CN109257917A - 外绝缘电磁屏蔽套管 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种外绝缘电磁屏蔽套管，包括一柔性片材，所述柔性片材的两端通过粘扣或者纽扣相连围成一用于容纳线缆的套体，所述柔性片材包括上下设置的柔性上层与柔性下层；所述柔性片材还包括一夹设在所述柔性上层与所述柔性下层之间的电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层是设有Cu‑Cu复合膜的聚酯纤维编织而成的屏蔽网；所述柔性下层与所述柔性上层通过穿过所述屏蔽网的网孔的胶黏剂相连；所述柔性上层与所述柔性下层均是由PVC布料制成；以所述柔性上层的上表面为所述柔性片材接触线缆侧，所述柔性上层的上表面粘附有一玻璃纤维毡。

Description

外绝缘电磁屏蔽套管
技术领域
本申请涉及套管技术领域，尤其涉及一种外绝缘电磁屏蔽套管。
背景技术
套管分为粘式套管与扣式套管，广泛应用于电子、电工、汽车、造船、航空、通信、自动化等各种领域的线缆保护与整理，预防化学腐蚀、磨损的伤害。
现有的套管一般是采用PVC布料制成的，不具有电磁屏蔽的效果，功能单一。
发明内容
本发明旨在提供一种外绝缘电磁屏蔽套管，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种外绝缘电磁屏蔽套管，包括一柔性片材，所述柔性片材的两端通过粘扣或者纽扣相连围成一用于容纳线缆的套体，所述柔性片材包括上下设置的柔性上层与柔性下层；所述柔性片材还包括一夹设在所述柔性上层与所述柔性下层之间的电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层是设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维编织而成的屏蔽网；所述柔性下层与所述柔性上层通过穿过所述屏蔽网的网孔的胶黏剂相连；所述柔性上层与所述柔性下层均是由PVC布料制成；以所述柔性上层的上表面为所述柔性片材接触线缆侧，所述柔性上层的上表面粘附有一玻璃纤维毡。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的部分剖视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种外绝缘电磁屏蔽套管，参照图1，外绝缘电磁屏蔽套管，包括一柔性片材，柔性片材的两端通过粘扣或者纽扣相连围成一用于容纳线缆的套体，柔性片材包括上下设置的柔性上层2与柔性下层5，柔性片材还包括一夹设在柔性上层2与柔性下层5之间的电磁屏蔽层，柔性下层5与柔性上层2通过穿过屏蔽网的网孔的胶黏剂7相连；柔性上层2与柔性下层5均是由PVC布料制成；以柔性上层2的上表面为柔性片材接触线缆侧，柔性上层2的上表面粘附有一玻璃纤维毡1。
本发明通过优化传统套管，通过增设有电磁屏蔽层，便于实现电磁屏蔽的效果，通过优化电磁屏蔽层便于实现柔性弯曲的同时，保证电磁屏蔽效果，此外，通过胶黏剂穿过屏蔽网的网孔进而实现柔性下层5、柔性上层2、屏蔽网三者的复合效果。本发明通过玻璃纤维毡1，实现防火的同时，防止线缆与柔性片材之间的相互磨损。胶黏剂是一阻燃胶。进一步提高防火性。
柔性片材的厚度为0.3mm～0.4mm。柔性上层2的厚度为0.05mm～0.15mm，屏蔽网的厚度为0.03mm～0.08mm，柔性下层5的厚度为0.05mm～0.15mm。玻璃纤维毡1的厚度为0.08mm～0.1mm。
柔性下层5的下表面涂覆有一荧光涂层。以荧光涂层作为柔性下层5的防护层的同时，还可以实现夜间的显色。网孔的横截面面积为1mm2～2mm2。通过控制网孔的孔径，便于胶黏剂的穿过，便于保证电磁屏蔽效果。
柔性上层2还连接用于分隔套体内线缆的电磁屏蔽布6，电磁屏蔽布6的长度方向平行于柔性片材的长度方向；电磁屏蔽布6包括一镀镍碳纤维布以及涂覆在镀镍碳纤维布外表面的聚氨酯涂层胶。本专利通过电磁屏蔽布，便于实现套体内的线缆的分隔，便于线缆的梳理与分类。且便于同一套体内包覆的线缆间的相互干扰。电磁屏蔽布设有至少两个，两个电磁屏蔽部的间距为3cm～6cm。便于实现套体内多种线缆的分类整理。电磁屏蔽布的外表面包覆有玻璃纤维毡。便于实现防止磨损的效果，以及阻燃的效果。
具体的，所述电磁屏蔽层是设有Cu-Cu复合膜3的聚酯纤维4编织而成的屏蔽网；该聚酯纤维是通过添加填料A，采用熔融混纺制备得到的；其中，聚酯纤维中原料含量分别为：6-10％的填料A，余量为聚酯。
优选地，聚酯纤维中原料含量分别为：9％的填料A，余量为聚酯。
需要说明的是，上述的填料A包括CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子。在该实施方式中，Cu、Ag纳米粒子作为填料添加到聚酯纤维中，一方面其能够与后续的Cu-Cu复合膜形成紧密结合，大大增加了聚酯纤维与金属复合膜的结合，解决了金属复合膜与基材结合不牢固的问题；在另一方面，该Cu、Ag纳米粒子还能够与所述金属复合膜共同构成电磁屏蔽网络，增加电磁屏蔽效率。
