一种新型航天用电缆及制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及同轴电缆技术领域，尤其涉及一种航天用电缆及制作方法。
【背景技术】
[0002] 航天用电缆应当能够适应航天苛刻环境工作，具有优异的耐辐照性能、抗静电 放电性能、机械性能和耐高低温性能。依现行技术制造的产品，是以GJB773A-2000《航 空航天用含氟聚合物绝缘电线电缆通用规范》为依据，同时参照了美国军标MIL-W-22759 《MILITARYSPECIFICATIONSHEET》标准制造生产的。然而该产品缺乏在特殊环境下使用应 具有的相关性能，如耐辐照、耐高低温、抗静电放电性能和高机械强度。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种新型航天用电缆，满足航天工作环境的需 求，具有良好的耐辐照性能、耐高低温性能、抗静电放电性能和较高的机械强度。
[0004]为解决上述技术问题，本发明涉及一种新型航天用电缆，从内向外依次包括内导 体、绝缘层、屏蔽层和外皮，所述绝缘层为第一绕包层+挤出层+第二绕包层的三层复合结 构，所述挤出层包括如下重量百分比的成分：50?60%聚醚醚酮、25?30%玻璃纤维、4? 6%相容剂、4?11%成核剂；所述第一和第二绕包层由聚酰亚胺与玻璃纤维混合构成。
[0005] 聚酰亚胺与玻璃纤维的混合结构，既保证了作为半导体材料的防静电特性，又能 保证足够的机械强度。
[0006] 优选的，所述内导体为铜合金导体，其为11根直径0.25mm镀银铜合金丝绞合成 束。铜合金相对于铜拥有更高的强度和韧性。
[0007] 优选的，所述玻璃纤维为高强玻璃纤维，单纤维抗拉强度为2800MPa。高强玻璃纤 维，其特点是高强度、高模量，比无碱玻纤抗拉强度高25%左右，弹性模量86000MPa。
[0008] 优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。马来酸酐接枝相容剂通过引入强极 性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促 进剂，能够提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高 表面光洁度。
[0009] 优选的，所述成核剂为滑石粉、云母粉、炭黑粉中的一种，所述成核剂的平均粒径 约为2. 8?3. 3um。
[0010] 本发明同时提供一种制造上述新型航天电缆的方法，包括如下步骤： (1) 采用11根0. 25mm镀银铜合金丝绞合，经过压缩模具，获得1. 25±0. 05mm的绞合 导体； (2) 采用同心式绕包机绕包0.032mm厚度第一绕包层，搭盖率为71%?75%; (3) 将聚醚醚酮、玻璃纤维和相容剂添加至双螺杆挤出机中充分搅拌并熔融，料筒温 度控制在250?270°C;然后向料筒中添加成核剂，充分搅拌并塑化，料筒内的压力控制在 15?20Mpa，塑化时间为4?llmin; (4) 将步骤（3)所得混合原料通过挤出机挤出包覆在第一绕包层外围，包覆之前，对第 一绕包层进行预热，预热温度为72?80°C，原料挤出时，挤出机模口的温度控制在192? 200°C，模口采用压力式结构，挤出机的螺杆转速约为110r/min，长径比为20 :1 ;挤出层厚 度为 0? 33 ?0? 45mm; (5) 采用同心式绕包机绕包0.032mm厚度第二绕包层，搭盖率为71%?75%，此时已 制得三层复合结构的绝缘层； (6) 采用空气-水分段间接处理方式对绝缘层进行冷却处理，空气中的冷却时间为3? 4min，水中的冷却时间为4?5min; (7) 采用直径0. 12mm镀镍圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度为90%?96%，然后包覆外皮形成 成品，成品外径为2. 55?3. 55mm;外皮由聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺或聚醚醚酮中的任意一种 制成。
[0011] 优选的，对成品进行热固烧结处理，首先进行干燥处理，温度控制在120°C? 130°C，时间控制在25?30min;然后进行烧结处理，烧结炉温度划分为两个阶段：第一阶 段的温度从〇°C提升至150°C，升温速度控制在5°C/min，烧结时间约为23?26分钟； 第二阶段的温度从150°C提升至320°C，升温速度控制在5°C/min，烧结时间约为32? 36min;最后将烧结成品在烧结炉中缓冷至室温。
[0012] 本发明的有益效果为：通过对航天电缆的结构、成分以及工艺的改进，有效 提高了电缆的耐辐照性能、耐高低温性能、抗静电放电性能和机械强度。通过设置 由聚酰亚胺与玻璃纤维混合构成的绕包层，电缆具有良好的防静电放电性能；通过 设置三层复合结构的绝缘层，可在-150?+300°C范围内长期使用，并获得耐辐照
【主权项】
1. 一种新型航天用电缆，从内向外依次包括内导体、绝缘层、屏蔽层和外皮，其特征在 于，所述绝缘层为第一绕包层+挤出层+第二绕包层的H层复合结构，所述挤出层包括如下 重量百分比的成分；50?60%聚離離丽、25?30%玻璃纤维、4?6%相容剂、4?11%成核 齐U ;所述第一和第二绕包层由聚醜亚胺与玻璃纤维混合构成。
2. 如权利要求1所述的新型航天用电缆，其特征在于：所述内导体为铜合金导体，其为 11根直径0. 25mm锻银铜合金丝绞合成束。
3. 如权利要求1所述的新型航天用电缆，其特征在于：所述玻璃纤维为高强玻璃纤维， 单纤维抗拉强度为2800MPa〇
4. 如权利要求1所述的新型航天用电缆，其特征在于：所述相容剂为马来酸酢接枝相 容剂。
5. 如权利要求1所述的新型航天用电缆，其特征在于；所述成核剂为滑石粉、云母粉、 炭黑粉中的一种，所述成核剂的平均粒径约为2. 8?3. 3um。
6. -种制造权利要求1至5任一项所述的新型航天用电缆的方法，其特征在于包括如 下步骤： (1) 采用11根0. 25mm锻银铜合金丝绞合，经过压缩模具，获得1. 25 + 0. 05mm的绞合 导体； (2) 采用同也式绕包机绕包0. 032mm厚度第一绕包层，搭盖率为71%?75% ; (3) 将聚離離丽、玻璃纤维和相容剂添加至双螺杆挤出机中充分揽拌并烙融，料筒温 度控制在250?27CTC ;然后向料筒中添加成核剂，充分揽拌并塑化，料筒内的压力控制在 15?20Mpa,塑化时间为4?llmin ; (4) 将步骤（3)所得混合原料通过挤出机挤出包覆在第一绕包层外围，包覆之前，对第 一绕包层进行预热，预热温度为72?8(TC，原料挤出时，挤出机模口的温度控制在192? 20(TC，模口采用压力式结构，挤出机的螺杆转速约为11化/min,长径比为20 ;1 ;挤出层厚 度为 0. 33 ?0. 45mm ； (5) 采用同也式绕包机绕包0. 032mm厚度第二绕包层，搭盖率为71%?75%，此时已制 得H层复合结构的绝缘层； (6) 采用空气-水分段间接处理方式对绝缘层进行冷却处理，空气中的冷却时间为3? 4min,水中的冷却时间为4?5min ; (7) 采用直径0. 12mm锻媒圆铜线编织屏蔽，屏蔽密度为90%?96%，然后包覆外皮形成 成品，成品外径为2. 55?3. 55mm ;外皮由聚讽、聚離讽、聚醜亚胺或聚離離丽中的任意一种 制成。
7. 如权利要求6所述的制造新型航天用电缆的方法，其特征在于，对成品进行热固烧 结处理，首先进行干燥处理，温度控制在12CTC?13(TC，时间控制在25?30min;然后进 行烧结处理，烧结炉温度划分为两个阶段：第一阶段的温度从0C提升至15(TC，升温速 度控制在5°C /min,烧结时间约为23?26分钟；第二阶段的温度从15CTC提升至32(TC， 升温速度控制在5C /min,烧结时间约为32?36min ;最后将烧结成品在烧结炉中缓冷至 室温。
【专利摘要】本发明涉及一种新型航天用电缆，从内向外依次包括内导体、绝缘层、屏蔽层和外皮，所述绝缘层为第一绕包层+挤出层+第二绕包层的三层复合结构，所述挤出层包括如下重量百分比的成分：50～60%聚醚醚酮、25～30%玻璃纤维、4～6%相容剂、4～11%成核剂；所述第一和第二绕包层由聚酰亚胺与玻璃纤维混合构成。本发明提供的电缆具有良好的耐辐照性能、耐高低温性能、抗静电放电性能和较高的机械强度。
【IPC分类】H01B7-18, H01B13-10, H01B13-14, H01B7-28, H01B11-18, H01B7-29, H01B7-17, H01B7-02
【公开号】CN104575720
【申请号】CN201410703918
【发明人】肖爽, 刘兵, 汤红梅
【申请人】安徽中天世纪航天科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月30日