多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，包括導體（1）、導體絕緣層（2）、填充物（3）和外護套（4），導體外包導體絕緣層作為一芯，多芯之間填充有填充物后外包外護套構成多芯電纜；導體為退火鍍錫銅導體，導體絕緣層為導體外涂覆有球形二氧化硅?聚酰亞胺絕緣漆復合膜，填充物為玻璃纖維集成束，外護套為柔性玻璃纖維編織外護套。導體為多根絞合退火鍍錫銅導體；導體直徑在1.0mm至5.0mm。柔性玻璃纖維編織外護套的編織密度不小于95%。多芯電纜的成纜外徑每增大5mm，柔性玻璃纖維編織外護套的編織厚度就增加0.5mm。本實用新型的線纜是一款耐電壓等級高、抗震動、耐曲撓和耐溫?200～+300℃的電力配送線纜，用于航空航天動力系統的強電電力配送。
【專利說明】
多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種強電電力配送電線電纜，尤其涉及多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，該線纜適用于航空航天發(fā)動機、核電發(fā)電機組、船舶動力機組以及航天器動力系統的強電電力配送。
【背景技術】
[0002]在航天器發(fā)射和運行過程中，必然要經受大氣層摩擦產生的高溫和火箭發(fā)動機燃料產生的高溫。目前能夠在高溫250°C以下、低溫零下50°C以上應用的柔性電線電纜有很多，但是在超過這個溫度范圍的環(huán)境下工作，電纜會很快老化并失效。
[0003]目前能夠在高溫250°C應用的柔性電線電纜主要采用硅橡膠絕緣。圖1所示為現有技術的多芯硅橡膠絕緣電纜結構示意圖，多芯硅橡膠絕緣電纜，包括:導體和導體外包絕緣層作為一芯，多芯之間填充填充物后外包護套層構成多芯硅橡膠絕緣電纜，其中:導體為絞合退火銅導體11，絕緣層為交聯硅橡膠絕緣層12，填充物13如聚丙烯網狀帶或其它材料的填充物，護套層為交聯硅橡膠護套層14。硅橡膠絕緣電線電纜的生產工藝復雜，需要專業(yè)的交聯設備才能完成產品生產。硅橡膠絕緣電線電纜生產成本高也是制約其推廣的重要原因。
[0004]現有不少礦物質絕緣線纜可以應用于250°C以上的高溫環(huán)境中。但是現有的礦物質絕緣線纜需要有金屬套管或者陶瓷套管，如圖2所示，該礦物質絕緣線纜是在銅導體21與外面的陶瓷(或金屬)套管23之間裝有礦物質絕緣粉末22，礦物質絕緣粉末22比如陶瓷粉末。這種套管硬度極高但不易彎曲，安裝受到嚴格限制。因為生產、安裝、運輸等因素對套管長度的限制，所以礦物質絕緣電纜長度都不長。還有，礦物質絕緣線纜采用陶瓷粉末作為絕緣材料，陶瓷粉末過于松散，一旦套管松動破損，就會泄漏造成電線電纜功能失效。然而，在一些惡劣環(huán)境下，如航天器發(fā)射和運行過程中要承受劇烈的震動，現有的礦物質絕緣線纜應用受到限制。
[0005]聚酰亞胺絕緣材料在電機、變壓器領域作為漆包線圈絕緣材料在中國已應用多年。近年來隨著高分子復合材料技術在我國的快速崛起，聚酰亞胺絕緣材料已經逐步克服加工性能差、斷裂伸長率低的缺點，成為航空航天等高新技術領域新材料的寵兒。中國專利200710098401.5公開了一種球形二氧化硅/聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法與應用，并具體公開了球形二氧化硅/聚酰亞胺復合薄膜制備方法，其中采用的球形二氧化硅的微粒的粒徑范圍為0.02-20微米，0.02-0.1微米是一種納米級二氧化娃材料。該發(fā)明專利利用原位聚合技術，將球型二氧化硅微粒與聚酰亞胺復合制備具有耐電暈性能的球型二氧化硅/聚酰亞胺復合薄膜。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，該線纜是一款耐電壓等級高、抗震動、耐曲撓和耐溫-200?+300°C的電力配送線纜，用于航空航天動力系統的強電電力配送。
[0007]為了實現上述技術目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]一種多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，包括導體、導體絕緣層、填充物和外護套，導體外包導體絕緣層作為一芯，多芯之間填充有填充物后外包外護套構成多芯電纜;所述導體為退火鍍錫銅導體，導體絕緣層為導體外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復合膜，填充物為玻璃纖維集成束，外護套為柔性玻璃纖維編織外護套。
