納米碳化硅改性的高絕緣電纜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米碳化硅改性的高絕緣電纜及其制備方法，該高絕緣電纜包括相互絞合的多股線芯單元，多股線芯單元的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套，鍍銀芳綸絲編織套內(nèi)填充有瀝青；鍍銀芳綸絲編織套的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第一絕緣層、臨界層和第二絕緣層；第一絕緣層為丙烯腈?苯乙烯共聚物層，臨界層填充有納米碳化硅，第二絕緣層為乙烯?四氟乙烯共聚物層。通過該方法制得的電纜具有優(yōu)異的絕緣性和穩(wěn)定性。
【專利說明】
納米碳化括改性的高絕緣電纜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及絕緣電纜，具體地，設(shè)及一種納米碳化娃改性的高絕緣電纜及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的高速迅猛發(fā)展及我國國防現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)的迫切需要，軍事 工業(yè)正在朝著高科技、高速度的方向發(fā)展。航空、航天、兵器工業(yè)的技術(shù)水平代表和象征著 國防實(shí)力，為適應(yīng)國防現(xiàn)代化高速發(fā)展的需要，與之配套的產(chǎn)品也在不斷的更新?lián)Q代，裝備 的電氣化、自動化、系統(tǒng)化程度不斷提高，作為"血管和神經(jīng)"的電纜的使用量越來越大，對 產(chǎn)品的質(zhì)量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。為適應(yīng)國防現(xiàn)代化高速發(fā)展的需 要，與之配套的產(chǎn)品也在不斷的更新?lián)Q代，研制開發(fā)高新技術(shù)產(chǎn)品為軍事工業(yè)配套對加強(qiáng) 國防建設(shè)、提高軍事裝備的技術(shù)實(shí)力有著重要作用及意義。
[0003] 目前，航空航天產(chǎn)品受其使用條件和環(huán)境的制約，對材料提出了嚴(yán)格的要求。對結(jié) 構(gòu)材料而言，其中最關(guān)鍵的是輕質(zhì)高強(qiáng)度和高溫耐腐蝕。從運(yùn)一點(diǎn)上可W說，航空航天產(chǎn)業(yè) 把結(jié)構(gòu)材料的能力提高到了它的極限水平。航空航天產(chǎn)品在追求輕質(zhì)和減重方面可W說是 "克克計(jì)較"，飛行器每減重Ikg的經(jīng)濟(jì)效益逾萬美元。因此，航空航天領(lǐng)域?qū)﹄娮釉骷?求向小型化、輕型化方向發(fā)展。其中，尤其是航天電纜的性能制約著航空航天產(chǎn)品的整體的 性能的提高，運(yùn)主要是因?yàn)楹教祀娎|在航天的惡劣環(huán)境中難W保持穩(wěn)定的高絕緣性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種納米碳化娃改性的高絕緣電纜及其制備方法，通過該方 法制得的電纜具有優(yōu)異的絕緣性和穩(wěn)定性。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種納米碳化娃改性的高絕緣電纜，該高絕緣 電纜包括相互絞合的多股線忍單元，多股線忍單元的外部套設(shè)有鍛銀芳絕絲編織套，鍛銀 芳絕絲編織套內(nèi)填充有漸青;鍛銀芳絕絲編織套的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第 一絕緣層、臨界層和第二絕緣層;第一絕緣層為丙締臘-苯乙締共聚物層，臨界層填充有納 米碳化娃，第二絕緣層為乙締-四氣乙締共聚物層。
[0006] 優(yōu)選地，鍛銀芳絕絲編織套的直徑為0.85-0.90mm，第一絕緣層的厚度為0.15- 0.20mm，臨界層的厚度為0.05-0.12mm，第二絕緣層的厚度為0.20-0.25mm。
[0007] 優(yōu)選地，鍛銀芳絕絲編制套中的鍛銀芳絕絲的外表面上的鍛銀層的厚度為1-2WI1。 [000引優(yōu)選地，W鍛銀芳絕絲編織套的橫截面的面積為基準(zhǔn)，鍛銀芳絕絲編織套的橫截 面中漸青占有的面積為35-45 %。
[0009] 優(yōu)選地，線忍單元包括相互絞合的多股鍛銀銅絲，多股鍛銀銅絲的外部設(shè)置有保 護(hù)層，保護(hù)層由聚苯乙締填充而成。
