CN109390108B - 电缆及其绝缘部件的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆的绝缘部件的成型方法，所述绝缘部件设有纵孔，所述成型方法包括以下步骤：提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述分流锥内固定有实心部件；将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件。本发明还提供了一种电缆的成型方法。本发明提供的方法很方便地成型出具有纵孔的绝缘部件，该纵孔允许空气进入，空气的介电常数最小，从而降低绝缘部件的介电常数，进而降低电缆信号传输的衰减。

Description

电缆及其绝缘部件的成型方法

技术领域

本发明涉及绝缘部件的成型方法，尤其涉及电缆及其绝缘部件的成型方法。

背景技术

电缆都具有内导体和绝缘部件，电缆中的一种为同轴电缆，其包括由内到外同轴设置的内导体、绝缘部件、外导体、护套。同轴电缆因具有抗干扰能力好，传输数据稳定的优点，被广泛用于传输、分配电能或传送电信号。

电缆的绝缘部件通常是由聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯具有其它工程塑料不可比拟的优异性能，它的频率范围广，高低温使用范围宽，化学稳定性好，电绝缘强度高，耐大气老化性能优异，因此常用作电缆的绝缘部件材料。

目前，国内电缆的绝缘部件的生产加工采用的是实心推挤的形式。实心推挤的绝缘部件介电常数较大，衰减较大，尤其在超过3GHz的使用频率后，衰减随频率的增加而增大。并且生产实心绝缘部件的外模结构简单，只有挤压区和定径区，只能使绝缘材料包覆在内导体外围，不能使绝缘部件产生纵孔。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种电缆的绝缘部件的成型方法，以及电缆的成型方法，所述电缆包括绝缘部件和内导体，将所述绝缘部件包覆在所述内导体上，在所述绝缘部件内设计纵孔，降低绝缘部件的介电常数，进而降低同轴电缆信号传输的衰减。

本发明首先提供了一种电缆的绝缘部件的成型方法，所述绝缘部件设有纵孔，所述成型方法包括以下步骤：

提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述外模的内部空间设有挤压区和定径区，所述分流锥等距设置在所述挤压区内，所述分流锥内固定有实心部件，所述实心部件从所述分流锥内部伸出，并延伸到所述定径区内；

将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件。

优选地，所述绝缘部件由聚四氟乙烯材料制成。

优选地，所述实心部件采用实心针管。

优选地，所述绝缘部件为中空结构且壁上设有所述纵孔，所述内模内设置有空心针管，用于成型出所述绝缘部件的中空结构。

进一步地，所述实心部件成型出具有所述纵孔的绝缘部件半成品，所述具有纵孔的绝缘部件半成品经过烘干处理、烧结成型。

进一步地，所述具有纵孔的绝缘部件半成品烧结后进行冷却处理，获取具有纵孔的绝缘部件。

本发明还提供了一种电缆的成型方法，所述电缆包括内导体和包覆在所述内导体上的绝缘部件，所述成型方法包括如下步骤：

提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述外模的内部空间设有挤压区和定径区，所述分流锥等距设置在所述挤压区内，所述分流锥内固定有实心部件，所述实心部件从所述分流锥内部伸出，并延伸到所述定径区内，所述内模内部设有向外伸出的空心针管；

提供内导体，将所述内导体穿过所述空心针管并向外伸出；

将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流顺着空心针管包覆所述内导体，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件，所述绝缘部件包覆在所述内导体上一体成型。

进一步地，将所述内导体和所述包覆在内导体上的绝缘部件烧结成型。

进一步地，形成外导体包覆在所述绝缘部件上，及形成护套包覆在所述外导体上。

与现有技术相比，本发明提供的电缆的绝缘部件的成型方法，在外模与内模之间设有分流锥，所述分流锥内固定有实心部件，从而很方便地成型出具有纵孔的绝缘部件，该纵孔允许空气进入，空气的介电常数最小，从而降低绝缘部件的介电常数；本发明提供的电缆的成型方法，将所述具有纵孔的绝缘部件包覆在内导体上一体成型，使形成的电缆的信号传输衰减降低。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种同轴电缆的结构示意图。

