高电磁屏蔽性耐热电缆的制作方法

本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种高电磁屏蔽性耐热电缆。

背景技术：

轨道交通通信信号电缆作为实现列车指挥和列车运行管理的重要手段，成为保证列车安全、提高运输效率不可缺少的关键装备。在轨道交通列车安全运行中，如何保障轨道交通通信信号安全、稳定传输，一直是行业长期关注的重要工作，在以前行业同类产品的应用中，存在一些电磁场环境恶劣的特殊区段，通信信号信息出现误码与失真的情况，尤其是当列车进入或离开该区段时，这种不利状况更为严重，为有效改善信息的传输质量，开发一种抗强电磁干扰的耐热电缆，消除可能存在的事故隐患，已成为一项不可回避的重要问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种高电磁屏蔽性耐热电缆，该电缆能够在高温环境下、尤其是能在火灾中不受影响且不会成为延燃材料，保障铁路信号稳定传输，同时具有很强地电磁屏蔽性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高电磁屏蔽耐热电缆，包括缆芯、包覆于所述缆芯外侧的耐火层、包覆于所述耐火层外侧的屏蔽层、以及包覆于所述屏蔽层外侧的阻燃护套层；所述缆芯包括若干根铜导体，所述铜导体是由多根铜导线绞合形成的，其表面具有耐高温保护层，所述耐高温保护层包括涂覆于铜导体表面、厚度为10～30μm的聚酰亚胺涂层以及涂敷于所述聚酰亚胺涂层表面的、厚度为20～50μm的pfdchq/聚氨酯复合涂层；所述耐火层为绕包于缆芯外侧的玻璃纤维带、双面合成云母带或聚酰亚胺复合带；所述屏蔽层包括屏蔽内层和屏蔽外层，所述屏蔽内层为pvdf/镍粉复合涂层，所述屏蔽外层为金属编织层；所述阻燃护套层为低烟无卤外护套。

pfdchq，全称聚10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物-1,1’-二茂铁二甲酯，其是由二茂铁与-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧(dopo)的衍生物合成的聚酯型阻燃剂，其结构中含有dopo基和二茂铁基双官能团。其中，dopo基不但能通过在聚合物表面形成致密的炭层发挥凝聚相阻燃作用，而且在降解时通过释放po·和po2·等自由基在气相中发挥作用。二茂铁具有优秀的消烟、促进成炭的作用。在材料燃烧初期，会分解为环戊二烯和铁，环戊二烯会进一步分解为有机小分子或者成炭。

本发明中，在缆芯的表面设置了两层耐高温保护层，其中，铜导体表面的聚酰亚胺涂层具有优异的耐高温性能，对于铜导体起到了很好的保护作用，据报道，聚酰亚胺涂层可在300℃的空气氛围下长期使用。另外，聚酰亚胺涂层外侧涂覆的pfdchq/聚氨酯复合涂层是一种新型的阻燃耐火材料，其中，聚氨酯是一种防火性能极佳的材料，其导热系数低，在燃烧的时候会产生炭，有助于隔离氧气，防止火势蔓延；而pfdchq由于分子中同时含有二茂铁基与dopo基，能够催化成炭，并且能够同时从凝聚相和气相发挥阻燃作用。pfdchq/聚氨酯复合后形成的涂层具有极佳的阻燃和耐火性能，对内部的铜导体起到了很好的保护作用。

另外，本发明在缆芯外部还设置了耐火层，其中，耐火层为玻璃纤维带、双面合成云母带或聚酰亚胺复合带，均是优良的无机或有机耐火材料，能够将缆芯与外层隔离开来，起到了隔绝火焰，防止火势蔓延进入缆芯的作用。

进一步地，所述pfdchq/聚氨酯复合涂层中包括2～8wt％的pfdchq以及92～98wt％的聚氨酯。更优选地，所述pfdchq/聚氨酯复合涂层中包括5wt％的pfdchq以及95wt％的聚氨酯。

进一步地，所述耐火层的厚度为100～200μm。

进一步地，所述双面合成云母带包括云母纸基材以及贴合在云母纸基材两侧的聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜的厚度为20～50μm。

进一步地，所述聚酰亚胺复合带为陶瓷化聚酰亚胺带，陶瓷化聚酰亚胺带不仅起到耐火阻燃的作用，还有利于提高线缆的强度。

进一步地，所述缆芯与耐火层之间还设有阻水层。

进一步地，所述pvdf/镍粉复合涂层的制备方法为：将镍粉和偶联剂加入溶剂中，超声分散得到均一的第一溶液；接着，将pvdf溶于溶剂中得到第二溶液，再与第一溶液混合，搅拌均匀；最后于120～150℃挤出成涂层。其中，所述溶剂可采用常用的有机溶剂，例如nmp、dmac、dmf等。

进一步地，所述pvdf/镍粉复合涂层中，镍粉的添加量为2～6wt％。

进一步地，所述金属编织层是由铜丝与耐火陶瓷纤维混合编织而成，且编织密度大于90％。优选地，所述铜丝表面具有镀层，以提高防腐蚀或电磁屏蔽性能。该镀层优选为金属锡或镍。

