一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆及绞合模具技术方案

本申请公开了一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆及绞合模具。电缆包括缆芯和包覆缆芯的护套，缆芯包括屏蔽双绞线，屏蔽双绞线包括绝缘芯线，绝缘芯线包括导体、导体密封胶和绝缘层，导体由多股铜线绞合而成，导体密封胶填充在铜线之间，绝缘层包覆在导体和导体密封胶外；导体密封胶由包含重量份之比100:100:（7～12）的氯丁橡胶、羧基化氯丁橡胶和叔丁酚醛硫化树脂制成；绝缘层由包含以下重量份的原料：氟化乙烯丙烯共聚物100份，硫酸钡粉0.8～1.2份，环氧树脂粉4～6份，硅油0.4～0.7份；其具有提高电缆和配套连接器在160℃以上温度的硫化密封可靠性，以满足综合声呐系统电缆组件的纵向水密性和可靠性需求。的纵向水密性和可靠性需求。的纵向水密性和可靠性需求。

【技术实现步骤摘要】
一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆及绞合模具


[0001]本申请涉及声呐系统的领域，更具体地说，它涉及一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆及绞合模具。

技术介绍

[0002]声纳系统是舰船或水下机器人等水下装置在水下工作时的“眼睛和耳朵”，实现对水下目标进行探测、分类、定位跟踪功能，可以进行水下通信、导航以及水文测量和海底地质地貌的勘测等。声呐系统一般都敷贴在水下装置的表面，声呐系统中或声呐系统与水下装置的电气连接中，布设有各类电缆组件。随着海洋探测的要求进一步提高，高水深、高可靠性的声呐系统对各类配套电缆组件的要求也越来越高，尤其是在舰船或水下机器人等水下装置进行大深度工作时，对于电缆组件的纵向水密性要求也越高。
[0003]电缆组件由电缆与配套的连接器或接头组成，以实现与水下装置声呐设备之间的电气连接，并利于后续的维修和测试，一般直接与海水接触并承受高水压。一旦电缆发生破损，高压力下的海水将顺着电缆结构的缝隙进入到水下装置，导致水下装置出现更大的故障或损失。如电缆采用了纵向阻水水密技术，则可将海水阻挡在外，以保证水下声呐系统或水下装置的安全性。因此，配套连接器或接头与电缆的连接必须采用可靠的密封形式，使得电缆组件能够承受高达10MPa的纵向水密性。
[0004]目前，配套连接器或接头与电缆一般采用硫化密封的密封形式，连接器或接头上设置有硫化密封材料，电缆的芯线外设置有交联聚乙烯材料制成的绝缘层，电缆的外部设置有氯丁橡胶材料制成的护套，采用120℃的低温冷硫化工艺，将配套连接器或接头与电缆进行硫化密封。
[0005]但是若要满足电缆组件能够达到10年以上的使用寿命，电缆在与配套连接器或接头硫化密封时，需要提高硫化温度至160℃以上，使连接器部位与电缆端部可靠紧密黏结，使得电缆组件能够承受高达10MPa的纵向水密性。而交联聚乙烯材料在加压硫化时，超过120℃的温度将会发生熔融，导致电缆内部的芯线发生短路，而作为电缆外部护套的氯丁橡胶层在120℃下基本无熔融现象，导致连接器的硫化密封材料与电缆外部护套的粘结性不可靠，在低温硫化的电缆组件经受长时间的海水浸泡、高低温冲击后，连接器的硫化密封材料与电缆外部护套材料将发生分离，从而导致水密失效，海水渗入连接器与电缆的接触部位，导致水下声呐系统或水下装置发生故障，降低了水下声呐系统或水下装置的可靠性和使用寿命。

