一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆制造技术

一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，其特征是从内到外依次为：沿电缆的中心轴线纵向延伸的实心或绞合的金属内导体(1)、聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)、金属编织的或附加内屏蔽层的外导体(3)、全氟乙烯丙烯共聚物或低烟无卤阻燃聚烯烃材质的护套层(4)，其中聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)将金属内导体(1)和外导体(3)隔开；所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷(POSS)填充改性的聚四氟乙烯有机-无机纳米复合材料。本同轴电缆降低了电缆绝缘层的介电常数。由传统实心聚四氟乙烯绝缘介电常数2.1降低到1.2～1.6，下降了约24％～43％，降低了电缆高频通信的信号衰减。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆
本专利技术属于通讯传输领域中通信线缆产品，具体是具有纳米粒子POSS填充改性 的聚四氟乙烯复合微孔绝缘结构的一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆。该电缆可广泛应 用于有耐高温低损耗要求的通信雷达、机房、航天航空、矿井油井、天线、船舶等行业中的高 频通信设备的信息传输。
技术介绍
射频电缆是无线电频率范围内传输电信号和能量的电缆的总称，其中同轴电缆应 用最为广泛。同轴电缆主要用作无线电发射和接收设备的天线馈线以及各种通信、电子设 备的机内线连线和相互连接线。在信息高速发展的今天，高频率、大容量、高速率的信息传 输需求对通信设备间的信息传输介质通信电缆也提出了更高的要求，耐高温、低损耗、阻 燃、高屏蔽性能已成为发展同轴电缆的关键技术指标。开发高频通信用的低衰减、低电压驻 波比、高稳相性能的高端通信电缆产品是目前技术攻关的一个主要方向，而在电缆结构影 响因素中，绝缘材料的特性起着至关重要的作用。 聚四氟乙烯具有较低的介电常数（2. 1)，抗湿性和耐腐蚀性，且化学性质稳定，耐 高温性能强，已成为目前高温通信电缆领域的主要绝缘材料，但其材料具有机械强度低、粘 接性差、线膨胀系数较大、成型和二次加工性能困难、耐蠕变性能差等不足，成为了限制其 在高端电缆领域广泛应用的关键技术瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，通过在聚四氟乙烯 绝缘材料中引入超低介电纳米多孔笼型倍半硅氧烷（POSS)进行物理共混填充改性的方 法，来降低电缆绝缘层的介电常数，提高电缆绝缘层的孔隙率，来改善电缆绝缘层机械性 能、耐蠕变性能、加工困难等不足，简化工艺难度，提高生产效率，提升产品合格率，增加电 缆的综合性能。通过引入纳米粒子填充改性，提高材料性能，改善加工工艺难度，由推挤拉 伸烧结工艺形成微孔绝缘结构，大大提高电缆电气性能，为聚四氟乙烯绝缘材料在耐高温 低损耗电缆上的应用提供了新的思路，也使得产品在高频通信上的应用前景更加广阔。 本专利技术的技术方案是： -种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，从内到外依次为：沿电缆的中心轴线纵向 延伸的实心或绞合的金属内导体1、聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2、金属编织的或附加内屏 蔽层的外导体3、全氟乙烯丙烯共聚物或低烟无卤阻燃聚烯烃材质的护套层4,其中聚四氟 乙烯微孔复合绝缘层2将金属内导体1和外导体3隔开；所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层 2的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷POSS填充改性的聚四氟乙烯有机-无机纳米复合材 料。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS) 填充改性的聚四氟乙烯有机-无机纳米复合材料，组成中纳米多面体笼型倍半硅氧烷 (POSS)为多面体笼型结构，其立方Si-O-Si笼型结构的周围以共价键的方式连接了 8个有 机基团（功能性或惰性），如氢（hydride)、烧基（alkyl)、亚烧基（alkylene)、芳基（aryl)、 亚芳基（arylene)和其他衍生基团（other derivative groups),为有机-无机杂化纳米粒 子，具备有纳米材料的奇特性质，并且与有机聚合物材料有较好的相容性。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2的材料组成中，纳米多面体笼型倍半硅氧烷 POSS笼的尺寸约为0. 53nm，是一种本征型多孔介质材料，分子结构中空隙约为0. 3-0. 4nm， 介电常数为2. 1?2. 7,可调。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2的材料组成中，在填充改性之前采用硅烷偶联 剂或其他合适的偶联剂对纳米多面体笼型倍半硅氧烷POSS进行处理，偶联剂能增强两种 不同极性分子之间的相互作用，充当一种化学媒介的作用，增加复合材料的强度，提高两者 之间的结合力，保证其与聚四氟乙烯材料的充分均匀混合。