图2为本发明的实施例提供的一种具有纵孔的绝缘部件的结构示意图。

图3为本发明的实施例提供的一种外模的侧面结构示意图。

图4为本发明的实施例提供的一种外模的结构剖视图。

图5为本发明的实施例提供的一种推挤机的结构示意图。

主要元件符号说明：

同轴电缆	10
		内导体	1
绝缘部件	2
		外导体	3
护套	4
		纵孔	5
推挤机	100
		外模	20
分流锥	21
		实心部件	22
挤压区	23
		定径区	24
内模	30
		空心针管	31
缸筒	40
		外模座	50
推挤导杆	60

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在本文中“熟化”具体是将聚四氟乙烯和助推剂混合料在室温下密封静置，目的是使助推剂和聚四氟乙烯粉料充分融合，利于后续推挤加工的进行。“压制”具体是将熟化好的混合料倒入压料筒中，设定一定的压力逐步将混合料压制成型，目的在于除去聚四氟乙烯和助推剂混合时混入的空气。“烧结”过程是一种物理过程，未经烧结的聚四氟乙烯大分子是一种晶区与处于高弹态的非晶区的混合物，当温度达到327℃时晶区开始消失，转变成无定型的胶态，这时大分子链开始扩散，分子链的运动结果，填补了助剂挥发所留下来的孔隙，消除了聚四氟乙烯颗粒因推挤过程中定向纤维化等所产生的内应力，使树脂分界面消失，大分子紧密地连在一起。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的技术手段的名称只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明以同轴电缆为例，一种同轴电缆10，如图1所示，包括由内到外同轴设置的内导体1、绝缘部件2、外导体3、护套4。所述内导体1的功能在于传输高频电流，由于高频电流只沿导体表面流过，导体内部没有电流通过，因此，内导体1可以做成空心金属管或采用铜包铝、铜包钢材料制成，内导体1一般由实心铜导线制成。绝缘部件2的作用在于阻止沿径向的漏电电流，同时要对内外导体起支撑作用，使整个电缆构成稳定的整体。绝缘部件采用的绝缘材料的介电常数越小，电缆的衰减量越小。在本实施例中，如图2所示，所述绝缘部件2采用聚四氟乙烯材料制成，所述绝缘部件2为中空结构，其壁上圆周方向均匀地设有数个延轴向延伸的允许空气进入的纵孔5，该绝缘部件的纵孔中空气占比达到28％以上，有较低的介电常数，保证了此种绝缘部件加工的同轴电缆有较好的衰减指标，高频下，能比相同规格的实心的同轴电缆降低衰减达15％以上。外导体3除了传输高频电流外，还要屏蔽外界的电磁干扰，以防止信号外泄。因此外导体3除了电阻要小以外，还应具备较好的密封性能。外导体3可以采用密编铜网或铝塑复合膜加疏编铜网制成，其中铜网可采用镀锌铜丝编织。防护套4用塑料制成，用以增强电缆的抗机械损伤、抗化学腐蚀的能力，对电缆起保护作用。

上述同轴电缆的绝缘部件的成型方法，包括如下步骤：

S 100：提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述分流锥内固定有实心部件；

S 101：将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件。

在步骤S100中，提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模20和内模30，所述外模20和内模30配合地形成料流腔室，所述外模20与内模30之间设有分流锥21，所述分流锥21内固定有实心部件22，本实施例中所述实心部件22为一实心针管。具体地，请参阅图3，在常规外模的基础上，外模20新增了分流锥21和实心部件22，并且数个分流锥21等距分布于外模20的外模开口位置，分流锥21的顶部开槽，数根实心部件22分别插入分流锥21内部并被固定在分流锥21上。请参阅图4，外模20内部分为挤压区23和定径区24，分流锥21安放在所述挤压区23内，实心部件22固定在分流锥21内，并且实心部件22的长度长于分流锥21，并延伸到定径区24内。将推挤模具固定在推挤机100上，推挤机100的结构请参阅图5，推挤机100包括外模20，内模30，缸筒40，外模座50和推挤导杆60，外模20固定在外模座50上，内模30固定在缸筒40内的推挤导杆60上。内模30内部设有向外伸出的空心针管31，该空心针管31允许同轴电缆10的内导体1从内部穿过。

