一种屏蔽型柔性防火电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种屏蔽型柔性防火电缆及其制备方法，该屏蔽型柔性防火电缆包括表层护套、空心层、支撑层、内衬、绝缘层、屏蔽层、导体，可长时承受‑70℃~200℃的工作温度、屏蔽等级至少为A级、最小弯曲半径不高于直径的8倍、至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2；通过将采用特定方法制造的石墨化碳纤维编织成网管状作为支撑层、增加空心层的设计、优选材料作为基材、编织电解熟铜丝网成屏蔽层，获得极佳的性能；本发明专利技术的屏蔽型柔性防火电缆综合机械性能好、绝缘性强、屏蔽效果好、最小弯曲半径小、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子元件领域，尤其涉及一种屏蔽型柔性防火电缆及其制备方法。
技术介绍
电缆，通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。绝缘层即在电缆导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料，如：树脂、塑料、硅橡胶、PVC等，但这些材料受本质性能所限，其耐热性能和绝缘性能相对较弱。在国内已申请的相关专利中，专利《柔性细柔铜丝屏蔽拖链动力电缆》（申请号：201410705447.9，公开日：2016-06-22），公开了一种柔性细柔铜丝屏蔽拖链动力电缆，同样采用了铜丝网作为屏蔽层，但由于该铜丝网设置于常规电缆（本专利技术石墨化碳纤维网）处，其屏蔽效果并未在常规电缆基础是提升太多，屏蔽效果相对较差，使用范围较小；采用的绝缘材料除芯材表面的材料外主要是常规聚脂纤维及氯丁橡胶，这两种材料绝缘性能一般，甚至一般不会用作绝缘材料，且易受酸碱腐蚀、耐水性差、易燃烧，因此该专利技术的绝缘性弱，使用寿命短，阻燃能力差、易老化、不耐高温；整体结构机较于常规技术并未做太多改变，各方面机械性能也不会出现明显变化，因此其综合机械性能较差、最小弯曲半径较大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种综合机械性能好、绝缘性强、屏蔽效果好、最小弯曲半径小、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广的屏蔽型柔性防火电缆及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种屏蔽型柔性防火电缆的制造方法，包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②支撑层原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；③内衬原材料选用ENB三元乙丙橡胶；④绝缘层原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑤导体原材料选用标准铜材或铝材；⑥屏蔽层原材料选用直径0.2mm-0.5mm的电解熟铜丝；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min -10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min -8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃-2500℃环境下，保温8s-12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）屏蔽型柔性防火电缆的制造①将导体按标准方式编织好，形成金属芯，将1）中步骤⑥准备的电解熟铜丝编织在芯材表面，编织成致密网管状，形成铜丝网层，获得待用导体；②将1）中步骤④准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑦获得的石墨化碳纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将1）中步骤①准备的固化有5~8wt%氢氧化镁阻燃剂的热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套，该表层护套的内径比步骤⑥获得的套管中层外径大1mm~2mm；⑦将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑤获得的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑥获得的表层护套内，即获得所需屏蔽型柔性防火电缆。一种根据上述制造方法制造出的屏蔽型柔性防火电缆，包括表层护套、空心层、支撑层、内衬、绝缘层、导体；在表层护套与支撑层之间还设置有空心层；在绝缘层和导体之间还设置有致密网状的铜丝网层；表层护套采用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；支撑层采用石墨化碳纤维制成；内衬采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成。该屏蔽型柔性防火电缆可长时承受-70℃~200℃的工作温度、屏蔽等级至少为A级、最小弯曲半径不高于直径的8倍、至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：选用的热硫化型硅橡胶、ENB三元乙丙橡胶、石墨化碳纤维都具有非常好的耐高温的抗老化性能，加上在支撑层和表层护套中间设置了空心层，起着散热、隔热的作用，散热能力远强于常规电缆，使得整个电缆整体抗高温抗老化性能得到长足的提升，因此本专利技术的屏蔽型柔性防火电缆耐高温、抗老化、使用寿命长；添加的氢氧化镁阻燃剂能够大大地提高材料的韧性、耐热性及稳定性，使纺织品具有抑烟、无毒、环保的高阻燃效能；由于表层护套采用热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm，绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维的混合物，再加上空心层的隔断，以及设置在导体表面的铜丝网层，使电缆整体绝缘性很强且不易击穿损毁，至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s；整体结构设计合理、各层级结构和材料功能互补，有石墨化纤维的高强度高柔韧性、硅橡胶的高延伸率和大范围工作温度、环氧树脂与玻璃纤维混合物的高韧性及缓冲能力，及空心层提供的退让和缓冲空间，使本专利技术的综合机械性能好、可弯曲半径大、使用范围广；由于铜丝网层直接致密在覆盖在导体表面，从根本上提升了本专利技术的电磁屏蔽能力，加上碳纤维也是很好的屏蔽材料，因此本专利技术的屏蔽效果好。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图中：表层护套1、空心层2、铜丝网层3、支撑层4、内衬5、绝缘层6、导体7。具体实施方式实施例1：一种屏蔽型柔性防火电缆，由外及内设置有表层护套1、空心层2、支撑层4、内衬5、绝缘层6、致密网状的铜丝网层3、导体7；表层护套1采用固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；支撑层4采用石墨化碳纤维制成；内衬5采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层6采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成该屏蔽型柔性防火电缆的制造方法，包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套1原材料选用固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②支撑层4原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；③内衬5原材料选用ENB三元乙丙橡胶；④绝缘层6原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑤导体7原材料选用标准铜材或铝材；⑥屏蔽层原材料选用直径0.2mm的电解熟铜丝；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽型柔性防火电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用固化有5~8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；②支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；③内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；④绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑤导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；⑥屏蔽层原材料选用直径0.2mm‑0.5mm的电解熟铜丝；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5‑3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm‑0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar‑2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm‑15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃‑800℃，处理时间5min ‑10min，后炭化处理温度1500℃‑1600℃，处理时间5min ‑8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃‑2500℃环境下，保温8s‑12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）屏蔽型柔性防火电缆的制造①将导体(7)按标准方式编织好，形成金属芯，将1）中步骤⑥准备的电解熟铜丝编织在芯材表面，编织成致密网管状，形成铜丝网层(3)，获得待用导体；②将1）中步骤④准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑦获得的石墨化碳纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将1）中步骤①准备的改性热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套(1)，该表层护套(1)的内径比步骤⑥获得的套管中层外径大1mm~2mm；⑦将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑤获得的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑥获得的表层护套(1)内，即获得所需屏蔽型柔性防火电缆。...

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽型柔性防火电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用固化有5~8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；②支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；③内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；④绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑤导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；⑥屏蔽层原材料选用直径0.2mm-0.5mm的电解熟铜丝；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min -10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min -8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃-2500℃环境下，保温8s-12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：何琳，
申请(专利权)人：宁波华众和创工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33