CN116936180A - 一种高性能耐挠曲型同轴电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能耐挠曲型同轴电缆及其制备方法，属于同轴电缆技术领域，在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，固化后形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆；胶膜中添加有聚酰亚胺复合颗粒，聚酰亚胺复合颗粒镶嵌在胶膜中起到滑囊的作用，增加胶膜耐磨性的同时还可以胶膜的形变恢复能力；在同轴电缆弯曲过程中，胶膜可以防止镀锡被磨损，聚酰亚胺复合颗粒能够填充镀锡铜屏蔽管上的空隙，有助于提高屏蔽层的屏蔽效率，聚酰亚胺复合颗粒的滑囊作用有助于减少颗粒造成的磨损。
Description
技术领域
本发明属于同轴电缆技术领域，具体涉及一种高性能耐挠曲型同轴电缆及其制备方法。
背景技术
同轴电缆是一种主要做信号传输的线缆，应用场景包括有线电视传播、长途电话传输、计算机系统之间的短距离连接以及局域网等，一般由四层物料构成，由外到内依次为护套围拢、网状导电体、绝缘层和中心导体。同轴铜导体电缆的中心导体通常由铜制成，因为铜具有良好的导电性能，可以高效地传输电信号。绝缘层用于隔离中心导体和屏蔽层，通常采用聚乙烯、聚丙烯等绝缘材料。网状导电体作为屏蔽层，通常由细的金属线编织而成，也可以是金属箔包覆在绝缘层外部。最后，外部的护套用于保护电缆免受物理损坏，通常由PVC或聚氯乙烯等材料制成。
同轴电缆在不同的应用场景下会有不同的性能要求，在一些动态设备中，同轴电缆需要满足布线的灵活性，所以需要使用到柔性的PUR同轴电缆，即电缆能够随设备进行摆动或弯折，耐挠曲性能好，保证信号传输的可靠性。同轴电缆中的屏蔽层一般为镀锡铜网，在同轴电缆长时间多次数弯折后，铜网上的镀锡层容易磨损脱落，甚至铜网单丝会出现断裂，导致屏蔽层出现针孔等缺陷，影响屏蔽效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能耐挠曲型同轴电缆，解决耐挠曲同轴电缆使用过程中，屏蔽层容易出现针孔而导致屏蔽效果下降的缺陷；目的之二在于提供一种高性能耐挠曲型同轴电缆的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高性能耐挠曲型同轴电缆，中心为铜导体，向外依次包括绝缘层、屏蔽层和PUR护套；屏蔽层上粘附有聚氨酯胶膜；
该高性能耐挠曲型同轴电缆的制备方法，包括如下步骤：
在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，然后在70-80℃的条件下加热固化2-3h形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆。
进一步地，聚氨酯涂膜液通过如下步骤制备：
将数均分子量为1000的聚三亚甲基醚二醇和丙三醇加入反应釜中，丙三醇起到交联的作用，在65-70℃和600-800r/min的条件下搅拌15-20min，然后加入聚酰亚胺复合颗粒、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯并继续搅拌20-30min，加入二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在55-60℃和1200-1500r/min的条件下搅拌2-3min，得到聚氨酯涂膜液；
进一步地，聚三亚甲基醚二醇、丙三醇、聚酰亚胺复合颗粒、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的用量比为12g：0.025g：4.5-5g：0.725g：0.047g。
进一步地，聚酰亚胺复合颗粒通过如下步骤制备：
步骤一：将纳米氧化锆、异丙醇和水加入反应釜中，超声分散15-30min后加入硅烷偶联剂KH560，在25-30℃的条件下搅拌30-60min，过滤，干燥，得到改性纳米氧化锆；
进一步地，纳米氧化锆、异丙醇、水和硅烷偶联剂KH560的用量比为4g：20mL：2-3mL：2-3mL。
步骤二：将二甲基甲酰胺和二氨基二苯醚加入反应釜中并搅拌混合，其中二甲基甲酰胺作为溶剂，然后在0-4℃和不断搅拌的条件下，2-3h内匀速滴入均苯四甲酸二酐，然后加入改性纳米氧化锆并超声分散20-40min，得到混合液；将混合液通过静电喷雾设备喷雾，将接收的颗粒在240-260℃的条件下保温60-90min，得到聚酰亚胺复合颗粒。
进一步地，二甲基甲酰胺、二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐和改性纳米氧化锆的用量比为140-150g：10g：10g：4-5g。
进一步地，聚酰亚胺复合颗粒的粒径为100±20μm。
本发明的有益效果：
本发明高性能耐挠曲型同轴电缆的屏蔽层涂覆有聚氨酯涂膜液，聚氨酯涂膜液固化后的胶膜具有较好的透明度，便于观察屏蔽网的状态；该胶膜中添加有聚酰亚胺复合颗粒，聚酰亚胺复合颗粒镶嵌在胶膜中起到滑囊的作用，增加胶膜耐磨性的同时还可以胶膜的形变恢复能力；聚酰亚胺复合颗粒以纳米氧化锆为核，有助于增加聚酰亚胺复合颗粒的热稳定性，有助于颗粒形成微球形态，并且纳米氧化锆有助于增强胶膜对电磁辐射的吸收和减弱能力。在同轴电缆弯曲过程中，胶膜附着在镀锡铜屏蔽管网上起到阻隔作用，防止镀锡被磨损，聚酰亚胺复合颗粒能够填充镀锡铜屏蔽管上的空隙，有助于提高屏蔽层的屏蔽效率，聚酰亚胺复合颗粒的滑囊作用有助于减少颗粒造成的磨损。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种高性能耐挠曲型同轴电缆，包括如下实施步骤：