[0010] 優(yōu)選地，鍛銀銅絲的直徑為0.05-0.08mm，保護(hù)層的直徑為0.20-0.30mm。
[0011] 優(yōu)選地，多股鍛銀銅絲的外表面的鍛銀層的厚度為0.5-0.9WI1。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種上述的納米碳化娃改性的高絕緣電纜的制備方法，該制備方 法包括：
[0013] 1)將多股線忍單元相互絞合，接著將鍛銀芳絕絲編織套套設(shè)于多股線忍單元的外 部，然后將漸青填充至鍛銀芳絕絲編織套的內(nèi)部；
[0014] 2)將丙締臘-苯乙締共聚物擠包于鍛銀芳絕絲編織套的外部W形成第一絕緣層， 接著將納米碳化娃嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層，然后將乙締-四氣乙締共聚物擠 包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層W制得納米碳化娃改性的高絕緣電纜。
[0015] 優(yōu)選地，在步驟1)之前，方法還包括:將芳絕絲浸泡于酸液中，接著取出并在芳絕 絲的外表面上鍛上銀層W制得鍛銀芳絕絲，然后將鍛銀芳絕絲編織成鍛銀芳絕絲編織套。
[0016] 優(yōu)選地，酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一種或多種;并且，酸液的 濃度為50-70重量％。
[0017] 根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過在多股線忍單元的外部依次設(shè)置漸青、鍛銀芳絕 絲編織套、第一絕緣層、臨界層和第二絕緣層，通過各部件的協(xié)同作用使得該電纜具有優(yōu)異 的絕緣性能，同時，該電纜能夠在惡劣的環(huán)境中保持優(yōu)異的穩(wěn)定性;其中，臨界層中的納米 碳化娃能夠向第一絕緣層和第二絕緣層中擴(kuò)散進(jìn)而使得第一絕緣層與第二絕緣層形成一 體進(jìn)而提高了兩者單獨(dú)的絕緣性能。同時，該電纜具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠在惡劣的環(huán)境中 保持穩(wěn)定的性能，進(jìn)而保證其能夠穩(wěn)定工作。
[0018] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予W詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0019] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明提供的納米碳化娃改性的高絕緣電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說明
[0022] 1、線忍單元 2、鍛銀銅絲
[0023] 3、鍛銀層 4、保護(hù)層
[0024] 5、漸青 6、鍛銀芳絕絲編織套
[00巧]7、第一絕緣層 8、臨界層
[00%] 9、第二絕緣層
【具體實(shí)施方式】
[0027] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0028] 在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，"內(nèi)、外"等包含在術(shù)語中的方位詞僅代表 該術(shù)語在常規(guī)使用狀態(tài)下的方位，或?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員理解的俗稱，而不應(yīng)視為對該術(shù)語 的限制。
[0029] 本發(fā)明提供了一種納米碳化娃改性的高絕緣電纜，如圖1所示，該高絕緣電纜包括 相互絞合的多股線忍單元1，多股線忍單元1的外部套設(shè)有鍛銀芳絕絲編織套6,鍛銀芳絕絲 編織套6內(nèi)填充有漸青5;鍛銀芳絕絲編織套6的外部沿著由內(nèi)向外的方向依次設(shè)置有第一 絕緣層7、臨界層8和第二絕緣層9;第一絕緣層7為丙締臘-苯乙締共聚物層，臨界層8填充有 納米碳化娃，第二絕緣層9為乙締-四氣乙締共聚物層。
