轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆的制作方法

[0001]
本发明涉及电缆领域，特别涉及一种轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆。


背景技术：

[0002]
随着当今科学技术的高速迅猛发展及我国国防现代化发展建设的迫切需要，通信工业正在朝着高科技、高速度的方向发展。通信工业的技术水平代表和象征着国防实力，为适应国防现代化高速发展的需要，与之配套的产品也在不断的更新换代，装备的电气化、自动化、系统化程度不断提高，作为“血管和神经”的电缆的使用量越来越大，对产品的质量水平和安全可靠性提出了更新更高的要求。在通信工业蓬勃发展的今天，为适应国防现代化高速发展的需要，研制开发高性能电缆具有重要作用及意义。
[0003]
航空航天、地面车辆等电子科技的快速发展以及综合信息化技术的不断提高，在现代科技中电子信息安全越发受到重视。在充分运用了微电子程控技术的情况下，现代装备系统达到了高度的信息化和智慧化。然而，微电子程控系统非常容易受到外部电磁场的干扰冲击而损坏，所以其电磁防护显得非常重要。
[0004]
研究如何抗高能电磁脉冲成为国内外学者研究的重点。近年来，抗电磁脉冲电缆的研究向轻型化、小型化、柔软、强度高、抗高能电磁干扰性更高的方向发展。普通的抗高能电磁脉冲电缆一般采用氟塑料作为绝缘层材料，镀锡铜线编织、镀银铜线编织或铝塑复合带绕包作为屏蔽层，聚氨酯作为护套的结构，但这种电缆重量较重，不易弯曲、受外力作用易损坏，且抗高能电磁干扰性一般，无法满足微电子程控系统的工作要求。
[0005]
由此，如何得到一种抗高能电磁干扰性更强的轻型柔性特种综合电缆是本发明的研究主题。