[0009]所述導體為多根絞合退火鍍錫銅導體;所述導體直徑在1.0mm至5.0_。
[0010]所述柔性玻璃纖維編織外護套的編織密度不小于95%;所述多芯電纜的成纜外徑每增大5mm，柔性玻璃纖維編織外護套的編織厚度就增加0.5mm。
[0011]本實用新型多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜采用球形二氧化硅雜化聚酰亞胺復合材料在電線電纜金屬導體表面形成一個具有較高抗拉強度和斷裂伸長率的絕緣層。聚酰亞胺復合膜抗拉強度大于40MPa，彈性模量大于1.0GPa。用聚酰亞胺復合膜生產的電線具有更高的耐電壓性能，相對于硅橡膠絕緣電線電纜，采用更薄厚度的絕緣層就可以達到甚至超過硅橡膠電纜的耐電壓等級。
[0012]本實用新型多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜比同樣具有柔性的硅橡膠絕緣電線電纜具有更高的耐高溫能力。聚酰亞胺復合膜電線電纜正常工作溫度為-200?300°C，高于硅橡膠的正常工作溫度為-60?250°C的工作溫度范圍。
[0013]本實用新型的線纜是一款耐電壓等級高、抗震動、耐曲撓和耐溫-200?+3000C的電力配送線纜，為各種儀器儀表、生活電器和動力系統提供工作電流，尤其能用于航空航天動力系統的強電電力配送。
【附圖說明】
[0014]圖1為現有的多芯硅橡膠絕緣電纜結構示意圖；
[0015]圖2為現有的礦物質絕緣電線結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜結構示意圖。
[0017]圖中:I導體，2導體絕緣層，3填充物，4外護套；11絞合退火銅導體，12交聯硅橡膠絕緣層，13填充物，14交聯硅像膠護套層;21銅導體，22礦物質絕緣粉末，23陶瓷(或金屬)套管。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0019]參見圖3，一種多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，包括導體1、導體絕緣層2、填充物3和外護套4，導體I外包導體絕緣層2作為一芯，多芯之間填充有填充物3后外包外護套4構成多芯電纜;所述導體I為退火鍍錫銅導體，導體絕緣層2為導體I外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復合膜，填充物3為玻璃纖維集成束，外護套4為柔性玻璃纖維編織外護套。
[0020]所述導體I采用多根絞合退火鍍錫銅導體，導體I直徑在1.0mm至5.0mm，導體I表面具有良好的圓整度和光滑度。
[0021]所述導體絕緣層2采用球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復合膜，可以在直徑為
1.0mm至5.0mm的多根絞合的銅導體表面涂覆制成。隨著導體I直徑增大，其復合膜涂覆厚度可以隨之增大。相同截面積的導體復合膜涂覆厚度越厚，其耐電壓等級也隨之增大，最大可以達到3.6/6kV的耐電壓等級。
[0022]導體絕緣層2采用成熟的聚酰亞胺絕緣漆涂覆工藝，將制備合格的導體浸涂于球形二氧化硅-聚酰亞胺復合絕緣漆中，經過高溫固化工藝得到熱固性的球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復合膜。所述制備合格的導體包括單根導體、多根導體絞合后構成一體的導體。