[0030] 上述的多股線忍單元1的外部依次設(shè)置漸青5、鍛銀芳絕絲編織套6、第一絕緣層7、 臨界層8和第二絕緣層9，通過各部件的協(xié)同作用使得該電纜具有優(yōu)異的絕緣性能，同時，該 電纜能夠在惡劣的環(huán)境中保持優(yōu)異的穩(wěn)定性;其中，臨界層8中的納米碳化娃能夠向第一絕 緣層7和第二絕緣層9中擴(kuò)散進(jìn)而使得第一絕緣層7與第二絕緣層9形成一體進(jìn)而提高了兩 者單獨(dú)的絕緣性能。同時，該電纜具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠在惡劣的環(huán)境中保持穩(wěn)定的性 能，進(jìn)而保證其能夠穩(wěn)定工作。
[0031] 在本發(fā)明中，鍛銀芳絕絲編織套6、第一絕緣層7、臨界層8和第二絕緣層9的尺寸可 W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高電纜的絕緣性和穩(wěn)定性，優(yōu)選地，鍛銀芳絕絲編 織套6的直徑為0.85-0.90mm，第一絕緣層7的厚度為0.15-0.20mm，臨界層8的厚度為0.05- 0.12mm，第二絕緣層9的厚度為0.20-0.25mm。
[0032] 同時，鍛銀芳絕絲編制套中的鍛銀芳絕絲的鍛銀層的厚度可W在寬的范圍內(nèi)調(diào) 整，但是為了進(jìn)一步提高電纜的電磁屏蔽性能W及穩(wěn)定性，優(yōu)選地，鍛銀芳絕絲編制套中的 鍛銀芳絕絲的外表面上的鍛銀層的厚度為1-2WI1。
[0033] 此外，在本電纜中，漸青5的含量可W在寬的范圍內(nèi)改變，但是為了使得漸青5能夠 充分地填充于多股線忍單元1之間W及線忍單元1與鍛銀芳絕絲編織套6之間，優(yōu)選地，W鍛 銀芳絕絲編織套6的橫截面的面積為基準(zhǔn)，鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面中漸青5占有的面 積為 35-45 %。
[0034] 在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，線忍單元1的具體結(jié)可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高 電纜信號傳輸過程中的信號的穩(wěn)定性W及信號的傳輸質(zhì)量，優(yōu)選地，線忍單元1包括相互絞 合的多股鍛銀銅絲2,多股鍛銀銅絲2的外部設(shè)置有保護(hù)層4,保護(hù)層4由聚苯乙締填充而成。 運(yùn)樣，通過聚苯乙締能夠充分地將各個線忍單元1之間絕緣開來，進(jìn)而保證每個單獨(dú)的線忍 單元1能夠傳輸不同的信號，并且各個線忍單元1傳輸?shù)男盘栔g不會造成干擾，優(yōu)選地，鍛 銀銅絲2的直徑為0.05-0.08mm，保護(hù)層4的直徑為0.20-0.30mm。
[0035] 此外，多股鍛銀銅絲2的鍛銀層3的厚度可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高多 股鍛銀銅絲2的信號傳輸性能，優(yōu)選地，多股鍛銀銅絲2的外表面的鍛銀層3的厚度為0.5- 0.化111。
[0036] 本發(fā)明還提供了一種上述的納米碳化娃改性的高絕緣電纜的制備方法，該制備方 法包括：
[0037] 1)將多股線忍單元1相互絞合，接著將鍛銀芳絕絲編織套6套設(shè)于多股線忍單元1 的外部，然后將漸青5填充至鍛銀芳絕絲編織套6的內(nèi)部；
[0038] 2)將丙締臘-苯乙締共聚物擠包于鍛銀芳絕絲編織套6的外部W形成第一絕緣層 7,接著將納米碳化娃嵌設(shè)于第一絕緣層7的表面形成臨界層8,然后將乙締-四氣乙締共聚 物擠包于第一絕緣層7的外部形成第二絕緣層9W制得納米碳化娃改性的高絕緣電纜。
[0039] 在本發(fā)明的制備方法中，鍛銀芳絕絲編織套6可W通過本領(lǐng)域中任何一種常規(guī)的 方法制備而得，但是為了提高鍛銀芳絕絲編織套6的電磁屏蔽性能，優(yōu)選地，在步驟1)之前， 該方法還包括:將芳絕絲浸泡于酸液中，接著取出并在芳絕絲的外表面上鍛上銀層W制得 鍛銀芳絕絲，然后將鍛銀芳絕絲編織成鍛銀芳絕絲編織套6。
[0040]另外，酸液的種類和濃度也可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高制得的 鍛銀芳絕絲編織套6的抗電磁干擾能力，優(yōu)選地，酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液 中的一種或多種;并且，酸液的濃度為50-70重量％。
[0041 ] W下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0042] 制備例1
