【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆，具体涉及一种耐弯折铝合金控制信号电缆。
技术介绍
1、随着现代工业自动化的发展，控制信号电缆在各种工业应用中起着至关重要的作用。控制信号电缆用于传输信号和数据，保证各种设备之间的正常通信和协调工作。然而，由于工作环境的复杂性和电缆布置的限制，控制信号电缆经常需要在弯曲或环绕的情况下工作。因此，对于控制信号电缆来说，具备良好的耐弯折性能是至关重要的要求。能够在不影响信号传输的前提下，保持电缆的稳定性和可靠性，提高工作效率和安全性。
2、目前，控制信号电缆在耐弯折性能方面仍存在一些挑战和问题。首先，传统的电缆材料和结构在经受长期弯曲和扭转后可能出现疲劳损伤和断裂，导致信号传输中断或电缆寿命缩短，这限制了电缆在弯曲和环绕应用中的可靠性和稳定性。其次，目前耐弯折电缆通过添加耐弯折组件为电缆提供耐弯曲性能，但目前耐弯折组件和信号线芯之间往往是彼此相互独立，虽然可以为电缆整体提供耐弯折性能，但无法保障每一束信号缆芯提供良好的耐弯折性能。如中国专利cn216353467u公开了一种耐弯折电缆，结构中的加强筋可以为电缆提供良好的耐弯折性能，但是加强筋和每束信号线芯是彼此独立的单元，因此单一信号线芯耐弯折性能存在一定的局限性。这导致了在一些特殊工作环境下，电缆的耐弯折性能不足，无法满足实际需求。
3、本专利技术制备了一种耐弯折铝合金控制信号电缆，解决了目前信号电缆耐弯折性能存在不足的问题。
技术实现思路
1、(1)解决的技术问题
2、本专利技术
3、(2)技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：
5、一种耐弯折铝合金控制信号电缆，由外侧至内侧包括外保护套、外屏蔽层、包带层、外部耐弯折组件、若干铝合金缆芯和内部抗弯折多层膜；所述外保护套由外侧到内侧依次为耐磨层、耐腐蚀层和绝缘层；所述外部耐弯折组件为碳纤维/环氧树脂复合而成；所述外部耐弯折组件为圆柱形；所述外部耐弯折组件均匀分布在铝合金缆芯之间；所述铝合金缆芯由内部抗弯折多层膜包覆；所述内部抗弯折多层膜由单层聚乙烯和单层聚酰亚胺周期性交替组合而成；所述周期交替数n为：2≤n≤7，所述内部抗弯折多层膜最外层为单层聚酰亚胺，最内层为单层聚乙烯。
6、进一步的，以重量份数计，所述的耐磨层包括以下组成成分：酚醛树脂15~20份、丙烯酸树脂10~20份、碳化硅颗粒5~8份、羟乙基纤维素2~6份、丁腈橡胶20~30份、氯化聚丙烯5~10份、乙二胺2~4份、硅烷偶联剂2~4份、二甲苯3~6份。
7、进一步的，所述的耐腐蚀层为高密度聚乙烯或聚丙烯。
8、进一步的，所述的绝缘层为交联聚氯乙烯或交联聚苯乙烯。
9、进一步的，所述的外屏蔽层为铜网或铝箔。
10、进一步的，所述的包带层聚丙烯包带、聚氯乙烯包带或聚乙烯。
11、进一步的，所述的外部耐弯折组件制备方法如下，先碳纤维编织成圆柱形碳纤维编织物，然后将其浸渍在质量分数为20%的高氯酸溶液的浸渍槽中进行表面改性得到表面改性碳纤维编织物，干燥完后引入圆柱形模具中，然后加入热固性环氧树脂混合物，在120~230℃下进行加热固化，最后脱去模具，即得到外部耐弯折组件。
12、进一步的，以重量份数计，所述的热固性环氧树脂混合物包括以下组成成分：热固性环氧树脂40~46份、乙二胺固化剂5~10份、丙酮10~15份，2-叔丁基对甲酚2~4份。
13、进一步的，所述的外部耐弯折组件中碳纤维和热固性环氧树脂的体积比为(30%~70%):(70%~30%)。
14、进一步的，所述的内部抗弯折多层膜中单层聚乙烯和单层聚酰亚胺的层厚相等，单层层厚范围为0.1~0.15mm，多层膜总厚范围为0.4~2.1mm。
15、进一步的，所述单层聚乙烯制备方法如下，以重量份数计，将低密度聚乙烯粉80~120份、聚乙烯蜡润滑剂2~6份、四-(二丁基羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯2~4份放入高速混合机充分混合均匀，采用共挤法在铝合金缆芯或单层聚酰亚胺上制备单层聚乙烯。
16、进一步的，所述单层聚酰亚胺制备方法如下，以重量份数计，在氮气保护下，将20~30份3,3',4,4'-二苯基四羧酸二酐单体和20~30份1,4-环己二胺单体置于40~80份有机溶剂中，充分搅拌均匀后加入3~6份碳纳米管，继续搅拌然后在40~60℃下反应30~60分钟进行缩聚反应，最后加入0.5~1份n,n-二甲基乙酰胺催化剂和1~2份磷酸三乙酯脱水剂充分搅拌均匀后，采用共挤法在单层聚乙烯上制备单层聚酰亚胺薄膜。