技术实现要素：

[0006]
本发明提供一种轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆，其目的是要解决现有特种综合线缆的性能无法满足需求的问题。
[0007]
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆，其特征在于：包括由至少两根线芯绞合而成的缆芯、屏蔽层和护套层；各所述线芯均包括导体以及紧密包覆于导体外周的绝缘层；所述缆芯的外周紧密包覆有所述屏蔽层，所述屏蔽层由内到外依次包括第一铜箔层、第一合金层、第二铜箔层、第二合金层和第三铜箔层，所述第一铜箔层、第二铜箔层和第三铜箔层均为共聚物型双面铜塑复合带，所述第一合金层为交叉均匀编织的铜铁合金丝，所述第二合金层为交叉均匀编织的铁镍合金丝，所述第一铜箔层通过纵包轧纹工艺包裹于绝缘层上，所述第一合金层紧密包覆于第一铜箔层，所述第二铜箔层通过纵包轧纹工艺包裹于第一合金层上，所述第二合金层紧密包覆于第二铜箔层，所述第三铜箔层通过纵包轧纹工艺包裹于第二合金层上，所述护套层紧密包覆于屏蔽层上；所述绝缘层和所述护套层均由热塑性弹性体tpv制成，所述热塑性弹性体tpv的原料包
括以下重量份的物质：三元乙丙橡胶
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10-60份；丁腈橡胶
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10-60份；聚丙烯树脂
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10-60份；增容复配物
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10-20份；所述三元乙丙橡胶由乙烯、丙烯、乙叉降冰片烯三种单体聚合，其中，所述乙叉降冰片烯的含量为4～12％，所述丙烯的含量为20～40％，余量为乙烯；所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或乙烯-丙烯共聚物；所述增容复配物由马来酸酐接枝烯烃共聚物、羧基丁腈橡胶、有机胺化合物混合组成，所述马来酸酐接枝烯烃共聚物为马来酸酐接枝均聚聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，所述有机胺化合物为二乙烯三胺和/或三乙烯四胺，其中，马来酸酐接枝烯烃共聚物、羧基丁腈橡胶、有机胺化合物的重量配比为10～25 : 1～20 : 1～4。
[0008]
1.上述方案中，所述铜铁合金为cufe5。
[0009]
2.上述方案中，所述铜铁合金丝的编织密度为90%~95%。
[0010]
3.上述方案中，所述铁镍合金丝的编织密度为90%~95%。
[0011]
4.上述方案中，所述热塑性弹性体tpv的原料中还包括硫化剂，所述硫化剂为酚醛树脂和有机过氧化物的混合物，所述酚醛树脂为1.5-10重量份，所述有机过氧化物为0.3-4重量份。
[0012]
5. 上述方案中，所述酚醛树脂为苯酚甲醛树脂、叔辛基苯酚甲醛树脂、溴甲基烷基苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂中的一种或几种。
[0013]
6. 上述方案中，所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化苯甲酸)己烷、过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)环己烷。
[0014]
7. 上述方案中，所述热塑性弹性体tpv的原料中还包括0.05～0.1份硫化促进剂，所述硫化促进剂为氯化亚锡。
[0015]
本发明的有关解释说明：1.所述屏蔽层的铜箔为共聚型双面铜塑复合带(此为商品化材料，在此不赘述)，双面铜层提高了电缆整体的抗高能电磁脉冲性能，通过纵包轧纹工艺提升电缆了受外力时抗拉压强度和弯曲性能，解决了电缆受外力作用易损坏和绕包工艺使电缆变硬、不易弯曲的问题。
[0016]
2.所述铜铁合金丝为cufe5软态高导电率铜铁合金丝，所述铁镍合金丝为高磁导率铁镍合金丝。
[0017]
3.所述导体的材料为镀银银铜合金丝，通过小节距绞合制成；所述绝缘层包裹于导体外部，挤制成绝缘线芯。两根线芯采用退扭成缆设备绞合，成缆节距80
±
5mm，填充采用非吸湿性网状填充绳，绕包层采用非吸湿性包带，保证了成缆线芯的圆整性和均匀性。此为现有技术，在此不做赘述。
[0018]
4.所述护套层和绝缘层采用高性能的热塑性弹性体tpv材料挤制而成。所述高性能热塑性弹性体tpv采用三元乙丙橡胶(epdm)、丁腈橡胶(nbr)以及聚丙烯树脂的复合并用
体系，具有橡胶的高弹性、耐油和良好的力学性能以及制品外观。
[0019]
5.所述热塑性弹性体tpv的原料中的增容复配物，经原位反应生成的大分子增容剂具有三元乙丙橡胶epdm、丁腈橡胶nbr以及聚丙烯树脂的骨架结构，因此可以有效地与基体材料形成均相，从而达到增容目的。
[0020]
6.所述热塑性弹性体tpv的原料中的硫化剂酚醛树脂即作为硫化剂又可与增容剂大分子进行化学反应，具有双重作用，而硫化剂过氧化物能促使大分子之间产生更多的交联点，使热塑性弹性体具有更优异的力学性能。
[0021]
