抗挤压信号电缆的制作方法与工艺

文档序号:12796932阅读:239来源:国知局
本发明涉及通信电缆相关领域。更具体地说,本发明涉及一种抗挤压信号电缆。

背景技术:
随着电子科技产品的发展普及,信号电缆作为一种传输信号的工具,是工业生产和日常生活中常见而不可缺少的一种工具。但是一些信号电缆需要长期曝露在空气中,很容易受潮,因此信号电缆需要具备防水防潮的功能。而如果发生火灾,易燃的信号电缆很快会成为传播火灾的媒介,因此信号电缆还需要具有阻燃防火功能。信号电缆在铺设或传输的过程中,还特别容易受到挤压、拉扯,一旦芯线拉断或压断,将会造成重大损失,因此信号电缆还需要具备很强的抗压抗拉特性。另外,信号电缆还需要具备较好的屏蔽能力,以保证传输质量。因此,需要设计一种防水防潮、阻燃防火、抗压抗拉、抗干扰的信号电缆。

技术实现要素:
本发明的一个目的是提供一种抗挤压信号电缆,其具有防水防潮、阻燃防火、抗干扰的能力,特别具有优良的抗挤压性能。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种抗挤压信号电缆,包括:缆芯,其包括一绝缘体和多根线芯,所述绝缘体的内部沿轴向开设有多个第一通孔和多个第二通孔,每一个第一通孔周围均环绕有3~6个第二通孔,所述多根线芯分别放置在所述多个第一通孔中,对于每一根线芯,其包括导体、包覆所述导体的聚酯带和包覆所述聚酯带的铜线编织层,所述绝缘体的材料为密度为0.920~0.923克/立方厘米的聚乙烯;内护层,其包覆所述缆芯,所述内护层的内部沿轴向开设有多个第三通孔,所述内护层的材料为密度为0.934~0.936克/立方厘米的聚乙烯;屏蔽层,其包覆所述内护层,所述屏蔽层由镀锌铜线、碳纤维、镀镍铜线与镀锡铜线编织而成,其中,所述碳纤维作为经线,所述镀锌铜线、所述镀镍铜线和所述镀锡铜线均匀间隔作为纬线;中护层,其包覆所述屏蔽层,所述中护层内部沿轴向开设有多个第四通孔,所述第四通孔的个数与所述第三通孔的个数相同,且对于所述信号电缆的任意一个径向截面,每一个第四通孔设置在相邻两个第三通孔之间的位置,所述中护层的材料为密度为0.965~0.969克/立方厘米的聚乙烯;加强层,其包覆所述中护层,所述加强层的材料由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯20~30份、聚芳酯20~30份、聚酰胺树脂10~20份、聚四氟乙烯50~60份、纳米氧化铝3~5份、纳米二氧化钛1~2份;防护层,其包覆所述加强层,所述防护层由钢纤维、硅酸铝纤维、酚醛纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、锦纶纤维和芳纶纤维编织而成;外护层,其包覆所述防护层,所述外护层的材料为乙烯-四氟乙烯共聚物。优选的是,所述的抗挤压信号电缆,所述第一通孔的个数为3~6个,每个第一通孔周围环绕的第二通孔的个数为5个。优选的是,所述的抗挤压信号电缆,所述第三通孔的径向截面为椭圆形,所述第四通孔的径向截面为圆形,所述第三通孔与所述第四通孔的个数均为20~35个。优选的是,所述的抗挤压信号电缆,所述内护层的厚度为0.5毫米,所述屏蔽层的厚度为0.2毫米,所述中护层的厚度为0.5毫米,所述加强层的厚度为0.5毫米,所述防护层的厚度为0.4毫米,所述外护层的厚度为0.2毫米。优选的是,所述的抗挤压信号电缆,所述加强层由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯25份、聚芳酯25份、聚酰胺树脂15份、聚四氟乙烯50份、纳米氧化铝4份以及纳米二氧化钛1.2份。优选的是,所述的抗挤压信号电缆,所述加强层的材料的制备方法包括:将上述重量份的环氧硅树脂、丙烯酸丁酯、聚芳酯、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯在常压下加热熔融,搅拌均匀,加压至8~10MPa保持20~30分钟,然后加入上述重量份的纳米氧化铝和纳米二氧化钛,立即减压至50~80Pa并保持40~60分钟,恢复至常压;其中,在8~10MPa保持阶段用20KHz的超声波辐照,在50~80Pa保持阶段用30KHz的超声波辐照。本发明至少包括以下有益效果:(1)本发明的信号电缆具有防水防潮、阻燃防火、抗干扰的能力,特别具有优良的抗挤压性能。