CN109887682A - 航空航天用超柔软电线电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空航天用超柔软电线电缆及其制备方法，包括以下步骤：将至少两根所述线芯进行星绞得到所述线芯主体；将聚四氟乙烯薄膜绕包层、双层镀银编织套由内向外依次包覆于所述线芯主体的外部；其中，聚四氟乙烯的护套的制备步骤包括：将含有聚四氟乙烯的护套配料于挤压双模空隙中挤出，得到聚四氟乙烯护套管；蒸发除去聚四氟乙烯护套管中的非固态助剂；然后将聚四氟乙烯护套管浸没于水槽中进行冷却固化；其中，挤压双模与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面涂覆有液态硅烷。该电缆具有低衰减、高带宽等优异的电性能特性，另外耐高低温性能良好，且重量轻、柔软。
Description
技术领域
本发明涉及电缆护套，具体地，涉及一种航空航天用超柔软电线电缆及其制备方法。
背景技术
电缆护套作为一种重要的屏蔽材料，在日常生产中的应用极为广泛，且在很多领域中也广泛使用到，例如，在航空航天等领域。当然，因在航空航天领域的使用会使得对电缆护套的要求更高，因而，普通的电缆护套在用于航空航天领域时往往会出现使用寿命降低等问题，从而大大提高其使用成本，且一旦应用于航空航天领域中，则更换也变得极为复杂和不利。
而聚四氟乙烯(PTFE)由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种全氟聚合物，它具有优异的耐化学品性，其介电常数为2.1，损耗因数低，在很宽的温度和频率范围内是稳定的。它从低温到550V的机械性能都很好，且具有很高的氧指数，常常作为航空用电缆护套，但是，由于PTFE具有非常高的熔体粘度，一般先压缩再高温烧结；细粉需与加工辅料混合(如石脑油)形成糊状，然后在高压下挤成薄壁材料，再加热除掉挥发性的加工助剂，最后烧结。
但是，目前聚四氟乙烯护套的电缆在实际使用中，经常出现质量不均的情况，连带使用该护套的电缆性能不稳定。
发明内容
对于聚四氟乙烯护套的电缆在实际使用中，经常出现质量不均的情况，我们进行了深入的研究，一度曾经以为，是由于配方导致外观不良，对此，我们进行了深入的研究，改变聚四氟乙烯护套中主料和辅料的添加比例，以期对原料的性状进行控制，虽然在此过程中获得过质量良好的护套，但是，在配方不变的情况下，我们发现多次进行重复，确不能每次都得到同样质量的护套，后来，我们发现，聚四氟乙烯(PTFE)即使在不添加填料的情况下，依然会出现表面粗糙或凹凸不平，偏芯等问题，因此，配方不是导致聚四氟乙烯护套宏观质量不容易控制的主要原因，对此，我们进行了深入的研究，以期解决该技术问题。不仅如此，本发明在解决上述技术问题的基础上，制备了电缆，该电缆具有低衰减、高带宽等优异的电性能特性，另外耐高低温性能良好，且重量轻、柔软。
为了实现上述目的，本发明提供了一种航空航天用超柔软电线电缆的制备方法，包括以下步骤：先将镀银铜线在绞线机上进行同心绞合，得到镀银铜线导体，接着通过挤出机将聚四氟乙烯的护套包覆于镀银铜线导体的外部以形成线芯；将至少两根所述线芯进行星绞得到所述线芯主体；将聚四氟乙烯薄膜绕包层、双层镀银编织套由内向外依次包覆于所述线芯主体的外部；其中，聚四氟乙烯的护套的制备步骤包括：将含有聚四氟乙烯的护套配料于挤压双模空隙中挤出，得到聚四氟乙烯护套管；蒸发除去聚四氟乙烯护套管中的非固态助剂；然后将聚四氟乙烯护套管浸没于水槽中进行冷却固化；其中，挤压双模与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面涂覆有液态硅烷。
优选地，所述挤压双模中与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面上设置有多个进油孔，所述液态硅烷能够穿过所述进油孔与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触。
优选地，所述挤压双模中的空隙分为挤压段和与所述挤压段相连接的定型段，其中，定型段呈直角梯形，且直角梯形中钝角的范围为105度-120度。
优选地，还包括对挤压双模进行预热的步骤。
优选地，所述护套配料中聚四氟乙烯的质量含量不小于70％。
优选地，挤出温度与蒸发温度之差为40-70℃。
优选地，挤出温度与蒸发温度之差为50-60℃。
优选地，蒸发温度与水槽中水的温度之差为60-80℃。