本发明的有益效果：（1）本发明的屏蔽层采用由铜箔、铜铁合金、铜箔、铁镍合金和铜箔构成的复合屏蔽层。屏蔽层对电磁场的屏蔽作用形式有两种，第一种作用形式是电磁场的能量在通过屏蔽层时产生涡流变成热量消耗掉；第二种作用形式是电磁场的能量在通过屏蔽层时会受到屏蔽层和周围接触的其它介质或阻抗特性有差异金属材料的屏蔽层所形成的界面的反射作用所消耗。根据这个原理，在屏蔽层设计时应用了多种不同材质的金属材料以及非金属做介质材料，根据具体需求组合了一个综合屏蔽体。通过反复试验验证，确定五层屏蔽的材料和排列顺序（由内到外）：铜箔绕包-铜铁合金编织-铜箔绕包-铁镍合金编织-铜箔绕包，形成了五个反射面和两个吸收层，可达到最优的屏蔽效果。电缆的屏蔽效能达到≥70db的要求。
[0022]
(2) 屏蔽层的铜箔由常用的绕包工艺优化为扎纹纵包工艺，避免了电缆整体因绕包变硬的问题，大大提高了电缆的柔软性，弯曲性能好；且绝缘及护套材料采用热塑性tpv弹性体，具有橡胶的高弹性和柔软性（shore a 75
±
2），因此可进一步提高电缆的弯曲性能。
[0023]
(3) 屏蔽层的优化组合、排序使电缆达到同样的屏蔽效果时，屏蔽层材料重量最轻；绝缘及护套材料采用热塑性弹性体tpv（密度1.0~1.1g/cm3），相比氟塑料和聚氨酯密度更小；电缆整体重量减轻，重量减少10％～15％。
[0024]
(4) 屏蔽层铜箔采用扎纹纵包工艺，极大的改善了电缆因受外力拉压变形而损坏的问题；高性能热塑性tpv弹性体护套具有优异的力学性能，抗拉强度≥25mpa，断裂伸长率500%~600%；使电缆整体的力学性能优异，提高电缆使用过程中的安全性及使用寿命。
附图说明
[0025]
附图1 为本发明轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆横截面示意图；以上附图中：1．线芯；11．导体；12．绝缘层；2．屏蔽层；21．第一铜箔层；22．第一合金层；23．第二铜箔层；24．第二合金层；25．第三铜箔层；3．护套层。
具体实施方式
[0026]
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：实施例：一种轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆如图所示，一种轻型柔性抗高能电磁脉冲特种综合电缆，其特征在于：包括由至少两根线芯1绞合而成的缆芯、屏蔽层2和护套层3；各所述线芯1均包括导体11以及紧密包覆于导体11外周的绝缘层12；所述缆芯1的外周紧密包覆有所述屏蔽层2，所述屏蔽层2由内到外依次包括第一铜箔层21、第一合金层22、第
二铜箔层23、第二合金层24和第三铜箔层25，所述第一铜箔层21、第二铜箔层23和第三铜箔层25均为共聚物型双面铜塑复合带，所述第一合金层22为交叉均匀编织的铜铁合金丝，所述第二合金层24为交叉均匀编织的铁镍合金丝，所述第一铜箔层21通过纵包轧纹工艺包裹于绝缘层12上，所述第一合金层22紧密包覆于第一铜箔层21，所述第二铜箔层23通过纵包轧纹工艺包裹于第一合金层22上，所述第二合金层24紧密包覆于第二铜箔层23，所述第三铜箔层25通过纵包轧纹工艺包裹于第二合金层24上，所述护套层3紧密包覆于屏蔽层2上；所述绝缘层12和所述护套层3均由热塑性弹性体tpv制成，所述热塑性弹性体tpv的原料包括以下重量份的物质：三元乙丙橡胶
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10-60份；丁腈橡胶
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10-60份；聚丙烯树脂
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10-60份；增容复配物
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10-20份；所述三元乙丙橡胶由乙烯、丙烯、乙叉降冰片烯三种单体聚合，其中，所述乙叉降冰片烯的含量为4～12％，所述丙烯的含量为20～40％，余量为乙烯；所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯和/或乙烯-丙烯共聚物；所述增容复配物由马来酸酐接枝烯烃共聚物、羧基丁腈橡胶、有机胺化合物混合组成，所述马来酸酐接枝烯烃共聚物为马来酸酐接枝均聚聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物，所述有机胺化合物为二乙烯三胺和/或三乙烯四胺，其中，马来酸酐接枝烯烃共聚物、羧基丁腈橡胶、有机胺化合物的重量配比为10～25 : 1～20 : 1～4。
[0027]
所述热塑性弹性体tpv的原料中还包括硫化剂，所述硫化剂为酚醛树脂和有机过氧化物的混合物，所述酚醛树脂为1.5-10重量份，所述有机过氧化物为0.3-4重量份。
[0028]
所述酚醛树脂为苯酚甲醛树脂、叔辛基苯酚甲醛树脂、溴甲基烷基苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂中的一种或几种。
[0029]
所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化苯甲酸)己烷、过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)环己烷。
[0030]
所述热塑性弹性体tpv的原料中还包括0.05～0.1份硫化促进剂，所述硫化促进剂为氯化亚锡。
[0031]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。