單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，包括導(dǎo)體（1）、導(dǎo)體絕緣層（2）和護(hù)層（3），所述導(dǎo)體為退火鍍錫銅導(dǎo)體，導(dǎo)體絕緣層為導(dǎo)體外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復(fù)合膜，導(dǎo)體絕緣層外的護(hù)層為導(dǎo)電石墨粉涂覆層。所述導(dǎo)體為單根或多根絞合退火鍍錫銅導(dǎo)體；導(dǎo)體直徑在0.018mm至5mm。本實(shí)用新型的線纜是一款耐電壓等級(jí)高、抗震動(dòng)、耐曲撓和耐溫-200～+300℃的電力配送線纜，用于航空航天動(dòng)力系統(tǒng)的強(qiáng)電電力配送。
【專利說明】
單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種強(qiáng)電電力配送電線電纜，尤其涉及單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，該線纜適用于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、核電發(fā)電機(jī)組、船舶動(dòng)力機(jī)組以及航天器動(dòng)力系統(tǒng)的強(qiáng)電電力配送。
【背景技術(shù)】
[0002]在航天器發(fā)射和運(yùn)行過程中，必然要經(jīng)受大氣層摩擦產(chǎn)生的高溫和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料產(chǎn)生的高溫。目前能夠在高溫250°C以下、低溫零下50°C以上應(yīng)用的柔性電線電纜有很多，但是在超過這個(gè)溫度范圍的環(huán)境下工作，電纜會(huì)很快老化并失效。
[0003]目前能夠在高溫250°C應(yīng)用的柔性電線電纜主要采用硅橡膠絕緣。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的硅橡膠絕緣電線結(jié)構(gòu)示意圖，硅橡膠絕緣電線包括導(dǎo)體和導(dǎo)體外包覆的絕緣層，導(dǎo)體為絞合退火銅導(dǎo)體U，絕緣層為交聯(lián)硅橡膠絕緣層12。硅橡膠絕緣電線電纜的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要專業(yè)的交聯(lián)設(shè)備才能完成產(chǎn)品生產(chǎn)。硅橡膠絕緣電線電纜生產(chǎn)成本高也是制約其推廣的重要原因。
[0004]現(xiàn)有不少礦物質(zhì)絕緣線纜可以應(yīng)用于250°C以上的高溫環(huán)境中。但是現(xiàn)有的礦物質(zhì)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(zhì)絕緣線纜是在銅導(dǎo)體21與外面的陶瓷(或金屬)套管23之間裝有礦物質(zhì)絕緣粉末22，礦物質(zhì)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(yán)格限制。因?yàn)樯a(chǎn)、安裝、運(yùn)輸?shù)纫蛩貙?duì)套管長度的限制，所以礦物質(zhì)絕緣電纜長度都不長。還有，礦物質(zhì)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(dòng)破損，就會(huì)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(yùn)行過程中要承受劇烈的震動(dòng)，現(xiàn)有的礦物質(zhì)絕緣線纜應(yīng)用受到限制。
[0005]聚酰亞胺絕緣材料在電機(jī)、變壓器領(lǐng)域作為漆包線圈絕緣材料在中國已應(yīng)用多年。近年來隨著高分子復(fù)合材料技術(shù)在我國的快速崛起，聚酰亞胺絕緣材料已經(jīng)逐步克服加工性能差、斷裂伸長率低的缺點(diǎn)，成為航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)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(fù)合薄膜及其制備方法與應(yīng)用，并具體公開了球形二氧化硅/聚酰亞胺復(fù)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(jí)二氧化娃材料。該發(fā)明專利利用原位聚合技術(shù)，將球型二氧化硅微粒與聚酰亞胺復(fù)合制備具有耐電暈性能的球型二氧化硅/聚酰亞胺復(fù)合薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，該線纜具有耐電壓等級(jí)高、抗震動(dòng)、耐曲撓和耐溫-200?+300°C的電力配送線纜，用于航空航天動(dòng)力系統(tǒng)的強(qiáng)電電力配送。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，包括導(dǎo)體、導(dǎo)體絕緣層和護(hù)層，所述導(dǎo)體為退火鍍錫銅導(dǎo)體，導(dǎo)體絕緣層為導(dǎo)體外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復(fù)合膜，導(dǎo)體絕緣層外的護(hù)層為導(dǎo)電石墨粉涂覆層。
[0009]所述導(dǎo)體為單根或多根絞合退火鍍錫銅導(dǎo)體。
[0010]所述導(dǎo)體直徑在0.018mm至5mm。
[0011]本實(shí)用新型的單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線采用球形二氧化硅雜化聚酰亞胺復(fù)合材料在電線電纜金屬導(dǎo)體表面形成一個(gè)具有較高抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率的絕緣層。聚酰亞胺復(fù)合膜抗拉強(qiáng)度為大于40MPa，彈性模量大于1.0GPa。用聚酰亞胺復(fù)合膜生產(chǎn)的電線具有更高的耐電壓性能，相對(duì)于硅橡膠絕緣電線電纜，采用更薄厚度的絕緣層就可以達(dá)到超過硅橡膠電纜的耐壓等級(jí)。
[0012]本實(shí)用新型的電線采用導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層結(jié)構(gòu)，改善了聚酰亞胺耐堿性能差的性能。
[0013]本實(shí)用新型的聚酰亞胺復(fù)合膜電線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(fù)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。
