CN111755174A - 一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法 - Google Patents

一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于包括：配制金属粘塑层材料；在线连续制作柔软内导体；采用温度控制‑中压氮气物理发泡‑连续单层挤出‑连续双层共挤‑逐层覆盖方法在线连续制作内导体和绝缘体同轴缆芯；通过对第一、二金属粘塑层的厚度、粘结所需时间、温度等的控制，使第一、二金属粘塑层的塑化与泡沫聚乙烯介质层的中压氮气物理高发泡互不影响，互不干扰，从而实现技术上的重大突破；在线连续制作内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯；本发明制造的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯具有金属粘塑层且无需轧纹，本发明制造的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯其密封性好、电气性能高、弹性形变性能好、生产成本低。

Description

一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法
技术领域
本发明涉及一种同轴缆芯的制造方法，更加具体地说，涉及一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法。
背景技术
资讯平台是各领域的基础，那么在知识经济发达的时代，高速率、宽带、数字是资讯平台的要素，组成资讯平台势必由有线网络与无线网络结合而成，而图像、数字的传输媒载不过是由空气、光纤和同轴电缆来实现。由此可见，同轴电缆在当今科学高度发达的时代亦具有重要的作用。
在现代射频信号传输和射频功率馈送技术实践中，同轴电缆是主要的传输和馈送载体。在无线通信领域，同轴电缆主要用于向天线馈送射频功率信号。
为了适应长期的露天工作，要求同轴电缆的密封性好；为了最大限度地将射频功率信号传输到天线上，要求同轴电缆的传输损耗低；由于同轴电缆在安装时经常需要弯曲，为了使同轴电缆的弯曲不影响其电气性能，所以，要求同轴电缆的柔软性好。为了使同轴电缆的密封性好、传输损耗低，同轴电缆通常采用金属管作为外导体，在一般情况下，光滑管状金属外导体在弯曲时会产生褶皱，从而造成同轴电缆的性能劣化，有时甚至会损坏同轴电缆；因此，人们通常会在同轴电缆的管状金属外导体上轧纹，以使同轴电缆具有较好的柔软性，但是，轧纹工艺需要性能极高的设备，并且，管状金属外导体在轧纹时其材料用量也相对较多，从而导致生产成本比较高。
为了节约原材料和生产成本，同轴电缆采用光滑管状金属外导体，这已是必行的趋向。为了解决同轴电缆无需在管状金属外导体上轧纹，同时使同轴电缆具有良好的柔软性、密封性，保证同轴电缆弯曲时更容易、不受伤，使同轴电缆保持良好的传输电气性能，本申请人研发的同轴电缆完全满足这些要求。
如图1所示，本申请人研发的同轴电缆包括柔软内导体1、泡沫聚乙烯介质层2即绝缘体、光滑管状金属外导体3、第一金属粘塑层12和第二金属粘塑层23，上述泡沫聚乙烯介质层2通过第一金属粘塑层12同轴包覆并粘结在柔软内导体1上，上述光滑管状金属外导体3通过第二金属粘塑层23同轴包覆并粘结在泡沫聚乙烯介质层2上，从而构成内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123。
本申请人研发的这种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123由于采用金属粘塑层12、23对金属和塑料进行粘接，使得采用较薄的金属带材制作光滑管状金属外导体3成为可能，节约了原材料和生产成本；同时，由于采用柔软内导体1和较薄的光滑管状金属外导体3，无需在光滑管状金属外导体3上轧纹，就能够使这种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123具有极好弹性形变性能，因此，这种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123柔软且弯曲性能好，从而方便于安装；又由于没有轧纹工艺对电气性能的影响，所以，这种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123的电气性能优于轧纹电缆，并且，光滑管状金属外导体3具有较轧纹外导体更低的结构反射，从而有利于电气性能的提高。
为此，设计出一种具有金属粘塑层且无需轧纹的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，以制造出密封性好、电气性能高、弹性形变性能好、生产成本低的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯，这已成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有金属粘塑层且无需轧纹的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，从而制造出密封性好、电气性能高、弹性形变性能好、生产成本低的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于包括：
配制金属粘塑层材料：采用配制比例为1：（0.08～0.25）的聚乙烯和金属粘塑剂，并将聚乙烯和金属粘塑剂混和配制成金属粘塑层材料；
在线连续制作柔软内导体：采用柔软金属作为柔软内导体，并对柔软内导体进行拉丝、连续退火、在线预热，在线预热温度在80℃～90℃之间；
采用温度控制-中压氮气物理发泡-连续单层挤出-连续双层共挤-逐层覆盖方法在线连续制作内导体和绝缘体同轴缆芯：
在柔软内导体的输送方向上设置第一塑料挤出机，第一塑料挤出机在线分别连接一台物理发泡挤出机和第二塑料挤出机，物理发泡挤出机和第二塑料挤出机连接一个共挤机头；
第一塑料挤出机的机身温渡在180℃～210℃之间、机头温度在190℃～220℃之间，物理发泡挤出机的机身温渡在180℃～220℃之间，第二塑料挤出机的机身温渡在170℃～220℃之间，共挤机头的温渡在190℃～230℃之间；
向物理发泡挤出机的料筒中注入35～40个大气压的中压氮气，中压氮气使料筒中的泡沫聚乙烯发生物理发泡；
使在线预热后的柔软内导体连续进入第一塑料挤出机，采用编码器获取在线速度信息，控制第一塑料挤出机的连续单层挤出给定、物理发泡挤出机和第二塑料挤出机的连续双层共挤给定，给定的线速度在10m/min～40m/min之间；
金属粘塑层材料经第一塑料挤出机连续挤出厚度在0.1mm～0.4mm之间的第一金属粘塑层，第一金属粘塑层同轴包覆在连续生成的柔软内导体上；
泡沫聚乙烯材料经物理发泡挤出机的物理发泡后、金属粘塑层材料经第二塑料挤出机后，由共挤机头连续双层共挤泡沫聚乙烯介质层即绝缘体和厚度在0.1mm～0.4mm之间的第二金属粘塑层，泡沫聚乙烯介质层通过第一金属粘塑层同轴包覆并粘结在连续生成的柔软内导体上，第二金属粘塑层同轴包覆在连续生成的泡沫聚乙烯介质层上，从而制作出内导体和绝缘体同轴缆芯；
在线连续制作内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯：采用金属带，通过金属带成型装置对金属带进行处理，并使金属带同轴卷包在内导体和绝缘体同轴缆芯上，再将金属带的搭接缝焊接而构成光滑管状金属外导体，并使光滑管状金属外导体通过第二金属粘塑层同轴包覆并粘结在连续生成的泡沫聚乙烯介质层上，从而制作出内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯。
由于配制的金属粘塑层材料具有低衰减高粘附力，所以，金属粘塑层材料的构成不会影响电气性能；又由于金属粘塑层材料与金属和塑料都有共融合粘固性，而且能塑化，所以，泡沫聚乙烯介质层在250ºC以上，仍然保持与塑料的共性和熔融的流动性，从而实现连续生成、同轴包覆和粘结；
由于物理发泡挤出机的料筒注入35～40个大气压的中压氮气，所以，泡沫聚乙烯材料在螺杆推进的过程，在轴、径比较大的料筒内与中压氮气充分搅进均匀，发生中压氮气物理高发泡，并形成中压挤出的发泡势能，从而挤出压力适合的泡沫聚乙烯介质层；
由于泡沫聚乙烯介质层采用中压氮气物理高发泡，而第一、二金属粘塑层不发生物理发泡，第一、二金属粘塑层是通过塑化，将中压氮气物理高发泡的泡沫聚乙烯介质层同轴包覆并粘结在连续生成的柔软内导体上，且金属粘塑层材料是经过挤出的方式粘附和着固，所以，通过对第一、二金属粘塑层的厚度、粘结所需时间、温度等的控制，使第一、二金属粘塑层的塑化与泡沫聚乙烯介质层的中压氮气物理高发泡互不影响，互不干扰，从而实现技术上的重大突破。
作为本发明的改进技术方案：
所述金属带的搭接缝焊接采用氩弧焊接，并将氩弧焊的交流锯齿波改变为规型波，根据金属带的厚薄，通过规型波段，控制峰值、谷值的驻波时间，从而控制金属带的搭接缝焊温度。
由于光滑管状金属外导体采用较薄的能够稳定焊接的金属带厚度，以增加电缆柔软度，光滑管状金属外导体采用的金属带，其拉伸率一般是30%-35%，所以，经过一般氩弧焊接成管状后，在焊接温度作用下，滑管状金属外导体的柔软性能降低，其脆性增加，从而使内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯达不到技术指标要求，因此，将氩弧焊的交流锯齿波改变为规型波，根据金属带的厚薄，通过规型波段，控制峰值、谷值的驻波时间，从而控制金属带的搭接缝焊温度，避免了由于温度高而使光滑管状金属外导体增加脆性的技术难题；
通过对折的破坏性多次折弯至断裂的试验后，内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的断裂处不在焊迹对折处，而是在没有焊接的金属带上，这就充分表明改变焊接波型，采用规型波，控制峰值、谷值、驻波时间，即改变规型波频率，不但能实现很好的焊接效果，而且增加了内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的柔软度。
作为本发明中的柔软内导体的优选技术方案：
所述柔软内导体采用柔软圆铜线、柔软铜包铝线或柔软铜管。
作为本发明中的泡沫聚乙烯介质层和第二金属粘塑层的优选方案：
所述泡沫聚乙烯介质层和第二金属粘塑层的直径最好在8mm～22mm之间。
上述泡沫聚乙烯介质层和第二金属粘塑层的直径在8mm～22mm之间，偏心控制在8%范围内，并控制泡沫聚乙烯介质层和第二金属粘塑层的浸水电容值在75pf/m～76pf/m之间。
作为本发明中的光滑管状金属外导体的优选技术方案：
所述光滑管状金属外导体的管壁厚度即金属带的厚度最好在0.1mm～0.58mm之间。
作为本发明中的金属带的一种优选技术方案：
所述金属带采用铝带，上述铝带的厚度最好在0.30mm～0.58mm之间。
作为本发明中的金属带的另一种优选技术方案：
所述金属带采用铜带，上述铜带的厚度最好在0.10mm～0.35mm之间。
上述铝带的厚度最好在0.30mm～0.58mm之间，上述铜带的厚度最好在0.10mm～0.35mm之间，原则上采用最薄的能够稳定焊接的金属带厚度，以增加馈线柔软度，降低材料成本。
本发明的有益效果是：
由于配制的金属粘塑层材料具有低衰减高粘附力，所以，金属粘塑层材料的构成不会影响电气性能；又由于金属粘塑层材料与金属和塑料都有共融合粘固性，而且能塑化，所以，泡沫聚乙烯介质层在250ºC以上，仍然保持与塑料的共性和熔融的流动性，从而实现连续生成、同轴包覆和粘结；
由于物理发泡挤出机的料筒注入35～40个大气压的中压氮气，所以，泡沫聚乙烯材料在螺杆推进的过程，在轴、径比较大的料筒内与中压氮气充分搅进均匀，发生中压氮气物理高发泡，并形成中压挤出的发泡势能，从而挤出压力适合的泡沫聚乙烯介质层；
由于泡沫聚乙烯介质层采用中压氮气物理高发泡，而第一、二金属粘塑层不发生物理发泡，第一、二金属粘塑层是通过塑化，将中压氮气物理高发泡的泡沫聚乙烯介质层同轴包覆并粘结在连续生成的柔软内导体上，且金属粘塑层材料是经过挤出的方式粘附和着固，所以，通过对第一、二金属粘塑层的厚度、粘结所需时间、温度等的控制，使第一、二金属粘塑层的塑化与泡沫聚乙烯介质层的中压氮气物理高发泡互不影响，互不干扰，从而实现技术上的重大突破。
综上所述，本发明制造的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯具有金属粘塑层且无需轧纹，本发明制造的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯其密封性好、电气性能高、弹性形变性能好、生产成本低。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明，以使本领域的技术人员能够更好地理解本发明的技术内容。
附图说明
图1是本申请人研发的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的径向截面结构示意图；
图2是本发明优选实施例的流程图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本优选实施例中的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，包括：