[0043] 將直徑為0.1 Omm的芳絕絲浸泡于60重量％的酸液(鹽酸溶液）中，接著取出并在芳 絕絲的外表面上鍛上銀層(鍛銀層的厚度為1. SwiOW制得鍛銀芳絕絲，然后將鍛銀芳絕絲 編織成鍛銀芳絕絲編織套6(直徑為0.88mm)。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 1)將多股鍛銀銅絲2(直徑為0.07mm，鍛銀層3的厚度為0.7皿)相互絞合，然后將聚 苯乙締擠包于多股鍛銀銅絲2的外部形成保護(hù)層4(直徑為0.25mm) W制得線忍單元；
[0046] 2)將多股線忍單元相互絞合，接著將鍛銀芳絕絲編織套套設(shè)于多股線忍單元的外 部，然后將漸青填充至鍛銀芳絕絲編織套的內(nèi)部（W鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面中漸青5占有的面積為40% );
[0047] 3)將丙締臘-苯乙締共聚物擠包于鍛銀芳絕絲編織套的外部W形成第一絕緣層7 (厚度為0.18mm)，接著將納米碳化娃嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚度為 0.08mm)，然后將乙締-四氣乙締共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚度為 0.22mm) W制得納米碳化娃改性的高絕緣電纜Al。
[004引實(shí)施例2
[0049] 1)將多股鍛銀銅絲2(直徑為0.05mm，鍛銀層3的厚度為0.5皿)相互絞合，然后將聚 苯乙締擠包于多股鍛銀銅絲2的外部形成保護(hù)層4(直徑為0.20mm) W制得線忍單元；
[0050] 2)將多股線忍單元相互絞合，接著將鍛銀芳絕絲編織套套設(shè)于多股線忍單元的外 部，然后將漸青填充至鍛銀芳絕絲編織套的內(nèi)部（W鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面中漸青5占有的面積為35% );
[0051] 3)將丙締臘-苯乙締共聚物擠包于鍛銀芳絕絲編織套的外部W形成第一絕緣層7 (厚度為0.15mm)，接著將納米碳化娃嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚度為 0.05mm)，然后將乙締-四氣乙締共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚度為 0.20mm) W制得納米碳化娃改性的高絕緣電纜A2。
[0化2]實(shí)施例3
[0053] 1)將多股鍛銀銅絲2(直徑為0.08mm，鍛銀層3的厚度為0.9皿)相互絞合，然后將聚 苯乙締擠包于多股鍛銀銅絲2的外部形成保護(hù)層4(直徑為0.30mm) W制得線忍單元；
[0054] 2)將多股線忍單元相互絞合，接著將鍛銀芳絕絲編織套套設(shè)于多股線忍單元的外 部，然后將漸青填充至鍛銀芳絕絲編織套的內(nèi)部（W鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面的面積為 基準(zhǔn)，鍛銀芳絕絲編織套6的橫截面中漸青5占有的面積為45% );
[0055] 3)將丙締臘-苯乙締共聚物擠包于鍛銀芳絕絲編織套的外部W形成第一絕緣層7 (厚度為0.20mm)，接著將納米碳化娃嵌設(shè)于第一絕緣層的表面形成臨界層8(厚度為 0.12mm)，然后將乙締-四氣乙締共聚物擠包于第一絕緣層的外部形成第二絕緣層9(厚度為 0.25mm) W制得納米碳化娃改性的高絕緣電纜A3。
[0化6] 對比例1
[0057]按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得高絕緣電纜BI,所不同的是，在步驟3)中未使用納米 碳化娃。
[0化引檢測例1
[0059] 1)檢測上述電纜的電阻1;
[0060] 2)擊穿試驗(yàn):將上述電纜在300°C下保持化后，受交流2.化V的電壓處理5min，觀察 電纜是否擊穿，同時檢測此時的電阻2,具體結(jié)果見表1。
[0061] 表 1 「AAilO 1
能和穩(wěn)定性。