[0014]本實(shí)用新型的線纜是一款耐電壓等級(jí)高、抗震動(dòng)、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(dòng)力系統(tǒng)提供工作電流，尤其能用于航空航天動(dòng)力系統(tǒng)的強(qiáng)電電力配送。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有的硅橡膠絕緣電線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有的礦物質(zhì)絕緣電線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:I導(dǎo)體，2導(dǎo)體絕緣層，3護(hù)層；11絞合退火銅導(dǎo)體，12交聯(lián)硅橡膠絕緣層;21銅導(dǎo)體，22礦物質(zhì)絕緣粉末，23陶瓷(或金屬)套管。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]參見圖3，一種單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，包括導(dǎo)體1、導(dǎo)體絕緣層2和護(hù)層3;所述導(dǎo)體I為退火鍍錫銅導(dǎo)體，導(dǎo)體絕緣層2為導(dǎo)體I外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復(fù)合膜，導(dǎo)體絕緣層2外的護(hù)層3為導(dǎo)電石墨粉涂覆層。
[0021 ] 所述導(dǎo)體I采用單根或多根絞合退火鍍錫銅導(dǎo)體，導(dǎo)體I直徑在0.018mm至5mm，導(dǎo)體I表面具有良好的圓整度和光滑度。
[0022]所述導(dǎo)體絕緣層2采用球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復(fù)合膜，可以在直徑為
0.018mm至5mm的單根或多根絞合的銅導(dǎo)體表面涂覆制成。隨著導(dǎo)體I直徑增大，其復(fù)合膜涂覆厚度可以隨之增大。相同截面積的導(dǎo)體復(fù)合膜涂覆厚度越厚，其耐電壓等級(jí)也隨之越大，最大可以達(dá)到3.6/6kV的耐電壓等級(jí)。
[0023]導(dǎo)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(dǎo)體浸涂于球形二氧化硅-聚酰亞胺復(fù)合絕緣漆中，經(jīng)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(fù)合膜。所述制備合格的導(dǎo)體包括:單根導(dǎo)體或多根導(dǎo)體、或多根導(dǎo)體絞合后構(gòu)成一體的導(dǎo)體。
[0024]球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)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(shù)為3.4，雖然比聚乙烯材料的介電常數(shù)2.3偏大，但是明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚氯乙烯絕緣材料的4至6的介電常數(shù)。而球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜的介電常數(shù)一般小于3.0，明顯優(yōu)于普通聚酰亞胺材料和傳統(tǒng)電線電纜絕緣材料一一聚氯乙烯絕緣料的介電常數(shù)。普通聚酰亞胺材料的斷裂伸長率一般不低于25%和不超過50%。而通過球形二氧化硅雜化的聚酰亞胺復(fù)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(fù)合膜中的納米級(jí)二氧化硅含量達(dá)到20%時(shí)，其斷裂伸長率不小于80%，能夠滿足電線電纜正常工作要求。
[0025]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(qiáng)度保持率為90%。
[0026]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(zāi)時(shí)，采用聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜的本實(shí)用新型的電線不延燃，不會(huì)產(chǎn)生高密度煙霧影響人員逃生。
[0027]球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜環(huán)保無毒，已被用于餐具和醫(yī)用器具。
[0028]所述護(hù)層3為導(dǎo)電石墨粉涂覆層，導(dǎo)電石墨粉涂覆層是利用石墨質(zhì)地軟、顆粒細(xì)膩的特性，與球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜粘彈性極高的特性相結(jié)合，導(dǎo)電石墨粉涂覆層能均勻牢固地涂覆于球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜表面而不脫落。導(dǎo)電石墨粉涂覆層能夠起到良好的隔離堿性物質(zhì)侵蝕球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜的作用，對(duì)延長產(chǎn)品在堿性環(huán)境中的使用壽命有很好的幫助。
[0029]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，其特征是:包括導(dǎo)體(1)、導(dǎo)體絕緣層(2)和護(hù)層(3)，所述導(dǎo)體(I)為退火鍍錫銅導(dǎo)體，導(dǎo)體絕緣層(2)為導(dǎo)體(I)外涂覆有球形二氧化硅-聚酰亞胺絕緣漆復(fù)合膜，導(dǎo)體絕緣層(2)外的護(hù)層(3)為導(dǎo)電石墨粉涂覆層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，其特征是:所述導(dǎo)體(I)為單根或多根絞合退火鍍錫銅導(dǎo)體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單芯聚酰亞胺絕緣復(fù)合膜導(dǎo)電石墨粉涂覆護(hù)層電線，其特征是:所述導(dǎo)體(I)直徑在0.018mm至5_。
【文檔編號(hào)】H01B7/17GK205451802SQ201620186740
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】徐梁
【申請(qǐng)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