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2的材料组成中，填充改性的纳米多面体笼型倍 半硅氧烷POSS的比例为5%?25%，聚四氟乙烯的含量为75%?90%。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2的材料的物理共混是通过采用机械混合、气流 粉碎和超声波处理中的两种及以上的方法相结合进行充分混合均匀的。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2通过推挤拉伸方式加工，保证绝缘层有一定的 均匀空隙，形成微孔状复合结构。 所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层2中的微孔的孔隙率在50%?80%之间，实现纳 米多面体笼型倍半硅氧烷POSS填充改性的微孔复合绝缘层介电常数为1. 2?1. 6。 在传统聚四氟乙烯绝缘材料中添加纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS)，其技术依 据在于：P0SS为非极性笼状纳米结构，尺寸约为5. 3nm，熔点大于400°C，介电常数在2. 1? 2. 7之间，具有0. 3?0. 4nm的孔隙，是一种低密度、耐热性能好、力学性能和介电性能优异 的介孔纳米材料，具有纳米材料所特有的小尺寸效应、大比表面积所带来的表面效应、量子 尺寸效应、宏观隧道效应和介电限域效应等特性。 POSS具有独特的纳米结构和有机无机杂化的特性，通过将POSS引入到PTFE基体 中，能和PTFE进行良好的融合，改善材料的机械性能、蠕变性能、耐磨性能和介电性能等， 尤其是介电限域效应使得POSS纳米粒子与相接触的PTFE异相介质处产生强烈的自极化诱 导效应，使异相介质处的电子云径向局域化，限制其电子云的极化，从而使材料的介电常数 得以显著的降低。 由于POSS具有刚性的结构和较高的熔点，还能提高材料的耐热性能和加工性能， 有利于在推挤拉伸过程中微孔的形成，进一步降低绝缘层的介电常数和介电损耗，从而提 高复合材料在耐高温绝缘电缆的发展与应用，提高同轴电缆的高频通信性能。 表1聚四氟乙烯材料性质和特性分析 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，其特征是从内到外依次为：沿电缆的中心轴线纵向延伸的实心或绞合的金属内导体(1)、聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)、金属编织的或附加内屏蔽层的外导体(3)、全氟乙烯丙烯共聚物或低烟无卤阻燃聚烯烃材质的护套层(4)，其中聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)将金属内导体(1)和外导体(3)隔开；所述聚四氟乙烯微孔复合绝缘层(2)的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷(POSS)填充改性的聚四氟乙烯有机‑无机纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1. 一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，其特征是从内到外依次为：沿电缆的中心轴 线纵向延伸的实心或绞合的金属内导体（1)、聚四氟乙烯微孔复合绝缘层（2)、金属编织的 或附加内屏蔽层的外导体（3)、全氟乙烯丙烯共聚物或低烟无卤阻燃聚烯烃材质的护套层 (4)，其中聚四氟乙烯微孔复合绝缘层（2)将金属内导体（1)和外导体（3)隔开；所述聚四 氟乙烯微孔复合绝缘层（2)的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS)填充改性的聚四 氟乙烯有机-无机纳米复合材料。2. 根据权利要求1所述的一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，其特征在于所述聚四 氟乙烯微孔复合绝缘层（2)的材料为纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS)填充改性的聚四 氟乙烯有机-无机纳米复合材料，组成中纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS)为多面体笼型 结构，其立方Si-O-Si笼型结构的周围以共价键的方式连接了 8个有机基团（功能性或惰 性），如氢（hydride)、烧基（alkyl)、亚烧基（alkylene)、芳基（aryl)、亚芳基（arylene)和 其他衍生基团（other derivative groups),为有机-无机杂化纳米粒子，具备有纳米材料 的奇特性质，并且与有机聚合物材料有较好的相容性。3. 根据权利要求2所述的一种耐高温低损耗复合绝缘同轴电缆，其特征在于所述聚 四氟乙烯微孔复合绝缘层（2)的材料组成中，纳米多面体笼型倍半硅氧烷（POSS)笼的尺 寸约为0. 53nm，是一种本征型多孔介质材料，分子结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灵，钱利荣，代康，郭志宏，
申请(专利权)人：江苏俊知技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32