(2)本发明在一个圆柱状的绝缘体中开设多个第一通孔,第一通孔中放置用于传输信号的线芯,绝缘体的材料采用密度为0.920~0.923克/立方厘米的聚乙烯,这种聚乙烯具有较好的弹性,因而具有很强的抗挤压能力,并能够很好地保护放在第一通孔中线芯,第一通孔的周围设置多个第二通孔,使线芯在受到压力后有较大的压缩空间,进一步增强抗挤压能力。(3)本发明的内护层的内部沿轴向开设有多个第三通孔,内护层的材料为密度为0.934~0.936克/立方厘米的聚乙烯,这种聚乙烯的强度较高,使内护层在增强抗挤压能力的基础上,保护弹性的绝缘体不受到破坏。(4)本发明的屏蔽层由镀锌铜线、碳纤维、镀镍铜线与镀锡铜线编织而成,使屏蔽层的屏蔽能力远高于纯铜丝编织的屏蔽层,而且抗拉能力更好,当不使用碳纤维时,屏蔽层的屏蔽能力降低了20%。(5)本发明中护层内部沿轴向开设有多个第四通孔,第四通孔的个数与所述第三通孔的个数相同,且每一个第四通孔均与两个第三通孔之间的位置对应,中护层的材料为密度为0.965~0.969克/立方厘米的聚乙烯。这里,第四通孔填补在第三通孔之间的间隙中,使信号电缆不论受到何种方向的压力均能有很好的抗击能力,而且这种聚乙烯的强度很高,可以在进一步增强抗挤压能力的基础,保护屏蔽层和内护层。(6)本发明的加强层的材料由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯20~30份、聚芳酯20~30份、聚酰胺树脂10~20份、聚四氟乙烯50~60份、纳米氧化铝3~5份、纳米二氧化钛1~2份。该加强层的材料由多种聚合物和两种无机纳米粒子制备而成,具有极高的强度,进一步增强了信号电缆的抗拉能力,纳米氧化铝和纳米二氧化钛起到填补各聚合物之间的空隙,并连接各聚合物的作用,当不加纳米氧化铝和纳米二氧化钛时,得到的材料的强度降低40%。本发明中,优选的制备方法即是将环氧硅树脂、丙烯酸丁酯、聚芳酯、聚酰胺树脂以及聚四氟乙烯熔融,然后加入两种纳米粒子,然后进行高压低频率超声波处理以及低压高频率超声波处理,让纳米粒子充分运动到聚合物的间隙中,在聚合物中建立联系,如果不进行高压低频率超声波处理以及低压高频率超声波处理,材料的强度降低20%。(7)本发明的防护层由钢纤维、硅酸铝纤维、酚醛纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、锦纶纤维和芳纶纤维编织而成。防护层进一步增加了信号电缆的强度,并使信号电缆具备阻燃防火防高温能力。(8)本发明外护层的材料为乙烯-四氟乙烯共聚物。乙烯-四氟乙烯共聚物材料是最强韧的氟塑料,抗冲击强度高,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的2倍,而且具有良好的耐热、阻燃、抗污、防水、耐化学性能和电绝缘性能,以乙烯-四氟乙烯共聚物材料作为外护层增强信号电缆的阻燃防火、防水防潮能力,并极好地保护内部的防护层、加强层、中护层、屏蔽层、内护层和绝缘体。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本发明的结构示意图。具体实施方式下面结合实例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实例1如图1所示,一种抗挤压信号电缆,包括:缆芯,其包括一绝缘体1和多根线芯,所述绝缘体1的内部沿轴向开设有多个第一通孔101和多个第二通孔102,每一个第一通孔101周围均环绕有3个第二通孔102,所述多根线芯分别放置在所述多个第一通孔101中,对于每一根线芯,其包括导体、包覆所述导体的聚酯带和包覆所述聚酯带的铜线编织层,所述绝缘体1的材料为密度为0.920克/立方厘米的聚乙烯;内护层2,其包覆所述缆芯,所述内护层2的内部沿轴向开设有多个第三通孔201,所述内护层2的材料为密度为0.934克/立方厘米的聚乙烯;屏蔽层3,其包覆所述内护层2,所述屏蔽层3由镀锌铜线、碳纤维、镀镍铜线与镀锡铜线编织而成,其中,所述碳纤维作为经线,所述镀锌铜线、所述镀镍铜线和所述镀锡铜线均匀间隔作为纬线;中护层4,其包覆所述屏蔽层3,所述中护层4内部沿轴向开设有多个第四通孔401,所述第四通孔401的个数与所述第三通孔201的个数相同,且