一種航天用矩形柔性地排電纜及生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種航天用矩形柔性地排電纜及生產方法，屬于電線電纜領域。
【背景技術】
[0002]隨著空間站、衛星及空間探測器等裝置上的電氣、電子裝備以及其它數字化相敏電子系統等裝備系統技術的發展，對機載或星載的各電氣、電子設備的電磁兼容性(EMC)要求越來越高。為了提高電子設備的電磁兼容性能，通常采取去耦、濾波、整形、屏蔽、接地、選材、布局等各種技術手段以達到消除或抑制電磁干擾的目的，其中，正確的接地是最可靠和簡單的提高電磁兼容性的手段，在接地時必須要用到一種引流地排電纜。由于在航天器上，布設有大量的精密電子儀器設備，這些精密電子儀器設備對地排電纜上不同距離的電壓差的要求比較嚴格，因此必須需要一種大截面導體的地排電纜。同時，該地排電纜還必須滿足外太空環境下的各種太空輻射問題，這就引發了人們對電纜耐空間輻射的材料和制作工藝關系的研究。
[0003]根據交聯乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚酰亞胺復合薄膜所特有的化學性能，其具有良好的耐輻射性能，能在空間環境下經受住一定劑量的輻射，滿足空間環境下的使用要求。
【發明內容】
[0004]為克服上述不足，本發明目的在于提供提供了一種航天用矩形柔性地排電纜，在滿足良好的柔軟、安裝方便、占用空間小以及泄流量大等特點外，還具有耐外太空環境下的高能粒子福射能力。
[0005]本發明的方案如下:一種航天用矩形柔性地排電纜，電纜的中心設有矩形的多根多股絞合鍍銀銅導體，銅導體外擠包一層交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層，在交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層外可繞包一層改性聚酰亞胺復合薄膜保護層；
所述的改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺100-120份、二甲胺基丙胺5-15份、1，5-戊二醇0.55-5份、納米二氧化鈦2-8份、碳酸鈣1.5_5份、水性丙烯酸樹脂20-30份、均苯四甲酸二酐8-20份、聚己二酰己二胺10-16份。
[0006]進一步，所述的改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、納米二氧化鈦4份、碳酸鈣3份、水性丙烯酸樹脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。
[0007]—種航天用矩形柔性地排電纜的生產方法，其特征在于，步驟如下:
a、首先采用多股鍍銀圓銅線進行絞合，絞合導體應采用緊包結構；根據載流量或接地需要，采用多根鍍銀絞合導體通過一個矩形聚晶定型模對導體進行第二次定型模壓，使導體壓制定型為一種軟矩形結構；
b、在導體外用高溫擠出機擠包一層耐輻射性良好的交聯乙烯-四氟乙烯共聚物作為電纜的絕緣； C、在絕緣層外用進口恒張力繞包生產線纏繞一層搭蓋率控制精確度為10%左右的聚酰亞胺復合薄膜作為保護層。
[0008]本發明的有益效果:
1、柔軟性好:通過束絞多股細軟鍍銀圓線作為基本導體，再根據需要選用多根基本導體并列通過一個矩形聚晶成型模具，形成了矩形的導體結構。由于航天器上各類儀器設備繁多，布線線路復雜，因此對于布線用電纜的柔軟性要求較高。矩形導體的彎曲半徑遠小于圓形導體的彎曲半徑，因此在復雜安裝空間時可以較好的根據安裝空間進行彎曲及折向。同樣導體截面的矩形電纜的彎曲半徑最小可以為圓形電纜的50%。
[0009]2、安裝空間小:由于航天器上空間有限，因此所使用的電纜外徑必須盡可能少。由于航天器上的精密儀器設備多，對接地電壓差要求較嚴格，因此必須采用大截面的銅導體作為接地屏蔽用。本發明專利所述航天用矩形柔性地排電纜采用了大比例寬厚比的矩形結構，其厚度為同樣截面圓形電纜外徑的五分之一甚至更低。因此，在狹窄或空間高度不夠的情況下矩形軟電纜具有很好的安裝條件，特別是可以緊貼地板或墻壁的安裝方式極大的節省了安裝空間。