该碳纳米管优选为单壁碳纳米管，采用单壁碳纳米管，其结构可看作由单层片状石墨卷曲而成，具有较高的表面能，对于与上述填料A中其它粒子的结合起到意料不到的有益效果。填料A中，各物质的质量份数分别为：CNT 4份，Cu纳米粒子7份，Ag纳米粒子8份；填料A中，Cu纳米粒子和Ag纳米粒子的粒径依次为100nm、200nm。能够理解，该聚酯纤维通过添加填料A，其中，CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子能够协同发挥作用，能够保证聚酯纤维的电磁屏蔽效果抗老化性好，同时起到抗洗涤的作用。
该聚酯纤维表面的Cu-Cu复合膜是依次采用磁控溅射铜膜和化学镀铜膜实现的。所述磁控溅射铜膜的厚度为1μm；所述化学镀铜膜的厚度为2μm；本申请的技术方案采用磁控和化学镀结合的方案，依次在织物本体表面设有磁控溅射铜膜和化学镀铜膜，两者结合形成所述的Cu-Cu复合膜，一方面，其具有优良的导电性、耐磨性、耐洗性和电磁屏蔽性能并且，织物本体中设有的填料A能够与Cu-Cu复合膜紧密结合，增大了织物本体外层薄膜的结合力，
本申请另一方面涉及所述设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维的制备过程：
S1、采用熔融混纺制备聚酯纤维；
S2、对聚酯纤维表面磁控溅射Cu膜；
S3、再对聚酯纤维表面化学镀Cu膜；
S1中，具体的，所述采用熔融混纺制备聚酯纤维具体为：首先，按照质量比例，将CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子混合均匀，经湿法研磨后，放入马弗炉中进行310℃煅烧50min，降温冷却后得到所述填料A；然后，称取填料A与聚酯切片进行混合干燥；干燥在真空转鼓干燥机中进行，借助真空系统将水分随空气一起抽除，干燥温度为130℃；干燥后的原料在螺杆挤出机作用下熔融后的熔体经熔体泵送至均质除杂搅拌器中进行均一化除杂处理，熔体在均质除杂搅拌器的停留时间为30min～90min；均质除杂后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道上的混合熔体后进入纺丝箱体，纺丝箱温度控制在250～280℃；将纺丝后的纤维进行牵伸加工，即得聚酯纤维；
优选地，所述聚酯纤维中原料含量分别为：6-10％的填料A，余量为聚酯；
S2中，具体的，所述对聚酯纤维表面磁控溅射Cu膜具体为：将聚酯纤维放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Cu膜，溅射完毕后，将聚酯纤维取出，采用氮气吹扫；其中，所述磁控溅射Cu膜的厚度为1μm；所述磁控溅射功率为300W。在磁控溅射过程中，金属离子的轰击会造成聚酯纤维表面温度升高，使得聚酯纤维表面形成适宜金属薄膜生长的活性位点，进而能够有效增加磁控溅射Cu膜与聚酯纤维的结合力。
S3中，具体的，所述再对聚酯纤维表面化学镀Cu膜具体为：将上述磁控溅射Cu膜后的聚酯纤维置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维；其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；所述化学镀铜膜的厚度为2μm。考虑到磁控溅射时间过长及过高的温度会对织物本体产生不利影响，因此，本申请技术方案中，通过将磁控溅射Cu膜与电镀Cu结合，两者结合紧密，结合电阻较小，从而使得该Cu-Cu复合膜具有良好的电磁屏蔽效果，并且，克服了磁控溅射时间过长及过高的温度会对织物本体产生不利影响。采用该Cu-Cu复合膜对于电磁屏蔽的吸收起到了意料不到的有益效果。
下面结合具体实施例对本发明做出进一步说明：
实施例
设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维的制备过程：
S1、采用熔融混纺制备聚酯纤维；
首先，按照质量比例，将CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子混合均匀，经湿法研磨后，放入马弗炉中进行310℃煅烧50min，降温冷却后得到所述填料A；然后，称取填料A与聚酯切片进行混合干燥；干燥在真空转鼓干燥机中进行，借助真空系统将水分随空气一起抽除，干燥温度为130℃；干燥后的原料在螺杆挤出机作用下熔融后的熔体经熔体泵送至均质除杂搅拌器中进行均一化除杂处理，熔体在均质除杂搅拌器的停留时间为30min～90min；均质除杂后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道上的混合熔体后进入纺丝箱体，纺丝箱温度控制在250～280℃；将纺丝后的纤维进行牵伸加工，即得聚酯纤维；
S2、对聚酯纤维表面磁控溅射Cu膜；
将聚酯纤维放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Cu膜，溅射完毕后，将聚酯纤维取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Cu膜的厚度为1μm；