优选地，还包括对固化后的聚四氟乙烯护套管进行烘干的步骤。
本发明还提供一种前文所述的制备方法制备得到的航空航天用超柔软电线电缆。
而应用本发明的制备方法，包括将含有聚四氟乙烯的护套配料于挤压双模空隙中挤出，得到聚四氟乙烯护套管；蒸发除去聚四氟乙烯护套管中的非固态助剂；然后将聚四氟乙烯护套管浸没于水槽中进行冷却固化；其中，挤压双模与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面涂覆有液态硅烷。可以明显解决该技术问题，得到的聚四氟乙烯护套管不仅光滑、没有再出现粗糙和凹凸不平的现象。而聚四氟乙烯护套管不仅保留了聚四氟乙烯本身的特性，即柔软、耐腐蚀、耐高温等特性，较薄的情况下即具有良好的绝缘性，从而赋予电缆质轻的特点，特别适用于航空航天用电缆护套。不仅如此，本发明在解决上述技术问题的基础上，制备了电缆，该电缆具有低衰减、高带宽等优异的电性能特性，另外耐高低温性能良好，且重量轻、柔软。
经测试，本发明的电缆在-65℃～150℃的使用温度下均能够保证数据、信号的传输通畅，传输频率达到1GHz，且1GHz下的衰减不大于0.78dB/m；在保证降低介电常数的同时，电缆的重量均轻于常规的电缆；质地柔软，能够实现2000次弯曲试验后不出现裂纹。
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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种航空航天用超柔软电线电缆的制备方法，包括以下步骤：先将镀银铜线在绞线机上进行同心绞合，得到镀银铜线导体，接着通过挤出机将聚四氟乙烯的护套包覆于镀银铜线导体的外部以形成线芯；将至少两根所述线芯进行星绞得到所述线芯主体；将聚四氟乙烯薄膜绕包层、双层镀银编织套由内向外依次包覆于所述线芯主体的外部；其中，聚四氟乙烯的护套的制备步骤包括：将含有聚四氟乙烯的护套配料于挤压双模空隙中挤出，得到聚四氟乙烯护套管；蒸发除去聚四氟乙烯护套管中的非固态助剂；然后将聚四氟乙烯护套管浸没于水槽中进行冷却固化；其中，挤压双模与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面涂覆有液态硅烷。
对于聚四氟乙烯护套的电缆在实际使用中，经常出现质量不均的情况，我们进行了深入的研究，一度曾经以为，是由于配方导致外观不良，对此，我们进行了深入的研究，改变聚四氟乙烯护套中主料和辅料的添加比例，以期对原料的性状进行控制，虽然在此过程中获得过质量良好的护套，但是，在配方不变的情况下，我们发现多次进行重复，确不能每次都得到同样质量的护套，后来，我们发现，聚四氟乙烯(PTFE)即使在不添加填料的情况下，依然会出现表面粗糙或凹凸不平，偏芯等问题，因此，配方不是导致聚四氟乙烯护套宏观质量不容易控制的主要原因，对此，我们进行了深入的研究，以期解决该技术问题。在本发明一种优选的实施方式中，所述挤压双模中与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面上设置有多个进油孔，所述液态硅烷能够穿过所述进油孔与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触。这样，可在挤压的过程中，持续供油，保证了套管表观质量的均匀。不仅如此，本发明在解决上述技术问题的基础上，制备了电缆，该电缆具有低衰减、高带宽等优异的电性能特性，另外耐高低温性能良好，且重量轻、柔软。
在本发明一种优选的实施方式中，所述挤压双模中的空隙分为挤压段和与所述挤压段相连接的定型段，其中，定型段呈直角梯形，且直角梯形中钝角的范围为105度-120度。这样，自挤压段可使得套管预成型，而定型段对定型情况进行梳理，防止因为骤然膨大造型的凹凸不平的出现。
在本发明一种优选的实施方式中，还包括对挤压双模进行预热的步骤。在本发明一种优选的实施方式中，所述护套配料中聚四氟乙烯的质量含量不小于70％。这样，能使得护套配料的热度均匀，防止因内热不均导致的定型时应力集中，从减少粗糙和凹凸不平的产生。
在本发明一种优选的实施方式中，挤出温度与蒸发温度之差为40-70℃。在这个过程中，既能发挥蒸发非固态助剂的作用，也可防止温度过高造成护套管变形，而温度过低造成定型时质不均造成不够平滑。