对于所述信号电缆的任意一个径向截面,每一个第四通孔401设置在相邻两个第三通孔201之间的位置,所述中护层4的材料为密度为0.965~0.969克/立方厘米的聚乙烯;加强层5,其包覆所述中护层4,所述加强层5的材料由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯20份、聚芳酯20份、聚酰胺树脂10份、聚四氟乙烯50份、纳米氧化铝3份、纳米二氧化钛1份;防护层6,其包覆所述加强层5,所述防护层6由钢纤维、硅酸铝纤维、酚醛纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、锦纶纤维和芳纶纤维编织而成;外护层7,其包覆所述防护层6,所述外护层7的材料为乙烯-四氟乙烯共聚物。所述的抗挤压信号电缆,所述第一通孔101的个数为3个。所述的抗挤压信号电缆,所述第三通孔201的径向截面为椭圆形,所述第四通孔401的径向截面为圆形,所述第三通孔201与所述第四通孔401的个数均为20个。所述的抗挤压信号电缆,所述内护层2的厚度为0.5毫米,所述屏蔽层3的厚度为0.2毫米,所述中护层4的厚度为0.5毫米,所述加强层5的厚度为0.5毫米,所述防护层6的厚度为0.4毫米,所述外护层7的厚度为0.2毫米。所述的抗挤压信号电缆,所述加强层5的材料的制备方法包括:将上述重量份的环氧硅树脂、丙烯酸丁酯、聚芳酯、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯在常压下加热熔融,搅拌均匀,加压至8MPa保持20分钟,然后加入上述重量份的纳米氧化铝和纳米二氧化钛,立即减压至50Pa并保持40分钟,恢复至常压;其中,在8MPa保持阶段用20KHz的超声波辐照,在50Pa保持阶段用30KHz的超声波辐照。实例2如图1所示,一种抗挤压信号电缆,包括:缆芯,其包括一绝缘体1和多根线芯,所述绝缘体1的内部沿轴向开设有多个第一通孔101和多个第二通孔102,每一个第一通孔101周围均环绕有6个第二通孔102,所述多根线芯分别放置在所述多个第一通孔101中,对于每一根线芯,其包括导体、包覆所述导体的聚酯带和包覆所述聚酯带的铜线编织层,所述绝缘体1的材料为密度为0.923克/立方厘米的聚乙烯;内护层2,其包覆所述缆芯,所述内护层2的内部沿轴向开设有多个第三通孔201,所述内护层2的材料为密度为0.936克/立方厘米的聚乙烯;屏蔽层3,其包覆所述内护层2,所述屏蔽层3由镀锌铜线、碳纤维、镀镍铜线与镀锡铜线编织而成,其中,所述碳纤维作为经线,所述镀锌铜线、所述镀镍铜线和所述镀锡铜线均匀间隔作为纬线;中护层4,其包覆所述屏蔽层3,所述中护层4内部沿轴向开设有多个第四通孔401,所述第四通孔401的个数与所述第三通孔201的个数相同,且对于所述信号电缆的任意一个径向截面,每一个第四通孔401设置在相邻两个第三通孔201之间的位置,所述中护层4的材料为密度为0.965~0.969克/立方厘米的聚乙烯;加强层5,其包覆所述中护层4,所述加强层5的材料由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯30份、聚芳酯30份、聚酰胺树脂20份、聚四氟乙烯60份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛2份;防护层6,其包覆所述加强层5,所述防护层6由钢纤维、硅酸铝纤维、、酚醛纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、锦纶纤维和芳纶纤维编织而成;外护层7,其包覆所述防护层6,所述外护层7的材料为乙烯-四氟乙烯共聚物。所述的抗挤压信号电缆,所述第一通孔101的个数为6个。所述的抗挤压信号电缆,所述第三通孔201的径向截面为椭圆形,所述第四通孔401的径向截面为圆形,所述第三通孔201与所述第四通孔401的个数均为35个。所述的抗挤压信号电缆,所述内护层2的厚度为0.5毫米,所述屏蔽层3的厚度为0.2毫米,所述中护层4的厚度为0.5毫米,所述加强层5的厚度为0.5毫米,所述防护层6的厚度为0.4毫米,所述外护层7的厚度为0.2毫米。