航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝绕包绝缘电缆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆，具体地，涉及一种航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝 绕包绝缘电缆及其制备方法。
【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，军事 工业正在朝着高科技、高速度的方向发展。航空、航天、兵器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。在航天航空业蓬勃发展的今天，飞 行器的减重已经成了一个不争的事实，此项目也已经得到了我国许多航天航空业专家的高 度重视，为适应国防现代化高速发展的需要，研制开发高新技术产品为军事工业配套对加 强国防建设、提高军事装备的技术实力有着重要作用及意义。
[0003] 航空航天产品受其使用条件和环境的制约，对材料提出了严格的要求。目前，通过 现有的材质制得绝缘电缆要么具有优异的绝缘性、机械强度、耐高温、抗水解和阻燃中一种 或者几种性能，但是难以使得同一绝缘电缆均满足上述的特性，进而使得现有的绝缘电缆 在应用中仍受到相当大的限制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝绕包绝缘 电缆及其制备方法，通过该方法制得的绝缘电缆同时具有优异的抗绝缘、高机械强度、耐高 温、抗水解和阻燃的性能，同时该方法步骤简单，原料易得。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无 缝绕包绝缘电缆，包括导线、绝缘套、屏蔽套和护套，绝缘套、屏蔽套和护套由内向外依次套 设于导线的外部；其中，绝缘套与护套均为含有聚四氟乙烯薄膜与聚酰亚胺复合薄膜的组 合套体，屏蔽套为复合聚酰亚胺丝编织而成的套体，复合聚酰亚胺丝含有聚酰亚胺纤维丝 束和缠绕于聚酰亚胺纤维丝束外表面的镀银扁铜带，所述聚酰亚胺复合薄膜包括由下而下 依次叠加的聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚胺和聚四氟乙烯薄膜。
[0006] 本发明还提供了一种如上述的绝缘电缆的制备方法，包括：
[0007] 1)将聚酰亚胺复合薄膜绕包于导线的外部，接着将聚四氟乙烯薄膜绕包于聚酰亚 胺复合薄膜的外部，然后进行高温烧结以使得在导线的外部形成绝缘套；
[0008] 2)将复合聚酰亚胺丝于绝缘套的外部进行编织以形成屏蔽套；
[0009] 3)将聚酰亚胺复合薄膜绕包于屏蔽套的外部，接着将聚四氟乙烯薄膜绕包于聚酰 亚胺复合薄膜的外部，然后进行高温烧结以形成护套；
[0010] 其中，复合聚酰亚胺丝含有聚酰亚胺纤维丝束和缠绕于聚酰亚胺纤维丝束外表面 的镀银扁铜带。
[0011] 通过上述技术方案，本发明提供的航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝绕 包绝缘电缆，包括导线、绝缘套、屏蔽套和护套，绝缘套、屏蔽套和护套由内向外依次套设于 导线的外部；其中，绝缘套与护套均为含有聚四氟乙烯薄膜与聚酰亚胺薄膜的组合套体，屏 蔽套为复合聚酰亚胺丝编织而成的套体，复合聚酰亚胺丝含有聚酰亚胺纤维丝束和缠绕于 聚酰亚胺纤维丝束外表面的镀银扁铜带。选用化学稳定性、电绝缘性、耐热性、力学性能结 合的聚酰亚胺复合薄膜与聚四氟乙烯薄膜组合而成的套体作为绝缘套和护套，可以综合发 挥两种材料的优点，实现材料优势性能上的最大展现，不仅使导线的外径更小，重量更轻， 而且还提高了导线的电性能、机械性能、耐温水平、耐磨、耐辐射、耐干弧、湿电弧的能力。屏 蔽选用复合聚酰亚胺丝编织而成，将镀银扁铜带缠绕在束制聚酰亚胺纤维丝外，既达到减 重的要求，又保证编织套的屏蔽性能，根据集肤效应等电气原理，设计了类似中空的"金属 空管"，所以绕包扁线进一步提高了屏蔽密度，屏蔽效果增加。
[0012] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0013] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0014] 图1是航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝绕包绝缘电缆的结构示意图。
[0015] 附图标记说明
[0016] 1、导线 2、绝缘套
[0017] 3、屏蔽套 4、护套
【具体实施方式】
[0018] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019] 本发明提供了一种航空航天用聚四氟乙烯/聚酰亚胺组合无缝绕包绝缘电缆，如 图1所示，包括导线1、绝缘套2、屏蔽套3和护套4,绝缘套2、屏蔽套3和护套4由内向外 依次套设于导线1的外部；其中，绝缘套2与护套4均为含有聚四氟乙烯薄膜与聚酰亚胺复 合的组合套体，屏蔽套3为复合聚酰亚胺丝编织而成的套体，复合聚酰亚胺丝含有聚酰亚 胺纤维丝束和缠绕于聚酰亚胺纤维丝束外表面的镀银扁铜带。
[0020] 在本发明中，导体、绝缘套2、屏蔽套3和护套4的尺寸可以在宽的范围内选择，但 是为了进一步提高制得的绝缘电缆的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能， 优选地，导体的直径为0. 78-0. 82_，绝缘套2的厚度为0. 15-0. 20_，屏蔽套3的厚度为 0· 10-0. 20mm，护套 4 的厚度为 0· 20-0. 25mm。