在步骤S101进行之前要准备聚四氟乙烯预制棒，聚四氟乙烯预制棒的制作步骤如下：A.对聚四氟乙烯粉料进行过筛处理；B.将过筛后的聚四氟乙烯粉料与助推剂进行混合，形成混合料；C.将所述混合料进行熟化处理；D.压制所述混合料，以获取聚四氟乙烯预制棒。

在步骤A中，对聚四氟乙烯粉料进行过筛处理。分散聚四氟乙烯粉料在剪切压力下容易引起纤维化，因此应该避免使用一切容易造成其纤维化的器具。同时聚四氟乙烯粉料的静电引尘力强，要注意防止灰尘的混入。在搬动聚四氟乙烯粉料时要避免剧烈的振动，以防止粉末结块。将聚四氟乙烯粉料通过筛料机进行筛料并直接筛入混料筒中。在筛料过程中注意不要把粉料弄脏，以免最后制成的产品夹杂污垢，降低产品的电特性。

在步骤B中，将过筛后的聚四氟乙烯粉料与助推剂进行混合，形成混合料。所述助推剂的成分可以是汽油、石油醚或石蜡油，助推剂的加入是为了减小推压时的粘制力。具体地，在装有过筛后的聚四氟乙烯粉料的混料筒中加入助推剂，所述聚四氟乙烯粉料与所述助推剂的质量比在0.21-0.23之间，将所述混料筒加盖密封，以防止助推剂挥发，把混料筒放在混料机上进行混料。

在步骤C中，将所述混合料进行熟化处理。具体地，将所述混料在温度范围为32-38℃的条件下密封静置5-15小时，保证溶剂油能够充分浸润聚四氟乙烯粉料，推挤加工时有利于产品的均匀化。

在步骤D中，压制所述混合料，以获取聚四氟乙烯预制棒。压制目的是除去聚四氟乙烯粉和助推剂混合料中的空气。需要注意的是，要把聚四氟乙烯粉和助推剂混合料压制成与推压机100的缸筒30相应的聚四氟乙烯预制棒，直径比缸筒30约小1～2mm。压制时不应有附加剪切力，加压后聚四氟乙烯预制棒内部不应有残留的空气。将压制后的聚四氟乙烯预制棒直接移入推压机100的缸筒30中。

在步骤S101中，对所述聚四氟乙烯预制棒进行推挤加工，获取具有纵孔的绝缘部件半成品。具体地，请参阅图5，将内导体1通过放线装置穿过空心针管31与牵引线相连，启动推挤机100，使缸筒40内的活塞上升，推动聚四氟乙烯预制棒向前流动，聚四氟乙烯料流在缸筒40内挤出后，顺着空心针管31包覆在内导体1上，当料流流经外模20上的数个分流锥21处，料流进行了分流，在经过分流锥21后，料流合并，分流锥21主要起到固定实心部件22的作用。实心部件22的长度长于分流锥23，到达外模20的定径区24处，料流经过分流锥21后形成整体，但由于实心部件22的存在，在料流到达定径区24时，在实心部件23的位置就形成了孔洞，形成了具有纵孔的绝缘部件半成品，所述具有纵孔的绝缘部件半成品的挤出速度为8-9米/分钟。

接着将具有纵孔的绝缘部件半成品烧结成型。在烧结前，首先要对挤出的绝缘部件半成品进行烘干处理，目的是使助推剂逐步地充分地挥发掉。如果推挤后的聚四氟乙烯半成品马上就进入烧结阶段，半成品内部的溶剂油并未充分逸出，烧结后的绝缘部件容易产生纵向开裂，造成电压击穿。