所述磁控溅射功率为300W；
S3、再对聚酯纤维表面化学镀Cu膜；
将上述磁控溅射Cu膜后的聚酯纤维置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维。
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
具体的，所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
具体的，所述化学镀铜膜的厚度为2μm。
测试本实施例所制备的聚酯纤维在电磁波波段为30-1500MHz下的屏蔽效能，得到结果为62dB，电磁屏蔽效果佳；
经洗涤500次后，屏蔽效能下降率为2.4％，具有良好的抗洗涤效果。
以上所述仅为本发明的较佳方式，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外绝缘电磁屏蔽套管，包括一柔性片材，所述柔性片材的两端通过粘扣或者纽扣相连围成一用于容纳线缆的套体，其特征在于，所述柔性片材包括上下设置的柔性上层与柔性下层；所述柔性片材还包括一夹设在所述柔性上层与所述柔性下层之间的电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层是设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维编织而成的屏蔽网；所述柔性下层与所述柔性上层通过穿过所述屏蔽网的网孔的胶黏剂相连；所述柔性上层与所述柔性下层均是由PVC布料制成；以所述柔性上层的上表面为所述柔性片材接触线缆侧，所述柔性上层的上表面粘附有一玻璃纤维毡。
2.根据权利要求1所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述柔性下层的下表面涂覆有一荧光涂层。
3.根据权利要求1所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述柔性上层还连接用于分隔套体内线缆的电磁屏蔽布，所述电磁屏蔽布的长度方向平行于所述柔性片材的长度方向；所述电磁屏蔽布包括一镀镍碳纤维布以及涂覆在镀镍碳纤维布外表面的聚氨酯涂层胶。
4.根据权利要求1所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述聚酯纤维是通过添加填料A，采用熔融混纺制备得到的；其中，聚酯纤维中原料含量分别为：9％的填料A，余量为聚酯。
5.根据权利要求4所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述的填料A包括CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子。
6.根据权利要求5所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述碳纳米管优选为单壁碳纳米管。
7.根据权利要求5所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，填料A中，所述各物质的质量份数分别为：CNT 4份，Cu纳米粒子7份，Ag纳米粒子8份；填料A中，Cu纳米粒子和Ag纳米粒子的粒径依次为100nm、200nm。
8.根据权利要求5所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述设有Cu-Cu复合膜的聚酯纤维的制备过程：
S1、采用熔融混纺制备聚酯纤维；
S2、对聚酯纤维表面磁控溅射Cu膜；
S3、再对聚酯纤维表面化学镀Cu膜。
9.根据权利要求8所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述采用熔融混纺制备聚酯纤维具体为：首先，按照质量比例，将CNT、Cu纳米粒子和Ag纳米粒子混合均匀，经湿法研磨后，放入马弗炉中进行310℃煅烧50min，降温冷却后得到所述填料A；然后，称取填料A与聚酯切片进行混合干燥；干燥在真空转鼓干燥机中进行，借助真空系统将水分随空气一起抽除，干燥温度为130℃；干燥后的原料在螺杆挤出机作用下熔融后的熔体经熔体泵送至均质除杂搅拌器中进行均一化除杂处理，熔体在均质除杂搅拌器的停留时间为30min～90min；均质除杂后的聚酯熔体经熔体泵送至二级过滤器，过滤后的熔体经设置在管道上的混合熔体后进入纺丝箱体，纺丝箱温度控制在250～280℃；将纺丝后的纤维进行牵伸加工，即得聚酯纤维。
10.根据权利要求8所述的一种外绝缘电磁屏蔽套管，其特征在于，所述对聚酯纤维表面磁控溅射Cu膜具体为：将聚酯纤维放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Cu膜，溅射完毕后，将聚酯纤维取出，采用氮气吹扫；其中，所述磁控溅射Cu膜的厚度为1μm；所述磁控溅射功率为300W。
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