一种航天用矩形柔性地排电缆及生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航天用矩形柔性地排电缆及生产方法，属于电线电缆领域。
【背景技术】
[0002]随着空间站、卫星及空间探测器等装置上的电气、电子装备以及其它数字化相敏电子系统等装备系统技术的发展，对机载或星载的各电气、电子设备的电磁兼容性(EMC)要求越来越高。为了提高电子设备的电磁兼容性能，通常采取去耦、滤波、整形、屏蔽、接地、选材、布局等各种技术手段以达到消除或抑制电磁干扰的目的，其中，正确的接地是最可靠和简单的提高电磁兼容性的手段，在接地时必须要用到一种引流地排电缆。由于在航天器上，布设有大量的精密电子仪器设备，这些精密电子仪器设备对地排电缆上不同距离的电压差的要求比较严格，因此必须需要一种大截面导体的地排电缆。同时，该地排电缆还必须满足外太空环境下的各种太空辐射问题，这就引发了人们对电缆耐空间辐射的材料和制作工艺关系的研究。
[0003]根据交联乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚酰亚胺复合薄膜所特有的化学性能，其具有良好的耐辐射性能，能在空间环境下经受住一定剂量的辐射，满足空间环境下的使用要求。
【发明内容】
[0004]为克服上述不足，本发明目的在于提供提供了一种航天用矩形柔性地排电缆，在满足良好的柔软、安装方便、占用空间小以及泄流量大等特点外，还具有耐外太空环境下的高能粒子福射能力。
[0005]本发明的方案如下:一种航天用矩形柔性地排电缆，电缆的中心设有矩形的多根多股绞合镀银铜导体，铜导体外挤包一层交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层，在交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层外可绕包一层改性聚酰亚胺复合薄膜保护层；
所述的改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺100-120份、二甲胺基丙胺5-15份、1，5-戊二醇0.55-5份、纳米二氧化钛2-8份、碳酸钙1.5_5份、水性丙烯酸树脂20-30份、均苯四甲酸二酐8-20份、聚己二酰己二胺10-16份。
[0006]进一步，所述的改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、纳米二氧化钛4份、碳酸钙3份、水性丙烯酸树脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。
[0007]—种航天用矩形柔性地排电缆的生产方法，其特征在于，步骤如下:
a、首先采用多股镀银圆铜线进行绞合，绞合导体应采用紧包结构；根据载流量或接地需要，采用多根镀银绞合导体通过一个矩形聚晶定型模对导体进行第二次定型模压，使导体压制定型为一种软矩形结构；
b、在导体外用高温挤出机挤包一层耐辐射性良好的交联乙烯-四氟乙烯共聚物作为电缆的绝缘； C、在绝缘层外用进口恒张力绕包生产线缠绕一层搭盖率控制精确度为10%左右的聚酰亚胺复合薄膜作为保护层。
[0008]本发明的有益效果:
1、柔软性好:通过束绞多股细软镀银圆线作为基本导体，再根据需要选用多根基本导体并列通过一个矩形聚晶成型模具，形成了矩形的导体结构。由于航天器上各类仪器设备繁多，布线线路复杂，因此对于布线用电缆的柔软性要求较高。矩形导体的弯曲半径远小于圆形导体的弯曲半径，因此在复杂安装空间时可以较好的根据安装空间进行弯曲及折向。同样导体截面的矩形电缆的弯曲半径最小可以为圆形电缆的50%。
[0009]2、安装空间小:由于航天器上空间有限，因此所使用的电缆外径必须尽可能少。由于航天器上的精密仪器设备多，对接地电压差要求较严格，因此必须采用大截面的铜导体作为接地屏蔽用。本发明专利所述航天用矩形柔性地排电缆采用了大比例宽厚比的矩形结构，其厚度为同样截面圆形电缆外径的五分之一甚至更低。因此，在狭窄或空间高度不够的情况下矩形软电缆具有很好的安装条件，特别是可以紧贴地板或墙壁的安装方式极大的节省了安装空间。
[0010]采用交联乙烯-四氟乙烯共聚物作为材料，既能满足电缆在空间环境下的耐太空辐射特性，又可以利用乙烯-四氟乙烯共聚物的比重小、易于挤包薄壁等性能降低电缆的重量。
[0011]3、耐空间恶劣环境性好:在航天器中使用的电缆，必须具有耐太空辐射性、耐-120°C ~+180°C的宽幅高低温、耐腐蚀、真空热失重小等特性。本电缆采用了镀银铜线作为导体，具有良好的耐腐蚀和高低温特性，采用了交联乙烯-四氟乙烯共聚物和改性聚酰亚胺复合薄膜作为绝缘和保护层，也具有良好的耐太空辐射性、耐高低温以及真空热失重小等特性，因此能够完全满足太空中的复杂环境因素下使用的要求。绕包的一层聚酰亚胺复合薄膜经高温烧结后，可以完全熔合在一起，提高地排电缆的耐辐射性、耐磨性、耐电弧性等要求。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0014]一种航天用矩形柔性地排电缆，电缆的中心设有矩形的多根多股绞合镀银铜导体1，铜导体1外挤包一层交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层2，在交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层2外可绕包一层改性聚酰亚胺复合薄膜保护层3。
[0015]实施例1
改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、纳米二氧化钛4份、碳酸钙3份、水性丙烯酸树脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。
[0016]复合薄膜的制备方法如下:按照重量份数，将除甲胺基丙胺、纳米二氧化钛各原料加入到反应釜中，混合搅拌均匀，然后加热到50-90°C，引发聚合反应，反应时间为15-20小时，制得复合浆料；向复合资料中添加甲胺基丙胺、纳米二氧化钛，混合均匀后流延成膜，既得。