[0023]球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復合膜具有良好的介電性能。沒有采用球形二氧化硅雜化的普通聚酰亞胺絕緣漆具有很好的介電性能，其介電常數為3.4，雖然比聚乙烯材料的介電常數2.3偏大，但是明顯優(yōu)于傳統聚氯乙烯絕緣材料的4至6的介電常數。而球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復合膜的介電常數一般小于3.0，明顯優(yōu)于普通聚酰亞胺材料和傳統電線電纜絕緣材料一一聚氯乙烯絕緣料的介電常數。普通聚酰亞胺材料的斷裂伸長率一般不低于25%但不超過50%。而通過球形二氧化硅雜化的聚酰亞胺復合膜斷裂伸長率最低不小于60%。球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復合膜中的納米級二氧化硅含量達到20%時，其斷裂伸長率不小于80%，能夠滿足電線電纜正常工作要求。
[0024]此外，聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5X 109rad電子輻照后強度保持率為90%。
[0025]聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低，具有較好的阻燃性能。在發(fā)生火災時，采用聚酰亞胺絕緣復合膜的本實用新型的電線不延燃，不會產生高密度煙霧影響人員逃生。
[0026]球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復合膜環(huán)保無毒，已被用于餐具和醫(yī)用器具。
[0027]所述填充物3為玻璃纖維集成束，玻璃纖維集成束填充是為了保證多芯電纜內部結構穩(wěn)定、外觀圓整而采取的填充措施。該玻璃纖維集成束為現有技術，其熔融軟化溫度不小于800°C。該玻璃纖維集成束不僅耐溫性能優(yōu)良，而且無毒阻燃柔軟性好。
[0028]所述外護套4為柔性玻璃纖維編織外護套。柔性玻璃纖維編織外護套是保證線纜結構穩(wěn)定的關鍵構件，采用質地柔軟的玻璃纖維編織絲作為材料，在電纜的成纜外層編織一層密度不小于95%的外護套。為了保證不同規(guī)格的電纜具有穩(wěn)定的產品結構，規(guī)定電纜產品的成纜外徑每增大5mm，柔性玻璃纖維編織外護套的編織厚度就增加0.5mm。調整柔性玻璃纖維編織外護套的厚度主要通過如下兩種方法進行:1、選擇不同根數的柔性玻璃纖維絲編織一層不同厚度的外護套;2、選擇相同根數的柔性玻璃纖維絲編織相同厚度的外護套，通過增加或減少編織層數實現外護套需要的厚度。本實用新型的電纜產品通過多層編織的方法生產外護套。
[0029]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，因此，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，包括導體(1)、導體絕緣層(2)、填充物(3)和外護套(4)，其特征是:導體(I)外包導體絕緣層(2)作為一芯，多芯之間填充有填充物(3)后外包外護套(4)構成多芯電纜;所述導體(I)為退火鍍錫銅導體，導體絕緣層(2)為導體(I)夕卜涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復合膜，填充物(3)為玻璃纖維集成束，外護套(4)為柔性玻璃纖維編織外護套。2.根據權利要求1所述的多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，其特征是:所述導體(I)為多根絞合退火鍍錫銅導體。3.根據權利要求2所述的多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，其特征是:所述導體(I)直徑在 1.0mm 至 5.0mm04.根據權利要求1所述的多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，其特征是:所述柔性玻璃纖維編織外護套的編織密度不小于95%。5.根據權利要求4所述的多芯聚酰亞胺絕緣復合膜電纜，其特征是:所述多芯電纜的成纜外徑每增大5mm，柔性玻璃纖維編織外護套的編織厚度就增加0.5mm。
【文檔編號】H01B9/00GK205428518SQ201620186739
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】徐梁
【申請人】上海熊貓線纜股份有限公司, 上海熊貓電線有限公司, 上海熊貓?zhí)胤N線材有限公司, 上海裕安特種電線有限公司