由于刚挤出的绝缘部件半成品质地疏松柔软，机械强度低，因此必须对半成品进行高温烧结。烧结过程是一种物理过程，未经烧结的聚四氟乙烯大分子是一种晶区与高弹态的非晶区的混合物，当温度达到327℃时晶区开始消失，转变成无定型的胶态，这时大分子链开始扩散，同时也有分子链的松弛过程，最佳的烧结温度可以使分子链的扩散过程迅速的进行。分子链的运动结果，填补了溶剂油挥发所留下来的孔隙，消除了树脂颗粒因推挤过程中定向纤维化等所产生的内应力，使树脂分界面消失，大分子紧密的链在一起。烧结温度要高于聚四氟乙烯树脂的熔点327℃，但一般控制在360～370℃，烧结温度过高会造成绝缘部件的老化或热分解使绝缘部件的电气性能和机械性能降低，但烧结温度过低则无法完全的消除绝缘部件内部的缝隙，同样也会使绝缘部件的性能变差。

烧结后的冷却过程是绝缘部件再结晶和定型的过程。在冷却时应控制好冷却速度，不宜过快也不宜过慢，过快会使冷却温度梯度过大，绝缘部件内外收缩不均匀，产生内应力，可能会造成绝缘部件开裂现象。初始阶段，冷却温度设置在300-260℃之间，260℃是聚四氟乙烯结晶终止的温度，后续阶段冷却到260℃之后进行空气自然冷却。

可以理解的是，上述模具并不限于应用于同轴电缆，而可以应用于成型所有具有绝缘部件的电缆；另外，上述空心针管31的作用在于成型出所述绝缘部件的中空结构，而在内导体嵌入时，脱膜后内导体与绝缘部件一体成型，内导体嵌置在所述绝缘部件的中空部分。

以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电缆的绝缘部件的成型方法，所述绝缘部件设有纵孔，所述成型方法包括以下步骤：

提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述外模的内部空间设有挤压区和定径区，所述分流锥等距设置在所述挤压区内，所述分流锥内固定有实心部件，所述实心部件从所述分流锥内部伸出，并延伸到所述定径区内；

将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件。

2.如权利要求1所述的电缆的绝缘部件的成型方法，其特征在于：所述绝缘部件由聚四氟乙烯材料制成。

3.如权利要求1所述的电缆的绝缘部件的成型方法，其特征在于：所述实心部件采用实心针管。

4.如权利要求1所述的电缆的绝缘部件的成型方法，其特征在于：所述绝缘部件为中空结构且壁上设有所述纵孔，所述内模内设置有空心针管，用于成型出所述绝缘部件的中空结构。

5.如权利要求1所述的电缆的绝缘部件的成型方法，其特征在于：所述实心部件成型出具有所述纵孔的绝缘部件半成品，所述具有纵孔的绝缘部件半成品进一步经过烘干处理、烧结成型。

6.如权利要求5所述的电缆的绝缘部件的成型方法，其特征在于：所述具有纵孔的绝缘部件半成品烧结后进行冷却处理，获取具有纵孔的绝缘部件。

7.一种电缆的成型方法，所述电缆包括内导体和包覆在所述内导体上的绝缘部件，所述成型方法包括如下步骤：

提供一推挤模具，所述推挤模具包括外模和内模，所述外模和内模配合形成料流腔室，所述外模与内模之间设有分流锥，所述外模的内部空间设有挤压区和定径区，所述分流锥等距设置在所述挤压区内，所述分流锥内固定有实心部件，所述实心部件从所述分流锥内部伸出，并延伸到所述定径区内，所述内模内部设有向外伸出的空心针管；

提供内导体，将所述内导体穿过所述空心针管并向外伸出；

将绝缘料流注入所述料流腔室，所述绝缘料流顺着空心针管包覆所述内导体，所述绝缘料流经所述分流锥分流，所述绝缘料流包覆所述实心部件成型出纵孔，脱模后获取具有纵孔的绝缘部件，所述绝缘部件包覆在所述内导体上一体成型。

8.如权利要求7所述的电缆的成型方法，其特征在于：将所述内导体和所述包覆在内导体上的绝缘部件烧结成型。

9.如权利要求8所述的电缆的成型方法，其特征在于：进一步形成外导体包覆在所述绝缘部件上，及形成护套包覆在所述外导体上。