[0021] 在本发明中，复合聚酰亚胺丝中各组件的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了 进一步提高制得的绝缘电缆的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能，优选 地，在复合聚酰亚胺丝中，聚酰亚胺纤维丝束的半径为〇. 02-0. 05mm，镀银扁铜带的厚度为 0. 05-0. 10mm，镀银扁铜带的镀银层的厚度为1-2 μ m。
[0022] 在本发明的聚酰亚胺复合薄膜中，各组分的含量可以在宽的范围内选择，但是为 了进一步提高制得的绝缘电缆的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能，优选 地，在聚酰亚胺复合薄膜中，沿着由上而下的次序，所述聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜和 聚四氟乙烯薄膜的重量比为0. 4-0. 6 :1 :0. 4-0. 6。
[0023] 在本发明中，导线1以及绝缘电缆的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了进一 步提高制得的绝缘电缆的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能，优选地，以绝 缘电缆的径截面的面积为基准，导线1的径截面的面积占80-90%。
[0024] 在本发明中，导线1中的具体结构以及材质可以在宽的范围内选择，但是为了使 得制得的绝缘电缆具有更优异的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能，优选 地，导线1包括包括多股紧压绞合的镀银铜丝。
[0025] 在上述镀银铜丝中，镀银铜丝的半径以及镀银层的厚度均可以在宽的范围内选 择，但是为了进一步提高制得的绝缘电缆的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的 性能，优选地，镀银铜丝的镀银层的厚度为1-2 μ m。
[0026] 在本发明中，导线1中镀银铜线的绞合方式可以在宽的范围内选择，但是为了进 一步提高制得的绝缘电缆的电学性能，优选地，导线1为同心紧压绞合而成。
[0027] 本发明还提供了一种上述的绝缘电缆的制备方法，包括：
[0028] 1)将聚酰亚胺复合薄膜绕包于导线1的外部，接着将聚四氟乙烯薄膜绕包于聚酰 亚胺复合薄膜的外部，然后进行高温烧结以使得在导线1的外部形成绝缘套2 ;
[0029] 2)将复合聚酰亚胺丝于绝缘套2的外部进行编织以形成屏蔽套3 ;
[0030] 3)将聚酰亚胺复合薄膜绕包于屏蔽套3的外部，接着将聚四氟乙烯薄膜绕包于聚 酰亚胺薄膜的外部，然后进行高温烧结以形成护套4 ;
[0031] 其中，复合聚酰亚胺丝含有聚酰亚胺纤维丝束和缠绕于聚酰亚胺纤维丝束外表面 的镀银扁铜带，所述聚酰亚胺复合薄膜包括由下而下依次叠加的聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚 胺和聚四氟乙烯薄膜。
[0032] 在上述制备方法中，高温烧结的条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得 制得的绝缘电缆具有更优异的抗绝缘、高机械强度、耐高温、抗水解和阻燃的性能，优选地， 高温烧结至少满足以下条件：烧结的温度为260-350°C，烧结的速率为0. 3-0. 5m/s。
[0033] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0034] 制备例1
[0035] 1)在圆铜线经压制、韧练后制成厚度为0. 08mm的扁铜带，然后镀上厚度为1. 5 μπι 的镀银层制得镀银扁铜带；
[0036] 2)将聚酰亚胺纤维丝束制成半径为0. 04mm的聚酰亚胺纤维丝束，然后将镀银扁 铜带缠绕于聚酰亚胺纤维丝束的外部制得复合聚酰亚胺丝Cl。
[0037] 制备例2
[0038] 1)在圆铜线经压制、韧练后制成厚度为0. 05mm的扁铜带，然后镀上厚度为1 μπι的 镀银层制得镀银扁铜带；
[0039] 2)将聚酰亚胺纤维丝束制成半径为0. 02mm的聚酰亚胺纤维丝束，然后将镀银扁 铜带缠绕于聚酰亚胺纤维丝束的外部制得复合聚酰亚胺C2。
[0040] 制备例3
[0041] 1)在圆铜线经压制、韧练后制成厚度为0.1 Omm的扁铜带，然后镀上厚度为2 μπι的 镀银层制得镀银扁铜带；
[0042] 2)将聚酰亚胺纤维丝束制成半径为0. 05mm的聚酰亚胺纤维丝束，然后将镀银扁 铜带缠绕于聚酰亚胺纤维丝束的外部制得复合聚酰亚胺C3。
[0043] 制备例4
[0044] 将聚四氟乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚四氟乙烯薄膜从上而下按照0. 5 :1-0. 5的 重量比压合成聚酰亚胺复合薄膜。
[0045] 实施例1
[0046] 1)将聚酰亚胺复合薄膜绕包于导线1 (半径为0. 80mm，镀银层厚度为1. 5 μ m)的 外部，接着将聚四氟乙烯薄膜绕包于聚酰亚胺薄膜复合的外部，然后于280°C下按照0. 4m/ s的速率进行高温烧结以使得在导线1的外部形成厚度为〇. 18mm的绝缘套2 ;
[0047] 2)