在本发明一种优选的实施方式中，挤出温度与蒸发温度之差为50-60℃。更进一步防止温度过高造成护套管变形，而温度过低造成定型时质不均造成不够平滑。在本发明一种优选的实施方式中，蒸发温度与水槽中水的温度之差为60-80℃。进一步使得护套管缓慢冷却，保证表观质量的平滑。
在本发明一种优选的实施方式中，还包括对固化后的聚四氟乙烯护套管进行烘干的步骤。
本发明还提供一种前文所述的制备方法制备得到的电缆护套。本发明得到的聚四氟乙烯护套管质量均一，不仅光滑、没有再出现粗糙和凹凸不平的现象。而聚四氟乙烯护套管不仅保留了聚四氟乙烯本身的特性，即柔软、耐腐蚀、耐高温等特性，较薄的情况下即具有良好的绝缘性，从而赋予电缆质轻的特点，特别适用于航空航天用电缆护套。
本发明还提供一种前文所述的制备方法制备得到的航空航天用超柔软电线电缆。
在本发明一种实施方式中，该电缆的按照如下方式制备：先将镀银铜线在绞线机上进行同心绞合，得到镀银铜线导体，接着通过挤出机将聚四氟乙烯护套包覆于镀银铜线导体的外部以形成线芯；将3根所述线芯进行星绞得到所述线芯主体，所得的线芯主体的成缆节距为30mm；将聚四氟乙烯薄膜绕包层、双层镀银编织套，其中，所述双层镀银编织套是由厚度为0.05mm 的镀银扁铜带和直径为1.0μm的镀银圆铜线依次编制而成的由内向外依次包覆于所述线芯主体的外部；最后包覆聚全氟乙丙烯护套。
经测试，本发明的电缆在-65℃～150℃的使用温度下均能够保证数据、信号的传输通畅，传输频率达到1GHz，且1GHz下的衰减不大于0.66dB/m；在保证降低介电常数的同时，电缆的重量均轻于常规的电缆；质地柔软，能够实现2000次弯曲试验后不出现裂纹。
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)
1.一种航空航天用超柔软电线电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
先将镀银铜线在绞线机上进行同心绞合，得到镀银铜线导体，接着通过挤出机将聚四氟乙烯的护套包覆于镀银铜线导体的外部以形成线芯；
将至少两根所述线芯进行星绞得到所述线芯主体；
将聚四氟乙烯薄膜绕包层、双层镀银编织套由内向外依次包覆于所述线芯主体的外部；
其中，聚四氟乙烯的护套的制备步骤包括：将含有聚四氟乙烯的护套配料于挤压双模空隙中挤出，得到聚四氟乙烯护套管；蒸发除去聚四氟乙烯护套管中的非固态助剂；然后将聚四氟乙烯护套管浸没于水槽中进行冷却固化；
其中，挤压双模与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面涂覆有液态硅烷。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述挤压双模中与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触的表面上设置有多个进油孔，所述液态硅烷能够穿过所述进油孔与所述聚四氟乙烯的护套配料相接触。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述挤压双模中的空隙分为挤压段和与所述挤压段相连接的定型段，其中，定型段呈直角梯形，且直角梯形中钝角的范围为105度-120度。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括对挤压双模进行预热的步骤。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述护套配料中聚四氟乙烯的质量含量不小于70％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，挤出温度与蒸发温度之差为40-70℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，挤出温度与蒸发温度之差为50-60℃。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，蒸发温度与水槽中水的温度之差为60-80℃。
9.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括对固化后的聚四氟乙烯护套管进行烘干的步骤。
10.一种权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的航空航天用超柔软电线电缆。
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