[0017]航天用矩形柔性地排电缆的生产方法，包括如下步骤:
a.导体用镀银铜线进行绞合，绞合时采用高光洁度的圆形聚晶绞合模进行绞合以保证镀银层的光洁度。考虑到航天器上对外径和柔软性的综合评估，镀银铜线应当采用较细规格导体，并将导体绞合时的节径比控制在14~16倍左右。将多根这种绞合后的多股绞合镀银铜导体并列通过一个矩形聚晶定型模进行压制定型，以保证导体形成一个矩形，利于后续的挤出交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘。
[0018]在压制矩形导体时，矩形定型模的尺寸要适当多根绞合导体的外径截面，以对导体进行紧包结构，有利于减小电缆尺寸，减少后续绝缘材料的用量。在矩形导体收线时，应当采用人工手排的方式，保证矩形导体不能发生翻转、扭曲等不良现象，以免影响矩形的
b.在矩形导体外挤包一层耐辐射性良好的乙烯-四氟乙烯共聚物作为电缆的绝缘层。矩形挤出模具的加工费用高、加工难度较大，并且在挤出加工时，对于同心度的控制要求也不易达到。考虑到该绝缘层厚度一般较薄，因此挤包矩形导体时，可以采用圆形挤出模具进行挤出，但必须采用较小大拉伸比的模具。
[0019]在挤包工艺完成后，采用150KGy剂量进行电子辐照，使乙烯-四氟乙烯共聚物交联以满足耐空间环境下的辐射性能。
[0020]c.采用进口恒张力绕包生产线绕包一层聚酰亚胺复合薄膜作为电缆的保护层，该保护层经高温烧结后，可以起到很好的电气绝缘性和耐空间环境性。由于绕包矩形结构时，绕包宽度较大的聚酰亚胺复合薄膜容易起皱，影响熔接后的外观，因此一般需采用较窄的聚酰亚胺复合膜进行绕包，薄膜宽度一般为绕包厚度的2倍。
[0021]聚酰亚胺复合薄膜绕包后，应当进行高温烧结，考虑到内部采用的交联乙烯-四氟乙烯共聚物，因此在高温下停留时间不宜过长。但为了聚酰亚胺复合膜熔封烧结完全，因此可以采用将电缆快速通过烧结温度更高的烧结熔封区，以达到内部绝缘还来不及升至高温，但外层聚酰亚胺复合膜已经熔封的生产效果。
[0022]实施例2
改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺100份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇2份、纳米二氧化钛6份、碳酸钙3份、水性丙烯酸树脂28份、均苯四甲酸二酐11份、聚己二酰己二胺10份。
[0023]复合薄膜的制备方法同实施例1。
[0024]航天用矩形柔性地排电缆的生产方法同实施例1。
[0025]实施例3
改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺115份、二甲胺基丙胺6份、1，5-戊二醇3.8份、纳米二氧化钛6份、碳酸钙4份、水性丙烯酸树脂27份、均苯四甲酸二酐14份、聚己二酰己二胺12份。
[0026]复合薄膜的制备方法同实施例1。
[0027]航天用矩形柔性地排电缆的生产方法同实施例1。
[0028]尽管上文对本发明的【具体实施方式】给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种航天用矩形柔性地排电缆，其特征在于，电缆的中心设有矩形的多根多股绞合镀银铜导体(1)，铜导体(1)外挤包一层交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层(2)，在交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层(2)外可绕包一层改性聚酰亚胺复合薄膜保护层(3); 所述的改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺100-120份、二甲胺基丙胺5-15份、1，5-戊二醇0.55-5份、纳米二氧化钛2-8份、碳酸钙1.5_5份、水性丙烯酸树脂20-30份、均苯四甲酸二酐8-20份、聚己二酰己二胺10-16份。2.根据权利要求1所述的一种航天用矩形柔性地排电缆，其特征在于，所述的改性聚酰亚胺复合薄膜由以下重量份原料组成:聚酰亚胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、纳米二氧化钛4份、碳酸钙3份、水性丙烯酸树脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。3.根据权得要求1或2所述的一种航天用矩形柔性地排电缆的生产方法，其特征在于，步骤如下: a、首先采用多股镀银圆铜线进行绞合，绞合导体应采用紧包结构；根据载流量或接地需要，采用多根镀银绞合导体通过一个矩形聚晶定型模对导体进行第二次定型模压，使导体压制定型为一种软矩形结构； b、在导体外用高温挤出机挤包一层耐辐射性良好的交联乙烯-四氟乙烯共聚物作为电缆的绝缘； c、在绝缘层外用进口恒张力绕包生产线缠绕一层搭盖率控制精确度为10%左右的聚酰亚胺复合薄膜作为保护层。
【专利摘要】本发明公开了一种航天用矩形柔性地排电缆,电缆的中心设有矩形的多根多股绞合镀银铜导体，铜导体外挤包一层交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层，在交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘层外可绕包一层改性聚酰亚胺复合薄膜保护层；本发明还公开了该电缆的生产方法。本发明航天用矩形柔性地排电缆，在满足良好的柔软、安装方便、占用空间小以及泄流量大等特点外，还具有耐外太空环境下的高能粒子辐射能力。
【IPC分类】H01B13/02, H01B13/08, H01B7/04, H01B13/14, H01B7/02, H01B3/44, H01B5/08, H01B1/02
【公开号】CN105390181
【申请号】CN201510797435
【发明人】姜绪宏, 刘辉, 李健, 姜茂盛, 余小葵, 刘美法
【申请人】安徽宏源特种电缆集团有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月18日