一种同轴电缆交联芯线绝缘层及其制备方法与流程

    专利查询2025-04-27  16


    本发明属于同轴电缆,具体涉及一种同轴电缆交联芯线绝缘层及其制备方法。


    背景技术:

    1、同轴电缆市场前景广阔,不仅移动通信技术领域需求量大,随着高铁技术发展迅猛,使该领域对同轴电缆用量同样猛增。目前,同轴电缆主要使用物理发泡聚乙烯绝缘,绝缘层由基体树脂、发泡剂、成核剂组成聚乙烯熔体,从机身注气口将物理发泡剂co2,n2等惰性气体打入聚乙烯熔体中,在螺杆的推动下,通过挤出发泡方式制备而成。

    2、成核剂作为聚乙烯挤出发泡过程的改性助剂,可以提高成核效率,并且少量的成核剂加入可为发泡剂提供具有适宜表面能的中心,降低聚乙烯表面张力,将一定质量分数的有效成核剂添加在聚乙烯基体树脂中时,可以使泡孔分散均匀且细微。成核剂作用机理主要是:在熔融状态下,由成核剂提供所需的晶核,聚乙烯由原来的均相成核转变成异相成核,可以有效降低气泡成核能垒,促进气泡成核。

    3、市面上的成核剂种类丰富,由于体系、用量、形状、大小的不同,最终发泡结果会存在较大差异。目前常用的成核剂包括滑石粉,二氧化铁,碳酸钙等无机成核剂,但采用无机成核剂,粒径较小时容易产生团聚,粒径较大时无法提高成核点数量,还需要添加其它助剂以增强成核作用,导致制品质量增加。国内同轴电缆物理发泡绝缘料用有机成核剂母料目前又多为国外进口,因此,亟需自主开发同轴电缆绝缘料用成核剂母料并降低成本。


    技术实现思路

    1、为了满足移动通信日益增加的测试频率,高传输效率的高频同轴电缆需求日盛,这就需要发泡绝缘材料发泡尺寸更均一,泡孔更细腻,因此各方面性能优异的成核剂至关重要。本发明采用了具有低介电损耗因子的成核剂组分氟塑料与偶氮二甲酰胺(ac)复配,氟塑料例如聚四氟乙烯(ptfe)作为惰性成核剂,具有优异的介电性能和耐热性,因其低表面能,分散性好,且在发泡过程中本身无变化,具有更高的成核速率;偶氮二甲酰胺作为活性成核剂,可以在挤出发泡过程中热分解,在聚合物熔体中形成许多成核点,二者复配可以保证电缆绝缘层优异的发泡性能,使泡孔密度大,泡孔尺寸分布均匀。

    2、为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:

    3、本发明提供一种同轴电缆交联芯线绝缘层的制备方法,将绝缘发泡用成核剂和基料通过物理发泡挤出,辐照交联得到同轴电缆交联芯线绝缘层;所述物理发泡挤出的绝缘发泡度为65-70%;所述基料为高密度聚乙烯;

    4、所述绝缘发泡用成核剂通过熔融挤出得到;按重量份计,所述绝缘发泡用成核剂包括100份低密度聚乙烯,10-15份氟塑料树脂,0.35-0.85份发泡剂和4-7份交联剂;其中,所述氟塑料树脂选自聚四氟乙烯(ptfe)、四氟乙烯和乙烯共聚物(etfe)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(pfa)中的一种;所述交联剂选自三聚异氰酸三烯丙酯(taic)、三聚氰酸三烯丙酯(tac)或三(甲基丙烯酸三羟甲基)丙烷酯。

    5、优选的,所述辐照交联采用高能射线(α射线、γ射线、电子射线)进行辐照,使聚乙烯大分子c-h键断裂,形成聚乙烯活性链,进行相互交联而成。

    6、优选的,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

    7、优选的,按重量份计,所述氟塑料树脂为12份,发泡剂为0.5份,所述交联剂为5.5份。

    8、优选的,所述绝缘发泡用成核剂的制备方法,包括如下步骤:

    9、s1:按重量份计,将100份低密度聚乙烯,10-15份氟塑料树脂,0.35-0.85份发泡剂和4-7份三聚异氰酸三烯丙酯混合后熔融挤出,得到塑化物料;

