CN108986961A

CN108986961A - 一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆及加工方法

Info

Publication number: CN108986961A
Application number: CN201810758672.7A
Authority: CN
Inventors: 闵峻
Original assignee: Changzhou Lingtianda Transmission Technology Co Ltd
Current assignee: Changzhou Lingtianda Transmission Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2018-12-11

Abstract

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆及加工方法，包括内导体，内导体外挤出成型有0.10‑0.18mm厚度的绝缘内层，绝缘内层外涂覆有0.01‑0.06mm厚度的电磁滤波层，电磁滤波层外挤出成型有0.05‑0.12mm厚度的绝缘外层，绝缘外层外挤出成型有外护套，所述的绝缘内层、绝缘外层的材质为聚偏氟乙二烯，所述的电磁滤波层内均匀弥散有磁性材料，电磁滤波层和绝缘层的粘合度和相容性强，提高了电缆的电磁滤波性能、绝缘整体性能。

Description

一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆及加工方法

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆及加工方法。

背景技术

目前航空航天武器装备中需要传输的信息量越来越大，信号传输的频率越来越高，高频信号的传输带来严重的电磁干扰，若不采取防护措施，空间中的高频电磁波会耦合到其它电线电缆中，造成电缆中传输的信号失真，导致航空航天器中各种电子设备的误动作，后果严重。此外，在未来复杂电磁环境下的信息化战争中，针对各类武器系统实施强电磁脉冲(EMP)干扰也是最常见的破坏手段，因此，在航空航天武器装备中，抗电磁干扰的能力将越来越重要。为了防止信号在传输过程受外界电磁干扰而发生畸变，必须对关键电缆进行电磁兼容(EMC)考虑，保障武器系统的正常运转。

在电子设备和系统中通用的电磁兼容设计技术有接地、屏蔽、滤波三种，通常称之为抑制电磁干扰的三大技术。接地是将干扰信号引入接地端；屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或衰减干扰信号的电磁传输；滤波是阻止干扰频率信号通过而允许有用频率信号通过的一种技术。接地的形式存在一定的应用条件限制，对于使用场合等存在诸多限制；屏蔽的形式由于编织屏蔽表面存在许多缝隙，电磁波在编织缝隙处会发生泄露，同时电磁波会在屏蔽表面发生发射而在周围空间形成二次电磁干扰；滤波技术是在电缆绝缘层表面涂覆一层滤波材料，滤波材料能够吸收电磁波的能量，避免发生电磁波反射，可以有效克服屏蔽形式反射式衰减的缺点。因而在这三种技术中，滤波技术是目前为止抗电磁干扰最常见、最有效、最经济的一种手段。但是，滤波复合材料和绝缘的配合形式以及电缆结构等一系列技术关键仍然制约该技术的进一步发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆及加工方法，电磁滤波层和绝缘层的粘合度和相容性强，提高了电缆的电磁滤波性能、绝缘整体性能。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：

一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，包括内导体，内导体外挤出成型有0.10-0.18mm厚度的绝缘内层，绝缘内层外涂覆有0.01-0.06mm厚度的电磁滤波层，电磁滤波层外挤出成型有0.05-0.12mm厚度的绝缘外层，绝缘外层外挤出成型有外护套，所述的绝缘内层、绝缘外层的材质为聚偏氟乙二烯，所述的电磁滤波层内均匀弥散有磁性材料。

