纳米氧化钛。
制备例6
按照制备例1的方法制备抗电磁干扰填料，记作W6；不同的是未加入三氧化二锰。
制备例7
按照制备例1的方法制备抗电磁干扰填料，记作W7；不同的是未加入硫化钼。
制备例8
按照制备例1的方法制备抗电磁干扰填料，记作W8；不同的是未加入镍黄铁矿。
实施例1
将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯先在90℃下热处理2h，接着在160℃热处理4h得到混合物 M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料W1、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD在130℃胶炼4h得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在170℃下挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；记作A1。
其中，所述聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯、抗电磁干扰填料W1、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD的重量比为100：5：2：35：10：5： 3：5：1.5：2.1：1.2：1。
实施例2
将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯先在100℃下热处理1.5h，接着在180℃热处理3h得到混合物M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料W2、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD在150℃胶炼3h得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在180℃下挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；记作A2。
其中，所述聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯、抗电磁干扰填料W2、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD的重量比为100：8：6：38：13：10： 6：8：3.5：3.0：2.5：2。
实施例3
将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯先在110℃下热处理1h，接着190℃热处理2h得到混合物 M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料W3、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD在160℃胶炼2h得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机在190℃下挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；记作A3。
其中，所述聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯、抗电磁干扰填料W3、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD的重量比为100：10：8：40：15： 12：9：10：5.5：3.5：3.2：3。
对比例1
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D1；不同的是各原料直接在90℃下热处理6h得到混合物M1，未经第二热处理过程。
对比例2
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D2；不同的是各原料直接在160℃下热处理6h得到混合物M1，未经第一热处理过程。
对比例3
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D3；不同的是使用的抗电磁干扰填料W4。
对比例4
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D4；不同的是使用的抗电磁干扰填料W5。
对比例5
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D5；不同的是使用的抗电磁干扰填料W6。
对比例6
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D6；不同的是使用的抗电磁干扰填料W7。
对比例7
按照实施例1的方法制得所述抗电磁电缆护套，记作D7；不同的是使用的抗电磁干扰填料W8。
测试例1
将上述电缆护套A1-A3和D1-D7检测其在30MHz下的屏蔽衰减，同时将上述A1-A3和D1-D7拆开形成多根线套，将线材按照GB/T2951.12进行老化实验并检测老化后的断裂伸长率(％)，得到的结果如表1所示。
表1
编号 屏蔽衰减(db) 断裂伸长率(％)
A1 84 750
A2 82 730
A3 83 730
D1 64 260
D2 57 300
D3 24 550
D4 22 570
D5 21 580
D6 27 600
D7 26 610
通过表1可以看出，在本发明范围内制得的电缆护套材料的屏蔽性能明显优于对比例中制得电缆护套，且在经过老化试验后其断裂伸长率也是高于对比例中制得电缆护套，也就是说在本发明范围外制得的电缆护套则不具备该良好的屏蔽性能和断裂伸长率，同时在本发明优选范围内制得的电缆护套的性能则更优，实现了屏蔽性能良好且更为耐老化的效果，大大提高了其在航空航天领域及雷达探测领域中应用时的使用寿命。且表1结果显示：本发明中分步进行的第一热处理和第二热处理能够有效提高各原料间的相互作用，进而提高了护套的抗电磁干扰性能；另外，抗电磁填料中的组分纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼和镍黄铁矿对护套的抗电磁屏蔽性能有主要的影响作用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种航空用抗电磁电缆，其特征在于，所述航空用抗电磁电缆包括电缆芯及包覆所述电缆芯的电缆护套组成；
其中，所述电缆护套又以下方法制得：将聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷以及苯乙烯进行热处理得到混合物M1；
将所述混合物M1、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD进行胶炼得到混合物M2；
将所述混合物M2经挤出机挤出造粒、加工制得所述抗电磁电缆护套；
其中，所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，并且，所述第二热处理的温度高于所述第一热处理70-90℃；所述抗电磁干扰填料由纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土经热处理制得。
2.根据权利要求1所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述第一热处理的温度为90-110℃。
3.根据权利要求2所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述第一热处理的时间为1-2h；和/或，所述第二热处理的时间为2-4h。
4.根据权利要求1所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述胶炼至少满足以下条件：温度为130-160℃，和/或时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述聚四氟乙烯树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、松节油、甲苯、聚二甲基硅氧烷、苯乙烯、抗电磁干扰填料、肌醇六磷酸酯、环氧化甘油三酸酯、丙烯酸酯和硫化促进剂TMTD的重量比为100：5-10：2-8：35-40：10-15：5-12：3-9：5-10：1.5-5.5：2.1-3.5：1.2-3.2：1-3。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述挤出造粒的温度为170-190℃。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的航空用抗电磁电缆，其中，以重量份计，所述纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉、碳纤维、陶瓷纤维和硅藻土的用量比为10：5-8：3-10：5-15：3-8：2-8：1-5：4-10。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述热处理的条件为：温度为150-200℃，时间为2-4h。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的航空用抗电磁电缆，其中，
所述纳米氧化钛、三氧化二锰、硫化钼、镍黄铁矿、黄铜粉和硅藻土的颗粒平均粒径各自独立为0.5-1.0μm；
所述抗电磁干扰填料的平均粒径为100-200nm。
10.根据权利要求1所述的航空用抗电磁电缆，其中，所述电缆线芯由多根铜线缠绕成缆制得；
优选地，所述电缆线芯由3-5根铜线缠绕成缆制得。
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