[0010]采用交聯乙烯-四氟乙烯共聚物作為材料，既能滿足電纜在空間環境下的耐太空輻射特性，又可以利用乙烯-四氟乙烯共聚物的比重小、易于擠包薄壁等性能降低電纜的重量。
[0011]3、耐空間惡劣環境性好:在航天器中使用的電纜，必須具有耐太空輻射性、耐-120°C ~+180°C的寬幅高低溫、耐腐蝕、真空熱失重小等特性。本電纜采用了鍍銀銅線作為導體，具有良好的耐腐蝕和高低溫特性，采用了交聯乙烯-四氟乙烯共聚物和改性聚酰亞胺復合薄膜作為絕緣和保護層，也具有良好的耐太空輻射性、耐高低溫以及真空熱失重小等特性，因此能夠完全滿足太空中的復雜環境因素下使用的要求。繞包的一層聚酰亞胺復合薄膜經高溫燒結后，可以完全熔合在一起，提高地排電纜的耐輻射性、耐磨性、耐電弧性等要求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0014]一種航天用矩形柔性地排電纜，電纜的中心設有矩形的多根多股絞合鍍銀銅導體1，銅導體1外擠包一層交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層2，在交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層2外可繞包一層改性聚酰亞胺復合薄膜保護層3。
[0015]實施例1
改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、納米二氧化鈦4份、碳酸鈣3份、水性丙烯酸樹脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。
[0016]復合薄膜的制備方法如下:按照重量份數，將除甲胺基丙胺、納米二氧化鈦各原料加入到反應釜中，混合攪拌均勻，然后加熱到50-90°C，引發聚合反應，反應時間為15-20小時，制得復合漿料；向復合資料中添加甲胺基丙胺、納米二氧化鈦，混合均勻后流延成膜，既得。
[0017]航天用矩形柔性地排電纜的生產方法，包括如下步驟:
a.導體用鍍銀銅線進行絞合，絞合時采用高光潔度的圓形聚晶絞合模進行絞合以保證鍍銀層的光潔度。考慮到航天器上對外徑和柔軟性的綜合評估，鍍銀銅線應當采用較細規格導體，并將導體絞合時的節徑比控制在14~16倍左右。將多根這種絞合后的多股絞合鍍銀銅導體并列通過一個矩形聚晶定型模進行壓制定型，以保證導體形成一個矩形，利于后續的擠出交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣。
[0018]在壓制矩形導體時，矩形定型模的尺寸要適當多根絞合導體的外徑截面，以對導體進行緊包結構，有利于減小電纜尺寸，減少后續絕緣材料的用量。在矩形導體收線時，應當采用人工手排的方式，保證矩形導體不能發生翻轉、扭曲等不良現象，以免影響矩形的
b.在矩形導體外擠包一層耐輻射性良好的乙烯-四氟乙烯共聚物作為電纜的絕緣層。矩形擠出模具的加工費用高、加工難度較大，并且在擠出加工時，對于同心度的控制要求也不易達到。考慮到該絕緣層厚度一般較薄，因此擠包矩形導體時，可以采用圓形擠出模具進行擠出，但必須采用較小大拉伸比的模具。
[0019]在擠包工藝完成后，采用150KGy劑量進行電子輻照，使乙烯-四氟乙烯共聚物交聯以滿足耐空間環境下的輻射性能。
[0020]c.采用進口恒張力繞包生產線繞包一層聚酰亞胺復合薄膜作為電纜的保護層，該保護層經高溫燒結后，可以起到很好的電氣絕緣性和耐空間環境性。由于繞包矩形結構時，繞包寬度較大的聚酰亞胺復合薄膜容易起皺，影響熔接后的外觀，因此一般需采用較窄的聚酰亞胺復合膜進行繞包，薄膜寬度一般為繞包厚度的2倍。
[0021]聚酰亞胺復合薄膜繞包后，應當進行高溫燒結，考慮到內部采用的交聯乙烯-四氟乙烯共聚物，因此在高溫下停留時間不宜過長。但為了聚酰亞胺復合膜熔封燒結完全，因此可以采用將電纜快速通過燒結溫度更高的燒結熔封區，以達到內部絕緣還來不及升至高溫，但外層聚酰亞胺復合膜已經熔封的生產效果。