17、本专利技术外部耐弯折组件为碳纤维/环氧树脂复合而成，其目的在于：提高电缆的强度、耐弯折性和使用寿命。碳纤维具有高强度、高模量和轻量化的特点，而环氧树脂则具有良好的粘附性和耐腐蚀性。通过将碳纤维与环氧树脂进行复合，可以充分发挥两者的优点，使电缆在承受弯曲、拉伸等应力时仍能保持较高的强度和稳定性。同时，这种复合材料还具有良好的绝缘性能和耐热性能，能够满足电缆在不同环境下的使用要求。因此，本专利技术提供的耐弯折铝合金控制信号电缆具有优异的性能和稳定性，能够广泛应用于各种复杂环境中的信号传输和控制。
18、本专利技术内部抗弯折多层膜由单层聚乙烯和单层聚酰亚胺周期性交替组合形成，旨在为提供电缆具有优异的耐弯折性能。这种设计结合了聚酰亚胺和聚乙烯的特性，从而实现了多种机理的协同作用。首先，聚酰亚胺具有较高的刚度和强度，能够有效地抵抗外部力量对电缆的作用。当电缆受到弯曲力时，聚酰亚胺的刚性特性能够防止电缆产生过大的变形和形变。聚酰亚胺分子之间的强力键能够有效地分散应力和吸收能量，从而减轻外部力量对电缆的影响。其次，聚乙烯具有较好的柔性和延展性，能够在电缆受到弯曲时保持其结构的完整性。聚乙烯能够承受一定的变形而不断裂或产生裂纹，从而避免了电缆内部的损伤和故障。同时，聚乙烯的柔性特性还能够提供电缆所需的柔软性和可弯曲性，使其适应各种安装和使用环境。通过将单层聚乙烯和单层聚酰亚胺交替组合形成多层膜，可以充分利用聚酰亚胺和聚乙烯的优势。聚酰亚胺提供了电缆所需的刚度和强度，聚乙烯则提供了柔性和延展性。这种内部抗弯折多层膜包覆信号缆芯的包覆组合结构能够有效地分散和吸收外部力量，并保持电缆的完整性和性能稳定性。因此，本专利技术的内部抗弯折多层膜能够为电缆提供优异的耐弯折性能，延长电缆的使用寿命，并提高其可靠性和稳定性。
19、(3)有益的技术效果
20、本专利技术的外部耐弯折组件和内部抗弯折多层膜之间的协同作用为电缆带来了多项益处和有益效果。首先，外部耐弯折组件通过采用碳纤维/环氧树脂复合材料制造，为整体电缆提供了强度和耐久性的支撑。碳纤维的高强度和轻质特性使得外部耐弯折组件能够有效增加电缆的抗弯折能力，提高电缆在受力情况下的稳定性和可靠性。其次，内部抗弯折多层膜是针对铝合金缆芯而设计的。通过单层聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐弯折铝合金控制信号电缆，由外侧至内侧包括外保护套(1)、外屏蔽层(2)、包带层(3)、外部耐弯折组件(4)、若干铝合金缆芯(6)和内部抗弯折多层膜(5)；所述外保护套(1)由外侧到内侧依次为耐磨层(101)、耐腐蚀层(102)和绝缘层(103)；所述外部耐弯折组件(4)为碳纤维/环氧树脂复合而成；所述外部耐弯折组件(4)为圆柱形；所述外部耐弯折组件(4)均匀分布在铝合金缆芯(6)之间；所述铝合金缆芯(6)由内部抗弯折多层膜(5)包覆；所述内部抗弯折多层膜(5)由单层聚乙烯(502)和单层聚酰亚胺(501)周期性交替组合而成；所述周期性交替数n为：2≤n≤7，所述内部抗弯折多层膜(5)最外层为单层聚酰亚胺(501)，最内层为单层聚乙烯(502)。
2.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的耐磨层(101)包括以下组成成分：酚醛树脂15~20份、丙烯酸树脂10~20份、碳化硅颗粒5~8份、羟乙基纤维素2~6份、丁腈橡胶20~30份、氯化聚丙烯5~10份、乙二胺2~4份、硅烷偶联剂2~4份、二甲苯3~6份。
3.如权利要求1所述耐
4.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的绝缘层(103)为交联聚氯乙烯或交联聚苯乙烯。
5.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的外屏蔽层(2)为铜网或铝箔；
6.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的外部耐弯折组件(4)制备方法如下，先碳纤维编织成圆柱形碳纤维编织物，然后将其浸渍在质量分数为20%的高氯酸溶液的浸渍槽中进行表面改性得到表面改性碳纤维编织物，干燥完后引入圆柱形模具中，然后加入热固性环氧树脂混合物，在120~230℃下进行加热固化，最后脱去模具，即得到外部耐弯折组件(4)；