所述的抗挤压信号电缆,所述加强层5的材料的制备方法包括:将上述重量份的环氧硅树脂、丙烯酸丁酯、聚芳酯、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯在常压下加热熔融,搅拌均匀,加压至10MPa保持30分钟,然后加入上述重量份的纳米氧化铝和纳米二氧化钛,立即减压至80Pa并保持60分钟,恢复至常压;其中,在10MPa保持阶段用20KHz的超声波辐照,在80Pa保持阶段用30KHz的超声波辐照。实例3如图1所示,一种抗挤压信号电缆,包括:缆芯,其包括一绝缘体1和多根线芯,所述绝缘体1的内部沿轴向开设有多个第一通孔101和多个第二通孔102,每一个第一通孔101周围均环绕有5个第二通孔102,所述多根线芯分别放置在所述多个第一通孔101中,对于每一根线芯,其包括导体、包覆所述导体的聚酯带和包覆所述聚酯带的铜线编织层,所述绝缘体1的材料为密度为0.921克/立方厘米的聚乙烯;内护层2,其包覆所述缆芯,所述内护层2的内部沿轴向开设有多个第三通孔201,所述内护层2的材料为密度为0.935克/立方厘米的聚乙烯;屏蔽层3,其包覆所述内护层2,所述屏蔽层3由镀锌铜线、碳纤维、镀镍铜线与镀锡铜线编织而成,其中,所述碳纤维作为经线,所述镀锌铜线、所述镀镍铜线和所述镀锡铜线均匀间隔作为纬线;中护层4,其包覆所述屏蔽层3,所述中护层4内部沿轴向开设有多个第四通孔401,所述第四通孔401的个数与所述第三通孔201的个数相同,且对于所述信号电缆的任意一个径向截面,每一个第四通孔401设置在相邻两个第三通孔201之间的位置,所述中护层4的材料为密度为0.965~0.969克/立方厘米的聚乙烯;加强层5,其包覆所述中护层4,所述加强层5的材料由以下重量份数的原料制成:环氧硅树脂100份、丙烯酸丁酯25份、聚芳酯25份、聚酰胺树脂15份、聚四氟乙烯50份、纳米氧化铝4份以及纳米二氧化钛1.2份;防护层6,其包覆所述加强层5,所述防护层6由钢纤维、硅酸铝纤维、酚醛纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、锦纶纤维和芳纶纤维编织而成;外护层7,其包覆所述防护层6,所述外护层7的材料为乙烯-四氟乙烯共聚物。所述的抗挤压信号电缆,所述第一通孔101的个数为5个,每个第一通孔101周围环绕的第二通孔102的个数为5个。所述的抗挤压信号电缆,所述第三通孔201的径向截面为椭圆形,所述第四通孔401的径向截面为圆形,所述第三通孔201与所述第四通孔401的个数均为30个。所述的抗挤压信号电缆,所述内护层2的厚度为0.5毫米,所述屏蔽层3的厚度为0.2毫米,所述中护层4的厚度为0.5毫米,所述加强层5的厚度为0.5毫米,所述防护层6的厚度为0.4毫米,所述外护层7的厚度为0.2毫米。所述的抗挤压信号电缆,所述加强层5由以下重量份数的原料制成:所述的抗挤压信号电缆,所述防护层6的材料的制备方法包括:将上述重量份的环氧硅树脂、丙烯酸丁酯、聚芳酯、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯在常压下加热熔融,搅拌均匀,加压至9MPa保持25分钟,然后加入上述重量份的纳米氧化铝和纳米二氧化钛,立即减压至60Pa并保持50分钟,恢复至常压;其中,在9MPa保持阶段用20KHz的超声波辐照,在60Pa保持阶段用30KHz的超声波辐照。为了说明本发明的效果,发明人提供比较实验如下:<比较例1>在制作抗挤压信号电缆,使用密度为0.965克/立方厘米的聚乙烯制作绝缘体,其余参数与实例3中的完全相同,工艺过程也完全相同。<比较例2>在制作抗挤压信号电缆,使用的加强层的材料中不添加纳米氧化铝和纳米二氧化钛,其余参数与实例3中的完全相同,工艺过程也完全相同。表1各实例和比较例得到的信号电缆的试验参数拉伸强度(GPa)抗压载荷(kN)实例11.7685实例21.7381实例31.7281比较例11.7552比较例21.3973从上表1能够看出,本发明的信号电缆具有极强的抗拉抗压性能。而且实例3中由于采用0.922克/立方厘米的聚乙烯作为绝缘体,其抗压载荷显著高于比较例1中的情况。并且实例3中的加强层的材料中添加了纳米氧化铝和纳米二氧化钛,其拉伸强度和抗压载荷均远高于比较例2中的情况。尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1