进一步地，所述pvdf/镍粉复合涂层的厚度为100～200μm，金属编织层的厚度为20～100μm。

本发明中，采用pvdf/镍粉复合涂层作为第一屏蔽层，pvdf具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐候性和介电性，复合镍粉后形成的涂层具有极佳的电磁屏蔽性能，相比于现有的溅射金属膜(厚度仅为几μm)，其制备方法更加简单，成本低，且厚度可控，电磁屏蔽性能更好。采用铜丝与耐火陶瓷纤维混合编织而成的金属编织层作为第二屏蔽层，该屏蔽层综合了铜丝成本低、屏蔽性能好的特点与耐火陶瓷纤维的强防火性能，赋予了电缆更佳的防火和屏蔽性能。

进一步地，屏蔽层与阻燃护套层之间还设有隔离层，用于阻隔火源；优选地，所述隔离层为可膨胀石墨带，其在高温下可瞬间迅速分解，产生大量气体，并且急剧膨胀，窒息了火焰，同时其生成的石墨膨体材料覆盖在基材表面，隔绝了热能辐射和氧的接触。

本发明的有益效果：

1.本发明的高电磁屏蔽性耐热电缆，通过在缆芯的表面设置了两层耐高温保护层，能够同时从凝聚相和气相发挥阻燃作用，使得电缆具有优异的耐高温性能；同时在缆芯外侧还设置了耐火层和阻燃护套层，进一步提高了电缆的耐火阻燃性能，保证了电缆在火灾中不受影响且不会成为延燃材料，保障铁路信号稳定传输。

2.本发明的高电磁屏蔽性耐热电缆，在耐火层与阻燃护套层之间设置了两层屏蔽层，其中内层为pvdf/镍粉复合涂层，其制备方法简单，具有耐化学腐蚀性、耐高温性、耐候性和介电性，且电磁屏蔽性能优于溅射金属膜；而外层为金属编织层，能够进一步增强电缆的电磁屏蔽性能，使得电缆在一些电磁场环境恶劣的特殊区段，能够正常通信且信号稳定，避免事故的发生。

附图说明

图1是本发明实施例1的高电磁屏蔽性耐热电缆的截面结构图；

图2是本发明实施例2的高电磁屏蔽性耐热电缆的截面结构图；

其中：1、铜导体；2、聚酰亚胺涂层；3、pfdchq/聚氨酯复合涂层；4、耐火层；5、屏蔽内层；6、屏蔽外层；7、外护套；8、阻水层；9、隔离层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

参见图1，本实施例公开了一种高电磁屏蔽耐热电缆，包括缆芯、包覆于所述缆芯外侧的耐火层、包覆于所述耐火层外侧的屏蔽层、以及包覆于所述屏蔽层外侧的阻燃护套层。所述缆芯包括1根铜导体，所述铜导体是由多根铜导线绞合形成的，其表面具有耐高温保护层，所述耐高温保护层包括涂覆于铜导体表面、厚度为10～30μm的聚酰亚胺涂层以及涂敷于所述聚酰亚胺涂层表面的、厚度为20～50μm的pfdchq/聚氨酯复合涂层；其中，pfdchq/聚氨酯复合涂层包括5wt％的pfdchq以及95wt％的聚氨酯。

耐火层为绕包于缆芯外侧的陶瓷化聚酰亚胺复合带，厚度为100～200μm。所述屏蔽层包括屏蔽内层和屏蔽外层，所述屏蔽内层为pvdf/镍粉复合涂层，其厚度为100～200μm，该复合涂层中镍粉的添加量为4wt％。所述屏蔽外层为金属编织层，该金属编织层的厚度为20～100μm，其是由50％的细铜丝与50％的耐火陶瓷纤维混合编织而成，编织密度大于90％。所述护套层为低烟无卤外护套。

实施例2

参见图2，本实施例公开了一种高电磁屏蔽耐热电缆，包括缆芯、依次包覆于所述缆芯外侧的阻水层、耐火层、屏蔽层以及阻燃护套层。所述缆芯包括3根铜导体，所述铜导体是由多根铜导线绞合形成的，其表面具有耐高温保护层，所述耐高温保护层包括涂覆于铜导体表面、厚度为10～30μm的聚酰亚胺涂层以及涂敷于所述聚酰亚胺涂层表面的、厚度为20～50μm的pfdchq/聚氨酯复合涂层；其中，pfdchq/聚氨酯复合涂层包括5wt％的pfdchq以及95wt％的聚氨酯。

所述阻水层为包绕于缆芯外侧的阻水带；所述耐火层为绕包于缆芯外侧的玻璃纤维带，厚度为100～200μm。所述屏蔽层包括屏蔽内层和屏蔽外层，所述屏蔽内层为pvdf/镍粉复合涂层，其厚度为100～200μm，该复合涂层中镍粉的添加量为6wt％。所述屏蔽外层为金属编织层，该金属编织层的厚度为20～100μm，其是由50％的镀镍细铜丝与50％的耐火陶瓷纤维混合编织而成，编织密度大于90％。所述护套层为低烟无卤外护套。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。