绝缘内层、电磁滤波层、绝缘外层在内导体外部形成一种“三明治”结构的绝缘及电磁滤波防护层，外护套提供外部的缓冲、保护，吸收外部冲击，外护套、绝缘外层保证电磁滤波层的整体性、致密性，使电缆保持极好的电缆滤波性能，延长使用寿命，绝缘内层与内导体贴合紧密，形成紧贴内导体表面的致密的内侧的绝缘层，聚偏氟乙二稀为材质经挤出成型成绝缘内层、绝缘外层，具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度、高能辐射性，以及优良的耐化学腐蚀性、优良的耐高温色变性和耐氧化性等，形成双重的防护，内侧紧贴导体形成致密绝缘防护，外侧紧贴电磁滤波层再次形成致密的绝缘防护，双重防护作用，电缆的绝缘整体性极大的提高，并且使电缆具有优良的抗氧化、抗冲击、抗化学腐蚀等能力，极大的延长电缆的使用寿命，内外两侧绝缘层挤出成型，对电磁滤波层形成内外包裹的封闭性防护，使电磁滤波层保持致密的结构，极大的提高本电缆的电磁滤波性能，外护套、绝缘外层的防护，可避免电磁滤波层受到破坏，抵御外部冲击，避免电磁滤波层破损，使本电缆在使用寿命内保持优良的电磁滤波性能，电磁滤波层采用高温液相多层涂覆技术将电磁滤波复合材料涂覆到绝缘内层上经烧结成型，外部再通过挤出成型绝缘外层，绝缘层和电磁滤波层间的相容性好，粘合度强，从而提高电缆在复杂使用条件下诸如弯曲等条件下电缆绝缘的整体性、及电磁滤波性，从而保证电缆在复杂使用环境下的绝缘整体性，提高电磁滤波电缆的电磁滤波性能，电磁滤波层内均匀弥散的磁性材料形成滤波电路，利用磁性材料的复数磁导率产生磁损耗机理，吸收电磁波，达到滤波效果，提高航空航天武器装备用低频电缆抗复杂电磁环境干扰水平。

进一步的，所述的内导体为镀银铜导体。

进一步的，所述的外护套的材质为交联乙烯-四氟乙烯，使电缆具有较好的耐磨性、耐辐射性。

进一步的，所述的磁性材料为铁氧体，铁氧体独特的复数磁导率产生磁损耗机理，可有效吸收电磁波，达到滤波效果。

一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的加工方法，包括以下步骤：

1)制备内导体；

2)成型绝缘内层：

通过挤出成型设备在步骤1)制备的内导体表面挤出成型聚偏氟乙二烯材质的绝缘内层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料，绝缘内层的厚度控制在0.10-0.18mm；

3)成型电磁滤波层：

a.制备滤波复合材料：

将聚偏氟乙烯溶解于二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮的溶剂中，再向溶剂中加入粉状的磁性材料及交联剂，得到混合溶液，对混合溶液进行机械搅拌，得到滤波复合材料，其中，聚偏氟乙烯与溶剂的质量比为1:3-1:7，磁性材料占混合溶液总质量的60％-80％，交联剂与聚偏氟乙烯的质量比为5％-15％；

b.将步骤a)中制备的滤波复合材料均匀的涂覆在步骤2)中得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面，聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面形成滤波复合材料涂覆层；

c.烧结：通过烧结设备对经步骤b)处理后得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面的滤波复合材料涂覆层进行烧结，滤波复合材料涂覆层烧结后在聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面形成电磁滤波层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品，烧结温度为120℃-220℃，电磁滤波层的厚度控制在0.01-0.06mm；

4)成型绝缘外侧：

通过挤出成型设备在步骤3)中得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品的表面挤出成型绝缘外层，绝缘外侧的厚度控制在0.05-0.12mm；

5)成型外护套：

通过挤出成型设备在经步骤4)处理后得到的绝缘外侧外部挤出成型外护套，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆成品。

进一步的，步骤3)的步骤a中的磁性材料为粉状的铁氧体，交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯。

本发明的有益效果是：采用上述方案，

1.电磁滤波层与绝缘层的相容性、粘合度好，从而保证电缆在复杂使用环境下的绝缘整体性，提高电磁滤波电缆的电磁滤波性能，提高航空航天武器装备用低频电缆抗复杂电磁环境干扰水平；

2.绝缘内层、绝缘外侧、电磁滤波层的厚度设置合理，既有效对电磁滤波层进行防护、保持电缆较好的绝缘整体性，又不降低电缆的柔韧性，使电缆可弯曲使用，弯曲使用中，“三明治”结构的防护性能使电缆保持较好的绝缘性、电磁滤波性，延长电缆使用寿命；