步骤一：将8kg纳米氧化锆、40L异丙醇和4L水加入反应釜中，超声分散15min后加入4L硅烷偶联剂KH560，在25℃的条件下搅拌30min，过滤，干燥，得到改性纳米氧化锆。
步骤二：将140kg二甲基甲酰胺和10kg二氨基二苯醚加入反应釜中并搅拌混合，其中二甲基甲酰胺作为溶剂，在0℃和不断搅拌的条件下，2h内向反应釜中匀速滴入10kg均苯四甲酸二酐，然后加入4kg改性纳米氧化锆并超声分散20min，得到混合液；将混合液通过静电喷雾设备喷雾，将接收的颗粒在240℃的条件下保温60min，得到粒径为100±20μm的聚酰亚胺复合颗粒。
步骤三：将12kg数均分子量为1000的聚三亚甲基醚二醇和25g丙三醇加入反应釜中，其中丙三醇起到交联的作用，在65℃和600r/min的条件下搅拌15min，然后加入4.5kg聚酰亚胺复合颗粒和725g 4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯并继续搅拌20min，最后加入47g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在55℃和1200r/min的条件下搅拌2min，得到聚氨酯涂膜液。
步骤四：在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，然后在70℃的条件下加热固化2h形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆。
实施例2
本实施例提供一种高性能耐挠曲型同轴电缆，包括如下实施步骤：
步骤一：将8kg纳米氧化锆、40L异丙醇和5L水加入反应釜中，超声分散20min后加入5L硅烷偶联剂KH560，在28℃的条件下搅拌45min，过滤，干燥，得到改性纳米氧化锆。
步骤二：将145kg二甲基甲酰胺和10kg二氨基二苯醚加入反应釜中并搅拌混合，其中二甲基甲酰胺作为溶剂，在2℃和不断搅拌的条件下，2.5h内向反应釜中匀速滴入10kg均苯四甲酸二酐，然后加入4.5kg改性纳米氧化锆并超声分散30min，得到混合液；将混合液通过静电喷雾设备喷雾，将接收的颗粒在250℃的条件下保温75min，得到粒径为100±20μm的聚酰亚胺复合颗粒。
步骤三：将12kg数均分子量为1000的聚三亚甲基醚二醇和25g丙三醇加入反应釜中，其中丙三醇起到交联的作用，在68℃和700r/min的条件下搅拌18min，然后加入4.8kg聚酰亚胺复合颗粒和725g 4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯并继续搅拌25min，最后加入47g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在58℃和1350r/min的条件下搅拌2.5min，得到聚氨酯涂膜液。
步骤四：在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，然后在75℃的条件下加热固化2.5h形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆。
实施例3
本实施例提供一种高性能耐挠曲型同轴电缆，包括如下实施步骤：
步骤一：将8kg纳米氧化锆、40L异丙醇和6L水加入反应釜中，超声分散30min后加入6L硅烷偶联剂KH560，在30℃的条件下搅拌60min，过滤，干燥，得到改性纳米氧化锆。
步骤二：将150kg二甲基甲酰胺和10kg二氨基二苯醚加入反应釜中并搅拌混合，其中二甲基甲酰胺作为溶剂，在4℃和不断搅拌的条件下，3h内向反应釜中匀速滴入10kg均苯四甲酸二酐，然后加入5kg改性纳米氧化锆并超声分散40min，得到混合液；将混合液通过静电喷雾设备喷雾，将接收的颗粒在260℃的条件下保温90min，得到粒径为100±20μm的聚酰亚胺复合颗粒。
步骤三：将12kg数均分子量为1000的聚三亚甲基醚二醇和25g丙三醇加入反应釜中，其中丙三醇起到交联的作用，在70℃和700r/min的条件下搅拌20min，然后加入5kg聚酰亚胺复合颗粒和725g 4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯并继续搅拌30min，最后加入47g二月桂酸二丁基锡作为催化剂，在60℃和1500r/min的条件下搅拌3min，得到聚氨酯涂膜液。
步骤四：在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，然后在80℃的条件下加热固化3h形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆。
对比例1：在实施例3的基础上，直接用纳米氧化锆代替聚酰亚胺复合颗粒，其余步骤保持不变，制备出高性能耐挠曲型同轴电缆。
对比例2：在实施例3的基础上，直接用改性纳米氧化锆代替聚酰亚胺复合颗粒，其余步骤保持不变，制备出高性能耐挠曲型同轴电缆。
对比例3：在实施例3的基础上，不添加改性纳米氧化锆，制备出聚酰亚胺颗粒并代替聚酰亚胺复合颗粒，其余步骤保持不变，制备出高性能耐挠曲型同轴电缆。
对比例4：在实施例3的基础上，不添加聚酰亚胺复合颗粒，其余步骤保持不变，制备出高性能耐挠曲型同轴电缆。
对比例5：在实施例3的基础上不使用涂膜液，其余步骤保持不变，制备出高性能耐挠曲型同轴电缆。
对实施例1-实施例3和对比例1-对比例5进行性能测试，根据GB/T1040.1-2006测试实施例1-实施例3和对比例1-对比例4中聚氨酯涂膜液制备成试样，测量不同试样的拉伸强度和断裂伸长率，拉伸后静置6h，测量试样拉伸前后的长度，计算试样形变恢复量，评价其形变恢复能力；采用钢丝绒耐摩擦试验机测试，在500g载荷下进行100次循环刮擦，根据刮擦前后试样的质量，计算出磨损质量，从而评价不同胶膜的耐磨性(“\”表示未测)；按照150°的弯折角度将实施例1-实施例3和对比例1-对比例5中的同轴电缆弯折2000次，记录弯折试验前后弯折处的屏蔽效率，结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，实施例1-实施例3中的胶膜具有较好的力学性能、形变恢复能力和耐磨性能，并且聚酰亚胺复合颗粒有助于提高胶膜的屏蔽效率和耐磨性能。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (8)
1.一种高性能耐挠曲型同轴电缆，中心为铜导体，向外依次包括绝缘层、屏蔽层和PUR护套，其特征在于，所述屏蔽层为镀锡铜屏蔽管网，镀锡铜屏蔽管网上粘附有聚氨酯涂膜液固化成的聚氨酯胶膜；
所述聚氨酯涂膜液通过如下步骤制备：
聚氨酯涂膜液通过如下步骤制备：
将聚三亚甲基醚二醇和丙三醇加入反应釜中，65-70℃和600-800r/min搅拌15-20min，加入聚酰亚胺复合颗粒和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯并继续搅拌20-30min，再加入二月桂酸二丁基锡，55-60℃和1200-1500r/min搅拌2-3min，得到聚氨酯涂膜液。
2.根据权利要求1所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述聚三亚甲基醚二醇、丙三醇、聚酰亚胺复合颗粒、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的用量比为12g：0.025g：4.5-5g：0.725g：0.047g。
3.根据权利要求1所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述聚酰亚胺复合颗粒通过如下步骤制备：
将二甲基甲酰胺和二氨基二苯醚加入反应釜中搅拌混合，在0-4℃和搅拌的条件下，在2-3h内匀速滴入均苯四甲酸二酐，然后加入改性纳米氧化锆并超声分散20-40min，得到混合液；将混合液通过静电喷雾设备喷雾，240-260℃保温60-90min，得到聚酰亚胺复合颗粒。
4.根据权利要求3所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述二甲基甲酰胺、二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐和改性纳米氧化锆的用量比为140-150g：10g：10g：4-5g。
5.根据权利要求1所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述聚酰亚胺复合颗粒的粒径为100±20μm。
6.根据权利要求3所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述改性纳米氧化锆通过如下步骤制备：
将纳米氧化锆、异丙醇和水加入反应釜中，超声分散15-30min后加入硅烷偶联剂KH560，在25-30℃的条件下搅拌30-60min，过滤，干燥，得到改性纳米氧化锆。
7.根据权利要求6所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆，其特征在于，所述纳米氧化锆、异丙醇、水和硅烷偶联剂KH560的用量比为4g：20mL：2-3mL：2-3mL。
8.根据权利要求1所述的一种高性能耐挠曲型同轴电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在铜导体表面挤塑包覆绝缘层，然后在绝缘层外部包覆屏蔽膜，在屏蔽膜外包覆镀锡铜屏蔽管网，在镀锡铜屏蔽管网上涂覆聚氨酯涂膜液，然后在70-80℃的条件下加热固化2-3h形成聚氨酯胶膜，最后在屏蔽层外挤塑包覆PUR护套，得到高性能耐挠曲型同轴电缆。
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| CN202311131685.9A CN116936180A (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 一种高性能耐挠曲型同轴电缆及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117352224A (zh) * | 2023-10-25 | 2024-01-05 | 安徽鑫海高导新材料有限公司 | 一种高电磁屏蔽效能同轴铜导体电缆及其制备方法 |
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