[0022]實施例2
改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺100份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇2份、納米二氧化鈦6份、碳酸鈣3份、水性丙烯酸樹脂28份、均苯四甲酸二酐11份、聚己二酰己二胺10份。
[0023]復合薄膜的制備方法同實施例1。
[0024]航天用矩形柔性地排電纜的生產方法同實施例1。
[0025]實施例3
改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺115份、二甲胺基丙胺6份、1，5-戊二醇3.8份、納米二氧化鈦6份、碳酸鈣4份、水性丙烯酸樹脂27份、均苯四甲酸二酐14份、聚己二酰己二胺12份。
[0026]復合薄膜的制備方法同實施例1。
[0027]航天用矩形柔性地排電纜的生產方法同實施例1。
[0028]盡管上文對本發明的【具體實施方式】給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以依據本發明的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種航天用矩形柔性地排電纜，其特征在于，電纜的中心設有矩形的多根多股絞合鍍銀銅導體(1)，銅導體(1)外擠包一層交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層(2)，在交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層(2)外可繞包一層改性聚酰亞胺復合薄膜保護層(3); 所述的改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺100-120份、二甲胺基丙胺5-15份、1，5-戊二醇0.55-5份、納米二氧化鈦2-8份、碳酸鈣1.5_5份、水性丙烯酸樹脂20-30份、均苯四甲酸二酐8-20份、聚己二酰己二胺10-16份。2.根據權利要求1所述的一種航天用矩形柔性地排電纜，其特征在于，所述的改性聚酰亞胺復合薄膜由以下重量份原料組成:聚酰亞胺115份、二甲胺基丙胺8份、1，5-戊二醇3.5份、納米二氧化鈦4份、碳酸鈣3份、水性丙烯酸樹脂26份、均苯四甲酸二酐13份、聚己二酰己二胺1份。3.根據權得要求1或2所述的一種航天用矩形柔性地排電纜的生產方法，其特征在于，步驟如下: a、首先采用多股鍍銀圓銅線進行絞合，絞合導體應采用緊包結構；根據載流量或接地需要，采用多根鍍銀絞合導體通過一個矩形聚晶定型模對導體進行第二次定型模壓，使導體壓制定型為一種軟矩形結構； b、在導體外用高溫擠出機擠包一層耐輻射性良好的交聯乙烯-四氟乙烯共聚物作為電纜的絕緣； c、在絕緣層外用進口恒張力繞包生產線纏繞一層搭蓋率控制精確度為10%左右的聚酰亞胺復合薄膜作為保護層。
【專利摘要】本發明公開了一種航天用矩形柔性地排電纜,電纜的中心設有矩形的多根多股絞合鍍銀銅導體，銅導體外擠包一層交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層，在交聯乙烯-四氟乙烯共聚物絕緣層外可繞包一層改性聚酰亞胺復合薄膜保護層；本發明還公開了該電纜的生產方法。本發明航天用矩形柔性地排電纜，在滿足良好的柔軟、安裝方便、占用空間小以及泄流量大等特點外，還具有耐外太空環境下的高能粒子輻射能力。
【IPC分類】H01B13/02, H01B13/08, H01B7/04, H01B13/14, H01B7/02, H01B3/44, H01B5/08, H01B1/02
【公開號】CN105390181
【申請號】CN201510797435
【發明人】姜緒宏, 劉輝, 李健, 姜茂盛, 余小葵, 劉美法
【申請人】安徽宏源特種電纜集團有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月18日