    10、s2:将所述塑化物料冷却并干燥,造粒,得到所述绝缘发泡用成核剂。

    11、优选的,所述步骤s1中,熔融挤出的温度为145-155℃。

    12、优选的,所述步骤s2中,冷却的方法为水冷。

    13、优选的,所述步骤s2中,干燥的方法为吹干。

    14、优选的,所述步骤s2中,造粒后进行搅拌。

    15、本发明还提供由上述自制成核剂制备得到的同轴电缆交联芯线绝缘层。

    16、具体的,该同轴电缆交联芯线绝缘层的制备方法包括如下步骤:

    17、a)将内导体穿过绝缘挤出机头,加料段加入高密度聚乙烯(hdpe)基料和上述自制绝缘发泡用成核剂,在物理发泡机上进行发泡挤出绝缘芯线,发泡注入惰性气体,惰性气体浓度99.99%,发泡度为65-70%,得到含有交联剂的发泡高密度聚乙烯绝缘层的绝缘芯线;

    18、b)绝缘芯线经高能γ射线辐照使发泡高密度聚乙烯绝缘层发生交联,辐照剂量为13-16mrd,速度为60-65米/分,得到经辐照交联的聚乙烯绝缘芯线。

    19、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点:

    20、1、本发明采用自制成核剂,可替代进口成核剂母粒,且成本低,应用广泛。

    21、2、自制成核剂与基体聚乙烯绝缘相容性好,发泡层泡孔细密无穿孔。通过本发明成核剂制备得到的绝缘芯线符合标准使用要求,其耐温等级极大提高且机械性能提高显著。

    22、3、聚乙烯绝缘芯线的制备:高密度聚乙烯基料添加本发明的绝缘发泡用成核剂,经惰性气体物理发泡挤出绝缘芯线,由其生成的hdpe发泡绝缘线芯经γ高能射线辐照交联,使聚乙烯大分子之间产生碳间交联键,活性聚乙烯链进行相互交联形成三维网状立体结构,由热塑性转变成不溶、不熔的热固性交联聚乙烯物,从而提高了发泡聚乙烯的拉伸强度,耐环境应力开裂性,化学稳定性及材料的使用温度,经测试,拉伸强度提升约1.5倍,使用温度从常规的80℃提升至150℃。以上优点拓展了同电缆使用场合,即可应用于高功率高频信号传输场合,也可应用于同轴电缆频繁焊接场合。



    技术特征:

    1.一种同轴电缆交联芯线绝缘层的制备方法,其特征在于,将绝缘发泡用成核剂和基料通过物理发泡挤出,辐照交联得到同轴电缆交联芯线绝缘层;所述物理发泡挤出的绝缘发泡度为65-70%;所述基料为高密度聚乙烯;

    2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述辐照交联采用高能γ射线,使聚乙烯大分子c-h键断裂,形成聚乙烯活性链,进行相互交联而成。

    3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。

    4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,按重量份计,所述氟塑料树脂为12份,发泡剂为0.5份,所述交联剂为5.5份。

    5.一种权利要求1-4中任一项所述的制备方法,其特征在于,绝缘发泡用成核剂的制备方法包括如下步骤:

    6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中,熔融挤出的温度为145-155℃。

    7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,冷却的方法为水冷。

    8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,干燥的方法为吹干。

    9.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中,造粒后进行搅拌。

    10.权利要求1-9中任一项所述制备方法制备得到的同轴电缆交联芯线绝缘层。


    技术总结
    本发明属于同轴电缆技术领域,具体涉及一种同轴电缆交联芯线绝缘层及其制备方法。按重量份计,该绝缘发泡用成核剂包括100份低密度聚乙烯,10‑15份氟塑料树脂,可以是聚四氟乙烯,0.35‑0.85份发泡剂和4‑7份交联剂;交联剂可以是三聚异氰酸三烯丙酯。本发明制备的成核剂与基体绝缘相容性好,发泡层泡孔细密无穿孔。通过本发明成核剂制备得到的绝缘芯线符合标准使用要求,其耐温等级极大提高且机械性能提高显著。

    技术研发人员:许惊鸿,谢利君,刘中华,孙超,孙余良,吴超,段祥森
    受保护的技术使用者:江苏亨鑫科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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