技术实现思路

[0006]为了提高电缆和配套连接器在160℃以上温度时的硫化密封可靠性，以满足使用寿命10年以上的综合声呐系统电缆组件的纵向水密性和可靠性需求，本申请提供一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆及绞合模具。
[0007]第一方面，本申请提供一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，采用如下的技
术方案：一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的护套，所述缆芯包括多个屏蔽双绞线和填充在多个屏蔽双绞线之间的阻水密封胶，所述屏蔽双绞线包括对绞的绝缘芯线和包覆在对绞的绝缘芯线外的屏蔽层，所述绝缘芯线包括导体、导体密封胶和绝缘层，所述导体由多股铜线绞合而成，所述导体密封胶填充在多股铜线之间，所述绝缘层包覆在导体和导体密封胶外；所述导体密封胶由包含重量份之比为100:100:（7～12）的以下原料制成：氯丁橡胶、羧基化氯丁橡胶和叔丁酚醛硫化树脂；所述绝缘层由包含以下重量份的原料制成：氟化乙烯丙烯共聚物100份，硫酸钡粉0.8～1.2份，环氧树脂粉4～6份，硅油0.4～0.7份。
[0008]通过采用上述技术方案，采用的绝缘层中包含氟化乙烯丙烯共聚物，具有可靠的耐高温达200℃的性能，可满足160℃以上温度时的硫化要求。但是氟化乙烯丙烯共聚物在熔融挤出温度下具有比普通热塑性树脂高10~100倍的树脂粘度，因此在挤出时需要较低的剪切速率以防止氟塑料熔体在高压力下发生熔体破裂而导致绝缘材料表面出现裂纹、粗化等现象。发生熔体破裂的绝缘材料的使用寿命将极大降低，并且在使用过程中抗机械应力和高低温冲击能力也将降低。因此，一般氟化乙烯丙烯共聚物的挤出工艺只能采用大出胶量的套管式模具进行挤出，而不能采用普通水密电缆采用的压力式挤出模具。然而套管式采用的松套挤出方式，进一步降低了电缆的水密性，只有压力式挤出模具才能把熔融的高分子材料紧密挤压在导体上。为了改善氟化乙烯丙烯共聚物的加工性能，降低氟化乙烯丙烯共聚物的树脂粘度，本方案中添加了硫酸钡粉对氟化乙烯丙烯共聚物进行改性，使氟化乙烯丙烯共聚物在熔融挤出温度下熔体的粘度从约105泊左右降低至约104泊以下，可以采用压力式模具进行挤出，并不会发生熔体破裂的现象。
[0009]并且，氟化乙烯丙烯共聚物具有的C
‑
F键键能特别稳定，并将氟塑料的C
‑
C主链键很好的屏蔽保护起来，因此其具有天然的自润滑性，不易与其他材料黏结，特别是与金属原子键之间的黏结，这就导致直接在导体上挤出氟化乙烯丙烯共聚物时，氟化乙烯丙烯共聚物与导体之间的粘结性下降，并且在高水压的挤压作用下，水易渗透进氟化乙烯丙烯共聚物与导体之间的结合部位，从而导致电缆的水密失效，因此本方案中添加了环氧树脂粉，在高温下熔融并与导体紧密粘结，提高了绝缘层与导体的粘结性。
[0010]普通的导体密封胶一般由硅凝胶组成，并采用硅油作为溶剂，绝缘层挤出时温度较高，加工温度可高达380℃左右，在此工艺条件下，硅油容易析出，导致绝缘层和导体层之间不能黏结紧密，从而降低电缆的纵向水密性。并且硅油在高温下也易挥发出小分子，导致绝缘层挤出时发生起泡现象，绝缘层表面质量变差，进一步降低电缆的纵向水密性。
[0011]本方案中导体密封胶主要成分为氯丁橡胶和羧基化氯丁橡胶的混合物，可以在高温下快速固化形成交联弹性体结构，不会释放小分子物质，也不会析出硅油。当高温挤出绝缘层时，导体密封胶将受热，添加叔丁酚醛硫化树脂粉可增加导体密封胶和导体之间的胶粘能力，也能使导体密封胶与绝缘层也有一定的黏结性，从而提高电缆的纵向水密性，使电缆能够承受高、低温冲击后，仍能保证水密性能的可靠性。
[0012]因此，通过导体密封胶和绝缘层的协同作用，获得提高电缆和配套连接器在160℃以上温度时的硫化密封可靠性，以满足使用寿命10年以上的综合声呐系统电缆组件的纵向
水密性和可靠性需求的效果。
[0013]可选的，所述阻水密封胶由包含重量份之比为100：（1～3）的以下原料制成：双组分硅橡胶和聚丙烯酸钠盐。
[0014]通过采用上述技术方案，由于采用双组分硅橡胶和聚丙烯酸钠盐，双组分硅橡胶填充在多个屏蔽双绞线之间，填补各屏蔽双绞线之间大的缝隙，聚丙烯酸钠盐吸水膨胀则形成凝胶，填补各屏蔽双绞线之间小的缝隙，减少了水进入电缆内影响电缆密封性能的情况，因此，获得了提高电缆纵向水密性的效果。
[0015]可选的，所述护套包括内护套和外护套，所述内护套和外护套之间设置有屏蔽铠装层，所述内护套、屏蔽铠装层和外护套沿远离缆芯的方向依次包覆在缆芯外。
[0016]通过采用上述技术方案，屏蔽铠装层的设置提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，包括缆芯（1）和包覆在缆芯（1）外的护套（2），其特征在于：所述缆芯（1）包括多个屏蔽双绞线（11）和填充在多个屏蔽双绞线（11）之间的阻水密封胶（12），所述屏蔽双绞线（11）包括对绞的绝缘芯线（112）和包覆在对绞的绝缘芯线（112）外的屏蔽层（113），所述绝缘芯线（112）包括导体、导体密封胶（1122）和绝缘层（1123），所述导体由多股铜线（1121）绞合而成，所述导体密封胶（1122）填充在多股铜线（1121）之间，所述绝缘层（1123）包覆在导体和导体密封胶（1122）外；所述导体密封胶（1122）由包含重量份之比为100:100:（7～12）的以下原料制成：氯丁橡胶、羧基化氯丁橡胶和叔丁酚醛硫化树脂；所述绝缘层（1123）由包含以下重量份的原料制成：氟化乙烯丙烯共聚物100份，硫酸钡粉0.8～1.2份，环氧树脂粉4～6份，硅油0.4～0.7份。2.根据权利要求1所述的一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，其特征在于：所述阻水密封胶（12）由包含重量份之比为100：（1～3）的以下原料制成：双组分硅橡胶和聚丙烯酸钠盐。3.根据权利要求2所述的一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，其特征在于：所述护套（2）包括内护套（21）和外护套（22），所述内护套（21）和外护套（22）之间设置有屏蔽铠装层（23），所述内护套（21）、屏蔽铠装层（23）和外护套（22）沿远离缆芯（1）的方向依次包覆在缆芯（1）外。4.根据权利要求3所述的一种声呐系统用耐高温硫化纵向水密电缆，其特征在于：所述屏蔽层（113）和屏蔽铠装层（23）均由镀锡铜丝制成。5.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，周智巧，周智浩，陈强，
申请(专利权)人：上海起帆电线电缆技术有限公司，
类型：发明
国别省市：