3.生产过程简单，便于掌握控制，磁性材料可均匀的弥散在电磁滤波层中，充分发挥滤波作用。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明的结构示意图。

其中：1为内导体，2为绝缘内层，3为电磁滤波层，4为绝缘外层，5为外护套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

结构实施例1：参照图1，一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，包括镀银铜合金的内导体1，内导体1表面通过挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.01mm厚度的绝缘内层2，绝缘内层2的表面设有滤波复合材料构成的0.10mm厚度的电磁滤波层3，电磁滤波层3内均匀弥散有铁氧体，电磁滤波层3的外部挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.05mm厚度的绝缘外层4，绝缘外层4外挤出成型有交联乙烯-四氟乙烯材质的外护套5，绝缘内层、电磁滤波层、绝缘外层构成的“三明治”结构的内导体防护结构，一重绝缘防护、电磁滤波防护、二重绝缘防护的复合结构，使本电缆的绝缘整体性极大的提高，电磁滤波层与绝缘内层、绝缘外层间相容性、粘合度好，电缆在弯曲、弯折时，电磁滤波层、绝缘层间依然保持整体、不分离，电缆在复杂使用条件下诸如弯曲等条件下电缆绝缘的整体性、电磁滤波性能依然保持，具有较长的使用寿命，铁氧体使电磁滤波层具有较好的滤波性能。

结构实施例2：参照图1，一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，包括镀银铜合金的内导体1，内导体1表面通过挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.18mm厚度的绝缘内层2，绝缘内层2的表面设有滤波复合材料构成的0.06mm厚度的电磁滤波层3，电磁滤波层3内均匀弥散有铁氧体，电磁滤波层3的外部挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.12mm厚度的绝缘外层4，绝缘外层4外挤出成型有交联乙烯-四氟乙烯材质的外护套5。

结构实施例3：参照图1，一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，包括镀银铜合金的内导体1，内导体1表面通过挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.15mm厚度的绝缘内层2，绝缘内层2的表面设有滤波复合材料构成的0.03mm厚度的电磁滤波层3，电磁滤波层3内均匀弥散有铁氧体，电磁滤波层3的外部挤出成型有聚偏氟乙二烯材质的0.10mm厚度的绝缘外层4，绝缘外层4外挤出成型有交联乙烯-四氟乙烯材质的外护套5。

方法实施例1：

1)以镀银铜导体为材料通过常规方法制备内导体；

2)成型绝缘内层：

利用挤出成型设备在步骤1)制备的内导体表面挤出成型聚偏氟乙二烯材质的、厚度为0.10mm的绝缘内层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料；

3)成型电磁滤波层：

a.制备滤波复合材料：

将聚偏氟乙烯溶解于二甲基乙酰胺的溶剂中，再向溶剂中加入粉状的铁氧体及三丙烯基异氰脲酸酯，得到混合溶液，利用机械搅拌装置对混合溶液进行机械搅拌，搅拌均匀后得到滤波复合材料，其中，聚偏氟乙烯与二甲基乙酰胺的质量比为1:3，铁氧体占混合溶液总质量的60％，三丙烯基异氰脲酸酯与聚偏氟乙烯的质量比为5％；

b.利用涂覆设置采用高温液相多层涂覆技术将步骤a)中制备的滤波复合材料均匀的涂覆在步骤2)中得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面，聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面形成滤波复合材料涂覆层；

c.烧结：通过烧结设备对经步骤b)处理后得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面的滤波复合材料涂覆层进行烧结，滤波复合材料涂覆层烧结后在聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面形成0.01mm厚度的电磁滤波层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品，烧结温度为120℃-220℃；

4)成型绝缘外侧：

利用挤出成型设备在步骤3)中得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品的表面挤出成型0.05mm厚度的绝缘外层；

5)成型外护套：

利用挤出成型设备在经步骤4)处理后得到的绝缘外侧外部挤出成型外护套，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆成品。