[0064] W上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡 單變型，運(yùn)些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0065] 另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可W通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0066] 此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可W進(jìn)行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種納米碳化硅改性的高絕緣電纜，其特征在于，所述高絕緣電纜包括相互絞合的 多股線芯單元(1)，所述多股線芯單元（1)的外部套設(shè)有鍍銀芳綸絲編織套(6)，所述鍍銀芳 綸絲編織套(6)內(nèi)填充有瀝青(5);所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的外部沿著由內(nèi)向外的方向 依次設(shè)置有第一絕緣層(7)、臨界層(8)和第二絕緣層(9);所述第一絕緣層(7)為丙烯腈-苯 乙烯共聚物層，所述臨界層(8)填充有納米碳化硅，所述第二絕緣層(9)為乙烯-四氟乙烯共 聚物層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高絕緣電纜，其特征在于，所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的直徑 為0.85-0.90_，所述第一絕緣層(7)的厚度為0.15-0.20mm，所述臨界層(8)的厚度為0.05- 0.12mm，所述第二絕緣層(9)的厚度為0.20-0.25mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高絕緣電纜，其中，所述鍍銀芳綸絲編制套中的鍍銀芳綸 絲的外表面上的鍍銀層的厚度為1-2μπι。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高絕緣電纜，其特征在于，以所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的橫 截面的面積為基準(zhǔn)，所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的橫截面中瀝青(5)占有的面積為35-45%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高絕緣電纜，其特征在于，所述線芯單元（1)包括相互絞合 的多股鍍銀銅絲(2)，所述多股鍍銀銅絲(2)的外部設(shè)置有保護(hù)層(4)，所述保護(hù)層(4)由聚 苯乙烯填充而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高絕緣電纜，其特征在于，所述鍍銀銅絲（2)的直徑為0. Οδ-Ο · 08mm ， 所述保護(hù)層 (4) 的直徑為 0 · 20-0 · 30mm 。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高絕緣電纜，其特征在于，所述多股鍍銀銅絲（2)的外表面的 鍍銀層(3)的厚度為0.5-0.9μπι。8. -種如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的納米碳化硅改性的高絕緣電纜的制備方法， 其特征在于，所述制備方法包括： 1) 將所述多股線芯單元（1)相互絞合，接著將所述鍍銀芳綸絲編織套(6)套設(shè)于所述多 股線芯單元(1)的外部，然后將所述瀝青(5)填充至所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的內(nèi)部； 2) 將所述丙烯腈-苯乙烯共聚物擠包于所述鍍銀芳綸絲編織套(6)的外部以形成所述 第一絕緣層(7)，接著將所述納米碳化硅嵌設(shè)于所述第一絕緣層(7)的表面形成所述臨界層 (8) ，然后將所述乙烯-四氟乙烯共聚物擠包于所述第一絕緣層（7)的外部形成第二絕緣層 (9) 以制得納米碳化硅改性的高絕緣電纜。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在步驟1)之前，所述方法還包括:將芳 綸絲浸泡于酸液中，接著取出并在所述芳綸絲的外表面上鍍上銀層以制得鍍銀芳綸絲，然 后將所述鍍銀芳綸絲編織成所述鍍銀芳綸絲編織套(6)。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其中，所述酸液選自鹽酸溶液、硝酸溶液和硫 酸溶液中的一種或多種;并且，所述酸液的濃度為50-70重量％。
【文檔編號】H01B13/00GK106098174SQ201610522735
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】章新能, 何源, 王徐惠, 龔世余, 張小偉
【申請人】蕪湖航天特種電纜廠股份有限公司