7.如权利要求6所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的热固性环氧树脂混合物包括以下组成成分：热固性环氧树脂40~46份、乙二胺固化剂5~10份、丙酮10~15份，2-叔丁基对甲酚2~4份。
8.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的内部抗弯折多层膜(5)中单层聚乙烯(502)和单层聚酰亚胺(501)的层厚相等，单层层厚范围为0.1~0.15mm，多层膜总厚范围为0.4~2.1mm。
9.如权利要求1或8所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的单层聚乙烯(502)制备方法如下，以重量份数计，将低密度聚乙烯粉80~120份、聚乙烯蜡润滑剂2~6份、四-(二丁基羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯2~4份放入高速混合机充分混合均匀，采用共挤法在铝合金缆芯(6)或单层聚酰亚胺(501)上制备单层聚乙烯(502)。
10.如权利要求1或8所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的单层聚酰亚胺(501)制备方法如下，以重量份数计，在氮气保护下，将20~30份3,3',4,4'-二苯基四羧酸二酐单体和20~30份1,4-环己二胺单体置于40~80份有机溶剂中，充分搅拌均匀后加入3~6份碳纳米管，继续搅拌然后在40~60℃下反应30~60分钟进行缩聚反应，最后加入0.5~1份N,N-二甲基乙酰胺催化剂和1~2份磷酸三乙酯脱水剂充分搅拌均匀后，采用共挤法在单层聚乙烯(502)上制备单层聚酰亚胺(501)。
...【技术特征摘要】
1.一种耐弯折铝合金控制信号电缆，由外侧至内侧包括外保护套(1)、外屏蔽层(2)、包带层(3)、外部耐弯折组件(4)、若干铝合金缆芯(6)和内部抗弯折多层膜(5)；所述外保护套(1)由外侧到内侧依次为耐磨层(101)、耐腐蚀层(102)和绝缘层(103)；所述外部耐弯折组件(4)为碳纤维/环氧树脂复合而成；所述外部耐弯折组件(4)为圆柱形；所述外部耐弯折组件(4)均匀分布在铝合金缆芯(6)之间；所述铝合金缆芯(6)由内部抗弯折多层膜(5)包覆；所述内部抗弯折多层膜(5)由单层聚乙烯(502)和单层聚酰亚胺(501)周期性交替组合而成；所述周期性交替数n为：2≤n≤7，所述内部抗弯折多层膜(5)最外层为单层聚酰亚胺(501)，最内层为单层聚乙烯(502)。
2.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的耐磨层(101)包括以下组成成分：酚醛树脂15~20份、丙烯酸树脂10~20份、碳化硅颗粒5~8份、羟乙基纤维素2~6份、丁腈橡胶20~30份、氯化聚丙烯5~10份、乙二胺2~4份、硅烷偶联剂2~4份、二甲苯3~6份。
3.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的耐腐蚀层(102)为高密度聚乙烯或聚丙烯。
4.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的绝缘层(103)为交联聚氯乙烯或交联聚苯乙烯。
5.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的外屏蔽层(2)为铜网或铝箔；
6.如权利要求1所述耐弯折铝合金控制信号电缆，其特征在于，所述的外部耐弯折组件(4)制备方法如下，先碳纤维编织成圆柱形碳纤维编织物，然后将其浸渍在质量分数为20%...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩雪光，卢柱，周云，薛世鹏，唐俊，
申请(专利权)人：浙江光大普特通讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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