采用聚偏氟乙二烯、适当比例的磁性材料及其他助剂等复合的形式制备电磁滤波复合材料，采用高温液相多层涂覆技术将滤波复合材料均匀涂覆在绝缘内层上，从而保证起滤波作用的磁性颗粒能均匀的涂覆到滤波电缆上；采用“三明治”绝缘结构形式，提高电磁滤波层和绝缘层的粘合度和相容性，从而保证电缆在复杂使用环境下的绝缘整体性，提高电磁滤波电缆的电磁滤波性能，提高航空航天武器装备用低频电缆抗复杂电磁环境干扰水平。

方法实施例2：一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的加工方法，包括以下步骤：

1)以镀银铜导体为材料通过常规方法制备内导体；

2)成型绝缘内层：

利用挤出成型设备在步骤1)制备的内导体表面挤出成型聚偏氟乙二烯材质的、厚度为0.18mm的绝缘内层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料；

3)成型电磁滤波层：

a.制备滤波复合材料：

将聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮的溶剂中，再向溶剂中加入粉状的铁氧体及三丙烯基异氰脲酸酯，得到混合溶液，利用机械搅拌装置对混合溶液进行机械搅拌，搅拌均匀后得到滤波复合材料，其中，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:7，铁氧体占混合溶液总质量的80％，三丙烯基异氰脲酸酯与聚偏氟乙烯的质量比为15％；

c.使表面涂覆有复合材料涂覆层的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料通过设置的环状的羊毛毡模具，聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的轴心始终与羊毛毡模具的环状的圆心重合，羊毛毡模具对复合材料涂覆层进行整形，使复合材料涂覆层厚度均匀的涂覆在聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面，保证涂覆层的均一性、涂层厚度的均匀性等，确保磁性颗粒均匀的涂覆到滤波电缆上；

d.烧结：通过烧结设备对经步骤c)处理后得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面的滤波复合材料涂覆层进行烧结，滤波复合材料涂覆层烧结后在聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆毛料表面形成0.06mm厚度的电磁滤波层，得到聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品，烧结温度为120℃-220℃,温度控制合理，保证电磁滤波层均一性、厚度的均匀性，确保铁氧体均匀分布均匀；

4)成型绝缘外侧：

利用挤出成型设备在步骤3)中得到的聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆半成品的表面挤出成型0.12mm厚度的绝缘外层；

5)成型外护套：

方法实施例3：一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的加工方法，包括以下步骤：

1)以镀银铜导体为材料通过常规方法制备内导体；

2)成型绝缘内层：

3)成型电磁滤波层：

a.制备滤波复合材料：

将聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮的溶剂中，再向溶剂中加入粉状的铁氧体及三丙烯基异氰脲酸酯，得到混合溶液，利用机械搅拌装置对混合溶液进行机械搅拌，搅拌均匀后得到滤波复合材料，其中，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:5，铁氧体占混合溶液总质量的70％，三丙烯基异氰脲酸酯与聚偏氟乙烯的质量比为13％；

4)成型绝缘外侧：

5)成型外护套：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，其特征在于：包括内导体，内导体外挤出成型有0.10-0.18mm厚度的绝缘内层，绝缘内层外涂覆有0.01-0.06mm厚度的电磁滤波层，电磁滤波层外挤出成型有0.05-0.12mm厚度的绝缘外层，绝缘外层外挤出成型有外护套，所述的绝缘内层、绝缘外层的材质为聚偏氟乙二烯，所述的电磁滤波层内均匀弥散有磁性材料。

2.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，其特征在于：所述的内导体为镀银铜导体。

3.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，其特征在于：所述的外护套的材质为交联乙烯-四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆，其特征在于：所述的磁性材料为铁氧体。

5.一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的加工方法，包括以下步骤：

1)制备内导体；

2)成型绝缘内层：

3)成型电磁滤波层：

a.制备滤波复合材料：

4)成型绝缘外侧：

5)成型外护套：

6.根据权利要求5所述的一种聚偏氟乙二烯绝缘电磁滤波电缆的加工方法，其特征在于：步骤3)的步骤a中的磁性材料为粉状的铁氧体，交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯。