CN113284650A - 一种多芯高强度柔软航空电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多芯高强度柔软航空电缆，所述航空电缆本体包括由内到外依次设置的加强承力体、绝缘线缆、绝缘保护套、导热层、保护层和高强度防老化涂层。本发明通过利用内绝缘层与外绝缘层之间的空腔内部设置的由三根导热单丝组合形成的导热体，通过利用设置的导热体，可快速将导体的热量进行分散，防止热量集中于导体的圆周外表面上侧，有效避免了因热量堆积导致电缆损坏情况的发生，延长了航空电缆的使用寿命。本发明航空电缆即使在高温超负荷运转的状况下，也不会产生大量热量堆积，显著提高了航空电缆的应用性能。
Description
技术领域
本发明是一种多芯高强度柔软航空电缆，具体涉及航空电缆技术领域。
背景技术
航天航空作业时，由于用到的电子器件多，需要通过电缆进行各部件的连接。目前我国航空航天电缆以国家军标GJB 773A-2000《航空航天用含氟聚合物绝缘电线电缆通用规范》为主要体系。由于工作环境的特殊性，航空航天电缆的基本要求是重量轻、直径小、耐高温以及耐磨性好，此外应能耐燃料油、润滑油和其他化学溶剂等。
目前常用的大部分航空电缆在使用的过程中未考虑其本身的强度、耐磨以及抗老化性能，因此航空电缆在使用的过程中常常由于飞机在运行的过程中使得电缆的绝缘层出现风化的情况，导致电缆外管出现破损，发生损坏，以及飞机运行中产生的较大动力，因此产生较高温度，导致柔软航空电缆在使用的过程中会产生高温运转的情况，导致柔软航空电缆在使用过程中出现高温负荷运转，降低其使用寿命，导致其发生损坏，并造成较大的经济损失甚至人员身亡。
关于解决航空电缆容易因高温导致其发生损坏的问题，专利CN103390449B公开了一种耐高温绝缘无缝绕包航空电缆及其制备方法，所述航空电缆的绝缘层由内到外依次为聚四氟乙烯改性车削带、聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯生料带，其耐高低温范围为-65℃～280℃，能满足在280℃高温环境下长期使用，但是采用聚四氟乙烯制成的绝缘层在使用的过程中，其耐水解性不够好，在使用的过程中需要经常发生反复弯曲和摩擦，容易导致绝缘层发生破裂，使得电缆失效；专利CN211654350U中公开了一种航空航天用高柔性耐高温电源电缆，采用有若干根及细的镀镍软铜导体铜芯复绞而成，并且在导体外部采用绝缘层，使其可以在-65℃—+260℃温度内长期使用，但由于绝缘层采用的聚全氟烷氧基树脂材料，其韧性以及抗拉强度较差。
关于目前柔软航空电缆在使用的过程中未考虑其本身的强度、耐磨以及抗老化性能，使得电缆的绝缘层出现风化，并导致电缆外管出现破损，发生损坏的问题。专利CN205140567U公开了一种多芯高强度柔软航空电缆，该专利通过在电缆本体内部设置有多个缆芯，并且缆芯外侧包裹屏蔽层，所述屏蔽层外侧包裹外保护套层，增强了电缆的强度，延长了使用寿命，但是该专利在提高其高强度延长其使用寿命的同时，并未考虑解决航空电缆因高温导致电缆受损的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，通过利用内绝缘层与外绝缘层之间的空腔内部设置的由三根导热单丝组合形成的导热体，将导体的热量进行快速分散，防止热量集中于导体的圆周外表面上侧，致使热量堆积，使其损坏，降低其使用寿命，因此即使航空电缆在使用过程中产生高温运转的情况，也不会产生热量堆积，延长航空电缆的使用寿命，防止因为航空电缆发生损坏导致出现人员身亡情况的发生。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多芯高强度柔软航空电缆，所述航空电缆本体包括由内到外依次设置的加强承力体、绝缘线缆、绝缘保护套、导热层、保护层和高强度防老化涂层，其特征在于：所述航空电缆本体的中心处设置有加强承力体，所述加强承力体外侧圆周上均匀分布有八股绝缘线缆，所述绝缘线缆外侧被绝缘保护套包裹，所述绝缘保护套外侧被导热层包裹，所述导热层外侧被保护层包裹，所述保护层外侧被高强度防老化涂层包裹；所述绝缘线缆通过如下方法制备：将导体绞合制成芯材，然后利用绕包机将内绝缘层以及外绝缘层在导体上侧绕包得到绝缘线缆。
优选的，所述加强承力体整体采用高强度的交联乙烯-四氟乙烯轻质复合材料制成，所述导热层采用高导热的石墨烯复合材料制成，并且将被纳米金包裹的纳米二氧化硅填充在不同层的石墨烯复合材料中，由此通过提高石墨烯复合材料的导热性能，来提高航空电缆本体的导热性能。
优选的，所述导热层被保护层包裹，所述保护层整体采用高强度复合材料制成，所述高强度复合材料由以下方法制备：首先将聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成树脂溶液，然后将超高分子聚乙烯纤维20-35％、玻璃纤维45-80％依次放置于由聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成的树脂溶液中浸泡3-4个小时形成高强度复合材料，并且高强度复合材料整体厚度为150-300um，所述高强度防老化涂层采用在轻质高强度复合材料外侧涂覆防老化涂料制成，所述防老化涂料整体采用乙烯基硅油5-15％、防老化剂20-35％、补强剂30-45％、含氢硅油15-35％、结构控制剂4-8％、聚氨酯25-45％、丙烯酸5-35％等混炼制备形成高强度防老化涂层。
优选的，所述八股绝缘线缆绞合成束，并且所述绝缘线缆外侧设置有聚酰亚胺复合层，所述聚酰亚胺复合层外侧设置有聚四氟乙烯绕包层，所述聚四氟乙烯绕包层外侧设置有全氟乙烯丙烯以及聚酰亚胺混合材料形成的复合保护层，所述复合保护层外侧设置有玻璃纤维层，所述玻璃纤维层采用外表面涂覆耐氧化黏胶涂料。
优选的，相邻的所述聚酰亚胺复合层、聚四氟乙烯绕包层、复合保护层以及玻璃纤维层之间设置有粘性乳液，增强其密闭性，并且通过粘性乳液粘结形成一个整体绝缘保护套。
优选的，所述导体通过绕包机在外表面缠绕一层内绝缘层，所述内绝缘层外侧设置有外绝缘层，所述将导体绞合制成芯材，然后利用外界的绕包机将内绝缘层以及外绝缘层绕包得到绝缘线缆所述内绝缘层与外绝缘层之间的空腔内部设置有由三根导热单丝组合形成的导热体，所述导热体的三根导热单丝相邻的外壁两两相切，并且呈三角形设置，所述导热体绕导体的外圆周表面均匀分散，所述导热体与内绝缘层和外绝缘层之间的空腔内部填充有多组加强球，通过利用设置的导热体，可快速将导体的热量进行分散，防止热量集中于导体的圆周外表面上侧，致使热量堆积，使其损坏，降低其使用寿命。
本发明提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，具备以下有益效果：
1、所述本发明通过外界的绕包机在导体的外表面缠绕一层内绝缘层，所述内绝缘层外侧设置有外绝缘层，所述内绝缘层与外绝缘层的配合使用，可以防止其屏蔽效果，提高了信号传输和弱电供给之间的抗电磁串扰，又提高了抗外界电磁干扰的能力，并且所述内绝缘层与外绝缘层之间的空腔内部设置有由三根导热单丝组合形成的导热体，所述导热体的三根导热单丝相邻的外壁两两相切，并且呈三角形设置，所述导热体绕导体的外圆周表面均匀分散，所述导热体与内绝缘层与外绝缘层之间的空腔内部填充有多组加强球，通过利用设置的导热体，可快速将导体的热量进行分散，防止热量集中于导体的圆周外表面上侧，有效避免了因热量堆积导致电缆损坏情况的发生，延长了航空电缆的使用寿命。本发明航空电缆即使在高温超负荷运转的状况下，也不会产生大量热量堆积，显著提高了航空电缆的应用性能。
2、所述本发明通过在航空电缆本体内部增设加强承力体，并且加强承力体整体采用高强度的交联乙烯-四氟乙烯轻质复合材料制成，由此增强其强度，所述由八股绝缘线缆绞合成束并且其外侧被导热层包裹，所述导热层被保护层包裹，所述保护层整体采用高强度复合材料制成，所述首先将超高分子聚乙烯纤维、玻璃纤维等依次放置于聚氨酯、聚乙烯、聚醚酮以及环氧树脂以及不饱和聚酯树脂组合形成的树脂溶液中浸泡而成的高强度复合材料，并且所述高强度复合材料整体厚度为150-300um；所述保护层被高强度防老化涂层包裹，所述高强度防老化涂层采用在轻质高强度复合材料外侧涂覆防老化涂料制成，所述防老化涂料整体采用乙烯基硅油、防老化剂、补强剂、含氢硅油、结构控制剂、聚氨酯、丙烯酸等混炼制备形成高强度防老化涂层，由此本发明在具有高强度性能的同时增强了其抗紫外线、韧性以及耐老化的性能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种多芯高强度柔软航空电缆结构示意图；
图2为本发明提出的一种多芯高强度柔软航空电缆结构示意图；
图3为本发明提出的一种多芯高强度柔软航空电缆的绝缘线缆6的结构示意图；
附图标记为：1、航空电缆本体；2、高强度防老化涂层；3、保护层；4、导热层；5、绝缘保护套；6、绝缘线缆；7、加强承力体；8、聚酰亚胺复合层；9、聚四氟乙烯绕包层；10、复合保护层；11、玻璃纤维层；12、粘性乳液；13、导热体；14、加强球；15、内绝缘层；16、外绝缘层；17、导体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
根据图1-3所示一种多芯高强度柔软航空电缆，本发明提供以下一种技术方案：航空电缆本体1包括由内到外依次设置的加强承力体7、绝缘线缆6、绝缘保护套5、导热层4、保护层3和高强度防老化涂层2，其特征在于：所述航空电缆本体1的中心处设置有加强承力体7，所述加强承力体7外侧圆周上均匀分布有八股绝缘线缆6，所述绝缘线缆6外侧被绝缘保护套5包裹；所述绝缘线缆6通过如下方法制备：将导体17绞合制成芯材，然后利用绕包机将内绝缘层15以及外绝缘层16在导体17上侧绕包得到绝缘线缆6。
如图1所示，本实施例提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述加强承力体7整体采用高强度的交联乙烯-四氟乙烯轻质复合材料制成，所述导热层4采用高导热的石墨烯复合材料制成，并且将被纳米金包裹的纳米二氧化硅填充在不同层的石墨烯复合材料中，由此通过提高石墨烯复合材料的导热性能，来提高航空电缆本体1的导热性能。
如图1所示，本实施例提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述导热层4被保护层3包裹，所述保护层3整体采用高强度复合材料制成，所述高强度复合材料由以下方法制备：首先将聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成树脂溶液，然后将超高分子聚乙烯纤维20-35％、玻璃纤维45-80％依次放置于由聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成的树脂溶液中浸泡3-4个小时形成高强度复合材料，并且高强度复合材料整体厚度为150-300um，所述高强度防老化涂层2采用在轻质高强度复合材料外侧涂覆防老化涂料制成，所述防老化涂料整体采用乙烯基硅油5-15％、防老化剂20-35％、补强剂30-45％、含氢硅油15-35％、结构控制剂4-8％、聚氨酯25-45％、丙烯酸5-35％等混炼制备形成高强度防老化涂层2。
如图2所示，本实施例提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述八股绝缘线缆6绞合成束，并且所述绝缘线缆6外侧设置有聚酰亚胺复合层8，所述聚酰亚胺复合层8外侧设置有聚四氟乙烯绕包层9，所述聚四氟乙烯绕包层9外侧设置有全氟乙烯丙烯以及聚酰亚胺混合材料形成的复合保护层10，所述复合保护层10外侧设置有玻璃纤维层11，所述玻璃纤维层11采用外表面涂覆耐氧化黏胶涂料。
如图2所示，本实施例提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：相邻的所述聚酰亚胺复合层8、聚四氟乙烯绕包层9、复合保护层10以及玻璃纤维层11之间设置有粘性乳液12，增强其密闭性，并且通过粘性乳液粘结形成一个整体绝缘保护套5。
如图3所示，本实施例提供了一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述导体17通过绕包机在外表面缠绕一层内绝缘层15，所述内绝缘层15外侧设置有外绝缘层16，所述将导体绞合制成芯材，然后利用外界的绕包机将内绝缘层15以及外绝缘层16绕包得到绝缘线缆6所述内绝缘层15与外绝缘层16之间的空腔内部设置有由三根导热单丝组合形成的导热体13，所述导热体13的三根导热单丝相邻的外壁两两相切，并且呈三角形设置，所述导热体13绕导体17的外圆周表面均匀分散，所述导热体13与内绝缘层15和外绝缘层16之间的空腔内部填充有多组加强球14，所述导热体13的设置便于将导体17的热量进行分散，防止热量集中于导体17的圆周外表面上侧，致使热量堆积，使其损坏，降低其使用寿命。
本发明的工作原理：所述本发明通过外界的绕包机在导体17的外表面缠绕一层内绝缘层15，所述内绝缘层15外侧设置有外绝缘层16，所述内绝缘层与外绝缘层的配合使用，可以防止其屏蔽效果，提高了信号传输和弱电供给之间的抗电磁串扰，又提高了抗外界电磁干扰的能力，并且所述内绝缘层15与外绝缘层16之间的空腔内部设置有由三根导热单丝组合形成的导热体13，所述导热体13的三根导热单丝相邻的外壁两两相切，并且呈三角形设置，所述导热体13绕导体17的外圆周表面均匀分散，所述导热体13与内绝缘层15与外绝缘层16之间的空腔内部填充有多组加强球14，所述导热体13的设置便于将导体17的热量进行分散，防止热量集中于导体17的圆周外表面上侧，有效避免了因热量堆积导致电缆损坏情况的发生，延长了航空电缆的使用寿命。本发明航空电缆即使在高温超负荷运转的状况下，也不会产生大量热量堆积，显著提高了航空电缆的应用性能。
所述本发明通过在航空电缆本体1内部增设加强承力体7，并且加强承力体整体采用高强度的交联乙烯-四氟乙烯轻质复合材料制成，由此增强其强度，所述由八股绝缘线缆6绞合成束并且其外侧被导热层4包裹，所述导热层4被保护层3包裹，所述保护层3整体采用高强度复合材料制成，所述首先将超高分子聚乙烯纤维、玻璃纤维等依次放置于聚氨酯、聚乙烯、聚醚酮以及环氧树脂以及不饱和聚酯树脂组合形成的树脂溶液中浸泡而成的高强度复合材料，并且所述高强度复合材料整体厚度为150-300um；所述保护层3被高强度防老化涂层2包裹，所述高强度防老化涂层2采用在轻质高强度复合材料外侧涂覆防老化涂料制成，所述防老化涂料2整体采用乙烯基硅油、防老化剂、补强剂、含氢硅油、结构控制剂、聚氨酯、丙烯酸等混炼制备形成高强度防老化涂层，由此本发明在具有高强度性能的同时增强了其抗紫外线、韧性以及耐老化的性能。
本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种多芯高强度柔软航空电缆，航空电缆本体（1）包括由内到外依次设置的加强承力体（7）、绝缘线缆（6）、绝缘保护套（5）、导热层（4）、保护层（3）和高强度防老化涂层（2），其特征在于：所述航空电缆本体（1）的中心处设置有加强承力体（7），所述加强承力体（7）外侧圆周上均匀分布有八股绝缘线缆（6），所述绝缘线缆（6）外侧被绝缘保护套（5）包裹，所述绝缘保护套（5）外侧被导热层（4）包裹，所述导热层（4）外侧被保护层（3）包裹，所述保护层（3）外侧被高强度防老化涂层（2）包裹；所述绝缘线缆（6）通过如下方法制备：将导体（17）绞合制成芯材，然后利用绕包机将内绝缘层（15）以及外绝缘层（16）在导体（17）上侧绕包得到绝缘线缆（6）。
2.根据权利要求1所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述加强承力体（7）整体采用高强度的交联乙烯-四氟乙烯轻质复合材料制成，所述导热层（4）采用高导热的石墨烯复合材料制成，并且将被纳米金包裹的纳米二氧化硅填充在不同层的石墨烯复合材料中。
3.根据权利要求1所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述保护层（3）整体采用高强度复合材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：
所述高强度复合材料由以下方法制备：首先将聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成树脂溶液，然后将超高分子聚乙烯纤维20-35％、玻璃纤维45-80％依次放置于由聚氨酯10-20％、聚乙烯3-10％、聚醚酮环氧树脂30-60％以及不饱和聚酯树脂57-70％混合搅拌制成的树脂溶液中浸泡3-4个小时形成高强度复合材料，并且高强度复合材料整体厚度为150-300um，所述高强度防老化涂层（2）采用在轻质高强度复合材料外侧涂覆防老化涂料制成，所述防老化涂料整体采用乙烯基硅油5-15％、防老化剂20-35％、补强剂30-45％、含氢硅油15-35％、结构控制剂4-8％、聚氨酯25-45％、丙烯酸5-35％等混炼制备形成。
5.根据权利要求1所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：八股所述绝缘线缆（6）绞合成束，并且所述绝缘线缆（6）外侧设置有聚酰亚胺复合层（8），所述聚酰亚胺复合层（8）外侧设置有聚四氟乙烯绕包层（9），所述聚四氟乙烯绕包层（9）外侧设置有全氟乙烯丙烯以及聚酰亚胺混合材料形成的复合保护层（10），所述复合保护层（10）外侧设置有玻璃纤维层（11），所述玻璃纤维层（11）其外表面涂覆耐氧化黏胶涂料。
6.根据权利要求5所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：相邻的所述聚酰亚胺复合层（8）、聚四氟乙烯绕包层（9）、复合保护层（10）以及玻璃纤维层（11）之间设置有粘性乳液（12），通过粘性乳液（12）粘结形成一个整体绝缘保护套（5）。
7.根据权利要求1所述的一种多芯高强度柔软航空电缆，其特征在于：所述导体（17）通过绕包机在外表面缠绕一层内绝缘层（15），所述内绝缘层（15）外侧设置有外绝缘层（16），所述内绝缘层（15）与外绝缘层（16）之间的空腔内部设置有由三根导热单丝组合形成的导热体（13），所述导热体（13）的三根导热单丝相邻的外壁两两相切，并且呈三角形设置，所述导热体（13）绕导体（17）的外圆周表面均匀分散，所述导热体（13）与内绝缘层（15）和外绝缘层（16）之间的空腔内部填充有多组加强球（14）。
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