配制金属粘塑层材料10：采用配制比例为1：（0.08～0.25）的聚乙烯和金属粘塑剂，并将聚乙烯和金属粘塑剂混和配制成金属粘塑层材料10；
在线连续制作柔软内导体1：
采用柔软金属作为柔软内导体1，柔软内导体1可以采用柔软圆铜线、柔软铜包铝线或柔软铜管，柔软内导体1的直径在3.15mm～9mm之间，对柔软内导体1进行拉丝、连续退火、在线预热，在线预热温度在80℃～90℃之间，采用电感加热或电阻发热装置加热；
采用温度控制-中压氮气物理发泡-连续单层挤出-连续双层共挤-逐层覆盖方法在线连续制作内导体和绝缘体同轴缆芯102：
在柔软内导体1的输送方向上设置第一塑料挤出机01，第一塑料挤出机01在线分别连接一台物理发泡挤出机011和第二塑料挤出机02，物理发泡挤出机011和第二塑料挤出机02连接一个共挤机头012；
第一塑料挤出机01的机身温渡在180℃～210℃之间、机头温度在190℃～220℃之间，物理发泡挤出机011的机身温渡在180℃～220℃之间，第二塑料挤出机02的机身温渡在170℃～220℃之间，共挤机头012的温渡在190℃～230℃之间；
向物理发泡挤出机011的料筒中注入35～40个大气压的中压氮气，中压氮气使料筒中的泡沫聚乙烯材料001发生物理发泡；
使在线预热后的柔软内导体1连续进入第一塑料挤出机01，采用编码器获取在线速度信息，控制第一塑料挤出机01的连续单层挤出给定、物理发泡挤出机011和第二塑料挤出机02的连续双层共挤给定，给定的线速度在10m/min～40m/min之间；
金属粘塑层材料10经第一塑料挤出机01连续挤出厚度在0.1mm～0.4mm之间的第一金属粘塑层12，第一金属粘塑层12同轴包覆在连续生成的柔软内导体1上；
泡沫聚乙烯材料001经物理发泡挤出机011的物理发泡后、金属粘塑层材料10经第二塑料挤出机02后，由共挤机头012连续双层共挤泡沫聚乙烯介质层2即绝缘体和厚度在0.1mm～0.4mm之间的第二金属粘塑层23，泡沫聚乙烯介质层2通过第一金属粘塑层12同轴包覆并粘结在连续生成的柔软内导体1上，第二金属粘塑层23同轴包覆在连续生成的泡沫聚乙烯介质层2上，从而制作出内导体和绝缘体同轴缆芯102；
上述泡沫聚乙烯介质层2和第二金属粘塑层23的直径最好在8mm～22mm之间，偏心控制在8%范围内，并控制泡沫聚乙烯介质层2和第二金属粘塑层23的浸水电容值在75pf/m～76pf/m之间；
在线连续制作内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123：
采用金属带30，通过金属带成型装置300对金属带30进行处理，并使金属带30同轴卷包在内导体和绝缘体同轴缆芯102上，再将金属带30的搭接缝焊接而构成光滑管状金属外导体3，并使光滑管状金属外导体3通过第二金属粘塑层23同轴包覆并粘结在连续生成的泡沫聚乙烯介质层2上，从而制作出内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123；
上述金属带成型装置300包括金属带机械切边机构、喇叭状压管模具、管状拉拔成型模和氩弧焊接机；
上述金属带成型装置300对金属带30的处理包括金属带切边、金属带双边压弧拉拔、进入喇叭状模压管拉拔、拉压成为管状、金属带搭接缝的焊接；上述焊接时产生的温度有利于第二金属粘塑层23的快速粘结；
上述光滑管状金属外导体3的管壁厚度即金属带30的厚度最好在0.1mm～0.58mm之间；上述金属带30可以采用铝带，上述铝带的厚度最好在0.30mm～0.58mm之间；上述金属带30也可以采用铜带，上述铜带的厚度最好在0.10mm～0.35mm之间；原则上采用最薄的能够稳定焊接的金属带厚度，以增加馈线柔软度，降低材料成本；
上述金属带30的搭接缝焊接采用氩弧焊接，并将氩弧焊的交流锯齿波改变为规型波，根据金属带30的厚薄，通过规型波段，控制峰值、谷值的驻波时间，从而控制金属带30的搭接缝焊温度；
在线连续挤出第三金属粘塑层34：在内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123的输送方向上设置第三塑料挤出机03，金属粘塑层材料10经第三塑料挤出机03连续挤出第三金属粘塑层34，第三金属粘塑层34的厚度最好在0.09mm～0.12mm之间，第三金属粘塑层34同轴包覆在连续生成的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯123上；
本发明所涉及的机械均为现有技术，在此就不再作进一步的介绍。
以上具体实施方式的内容仅为本发明的优选实施例，上述优选实施例并非用来限定本发明的实施范围；凡是依照本发明其权利要求的保护范围所做出的各种等同变换，均被本发明其权利要求的保护范围所覆盖。

Claims (7)

1.一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于包括：
配制金属粘塑层材料：采用配制比例为1：（0.08～0.25）的聚乙烯和金属粘塑剂，并将聚乙烯和金属粘塑剂混和配制成金属粘塑层材料；
在线连续制作柔软内导体：采用柔软金属作为柔软内导体，并对柔软内导体进行拉丝、连续退火、在线预热，在线预热温度在80℃～90℃之间；
采用温度控制-中压氮气物理发泡-连续单层挤出-连续双层共挤-逐层覆盖方法在线连续制作内导体和绝缘体同轴缆芯：
在柔软内导体的输送方向上设置第一塑料挤出机，第一塑料挤出机在线分别连接一台物理发泡挤出机和第二塑料挤出机，物理发泡挤出机和第二塑料挤出机连接一个共挤机头；
第一塑料挤出机的机身温渡在180℃～210℃之间、机头温度在190℃～220℃之间，物理发泡挤出机的机身温渡在180℃～220℃之间，第二塑料挤出机的机身温渡在170℃～220℃之间，共挤机头的温渡在190℃～230℃之间；
向物理发泡挤出机的料筒中注入35～40个大气压的中压氮气，中压氮气使料筒中的泡沫聚乙烯发生物理发泡；
使在线预热后的柔软内导体连续进入第一塑料挤出机，采用编码器获取在线速度信息，控制第一塑料挤出机的连续单层挤出给定、物理发泡挤出机和第二塑料挤出机的连续双层共挤给定，给定的线速度在10m/min～40m/min之间；
金属粘塑层材料经第一塑料挤出机连续挤出厚度在0.1mm～0.4mm之间的第一金属粘塑层，第一金属粘塑层同轴包覆在连续生成的柔软内导体上；
泡沫聚乙烯材料经物理发泡挤出机的物理发泡后、金属粘塑层材料经第二塑料挤出机后，由共挤机头连续双层共挤泡沫聚乙烯介质层即绝缘体和厚度在0.1mm～0.4mm之间的第二金属粘塑层，泡沫聚乙烯介质层通过第一金属粘塑层同轴包覆并粘结在连续生成的柔软内导体上，第二金属粘塑层同轴包覆在连续生成的泡沫聚乙烯介质层上，从而制作出内导体和绝缘体同轴缆芯；
在线连续制作内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯：采用金属带，通过金属带成型装置对金属带进行处理，并使金属带同轴卷包在内导体和绝缘体同轴缆芯上，再将金属带的搭接缝焊接而构成光滑管状金属外导体，并使光滑管状金属外导体通过第二金属粘塑层同轴包覆并粘结在连续生成的泡沫聚乙烯介质层上，从而制作出内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯。
2.根据权利要求1所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述金属带的搭接缝焊接采用氩弧焊接，并将氩弧焊的交流锯齿波改变为规型波，根据金属带的厚薄，通过规型波段，控制峰值、谷值的驻波时间，从而控制金属带的搭接缝焊温度。
3.根据权利要求1所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述柔软内导体采用柔软圆铜线、柔软铜包铝线或柔软铜管。
4.根据权利要求1所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述泡沫聚乙烯介质层和第二金属粘塑层的直径在8mm～22mm之间。
5.根据权利要求1所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述光滑管状金属外导体的管壁厚度即金属带的厚度在0.1mm～0.58mm之间。
6.根据权利要求5所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述金属带采用铝带，上述铝带的厚度在0.30mm～0.58mm之间。
7.根据权利要求5所述的内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法，其特征在于：所述金属带采用铜带，上述铜带的厚度在0.10mm～0.35mm之间。
CN202010472029.5A 2020-05-29 2020-05-29 一种内导体、绝缘体和外导体同轴缆芯的制造方法 Pending CN111755174A (zh)

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