專利名稱：艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是艦船通信及控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜及其制備工藝，適用 于軍艦、河海船舶以及海上石油平臺等海上浮動建筑物環(huán)境中，用于儀器、 儀表信號控制和信號傳輸。
背景技術(shù)：
目前國際上最先進的艦船用電纜標準，當推MIL-DTL-24643，現(xiàn)行美國 軍標MIL-DTL-24643 2002總體結(jié)構(gòu)由兩部分組成，第一部分為 MIL-DTL-24643B 2002艦船用低煙電纜和軟線通用規(guī)范，第二部分為 MIL-DTL-24643/2 2002 MIL-DTL-24643/58 2002艦船用低煙電纜和軟線系 列詳細規(guī)范。MIL-DTL-24643 2002艦船用低煙電纜和軟線系列詳細規(guī)范涵 蓋了各類艦船的電力、照明、控制、通信、儀表及電子設(shè)備用電纜和軟線。 按絕緣材料分為乙丙橡膠、交聯(lián)聚乙烯、擠出硅橡膠和硅橡膠玻璃纖維絕 緣帶。按電纜縱向水密性分為水密性和非水密性。按用途分類電力于照明 用電纜和軟線、控制用電纜和軟線、通信儀表及電子設(shè)備用電纜和軟線。
普通型艦船電纜的外徑大、體積大、重量重，彎曲半徑大，需要較大的 敷設(shè)空間，不利用安裝。艦船通信及控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜是艦船用 電纜發(fā)展的必然方向，絕緣采用薄壁擠出技術(shù)，減小電纜的成品外徑，減輕 了電纜的重量，縮小了敷設(shè)空間，它的絕緣和護套材料的鹵素含量、酸氣含 量、煙指數(shù)等指標均大大低于普通艦船用電纜
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜及其制備方 法，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷。艦船用電纜的絕緣和護套材料的鹵素 含量、酸氣含量、煙指數(shù)和毒性指數(shù)等性能指標均大大低于普通電纜，采用 薄壁擠出技術(shù)擠出聚乙烯絕緣，減小了絕緣厚度，保持其優(yōu)異的電氣性能和 機械性能，又大大減小了電線電纜的成品外徑和重量。電纜具有外徑小、重 量輕、耐老化、抗撕裂、耐熱油、高阻燃、低煙、無鹵、低毒的特性，能在 惡劣的環(huán)境中保持其優(yōu)異的電氣性能和機械性能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜，其 結(jié)構(gòu)是采用多股鍍錫銅絲絞合成導體，在每個鍍錫銅絲絞合導體外層由擠包 輻照交聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層，在單根或雙根絕緣線芯外層是由用鍍錫銅絲 編織而成的屏蔽層，屏蔽層的外層是由用低煙無鹵帶制成的繞包層，繞包層 的外層是由用鍍錫銅絲編織而成的鎧裝，鎧裝的外層是由用輻照交聯(lián)聚烯烴 制成的護套層。
艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的制備方法。其特征是該方法 包括如下工藝步驟
(1 )用電線電纜絞線機或束線機絞合多股鍍錫銅單絲做為雙芯導體或 單芯導體；
(2) 在導體外用電纜擠出設(shè)備制造聚乙烯，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為絕緣層；
(3) 兩絕緣芯對絞后用編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層或單絕緣芯直接用 編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層；
(4) 用成纜機把帶屏蔽的絕緣電線按照成纜節(jié)距，絞合在一起，用低煙無鹵帶扎緊；
(5) 采用編織機編織鍍錫銅絲鎧裝；
(6) 在鎧裝外用電纜擠出設(shè)備制造聚烯烴，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為護套層。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(l)敷設(shè)彎曲半徑小導體采用了多股軟鍍錫銅 絲正規(guī)絞合，增加了電纜的柔性，減小敷設(shè)空間，正規(guī)絞合的導體外徑圓整、 光滑，有利于絕緣的擠出。(2)低煙、無鹵、低毒電纜的絕緣和護套材 料的鹵素含量、酸氣含量、煙指數(shù)和毒性指數(shù)等性能指標均大大低于普通電 纜，減輕鹵化氫氣體對周圍環(huán)境中的儀器儀表等精密儀器設(shè)備等造成的二次 災害。(3)耐高溫絕緣和護套材料經(jīng)過輻照后，其由熱塑性轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗廴?br> 狀態(tài)，從而使其耐熱性顯著提高，短時工作溫度達到25(TC。 (4)耐低溫 電纜還可以在一4(TC下正常敷設(shè)安裝，可以解決PVC等極性材料由于低溫敷 設(shè)易造成硬化、脆裂等問題，從而滿足低溫環(huán)境的使用要求。(5)外徑小、
重量輕采用交聯(lián)聚乙烯絕緣，減小了絕緣厚度，保持其優(yōu)異的龜氣性能和
機械性能，減小了電線電纜的成品外徑和重量，比普通電纜減輕30% 45%,
這樣可以使電纜在更狹小的空間敷設(shè)。(6)抗干擾采用鍍錫銅絲編織屏 蔽層和鎧裝，提高了抗干擾性能。(7)優(yōu)異的煙氣指數(shù)由于電纜采用低
煙無鹵阻燃聚烯烴材料，在火災發(fā)生時幾乎不產(chǎn)生有毒氣體及濃煙，有利于 滅火工作的順利展開，人員轉(zhuǎn)移，控制火災的蔓延。


附圖1是艦船控制信號用薄壁交聯(lián)低煙控制電纜結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖2是艦船通信信號用薄壁交聯(lián)低煙通信電纜結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的l是導體、2是絕緣層、3是分屏蔽、4是繞包層、5是鎧裝、6 是護套。
具體實施例方式
對照附圖l，艦船控制信號用薄壁交聯(lián)低煙控制電纜，其結(jié)構(gòu)是每股采 用多股鍍錫銅絲絞合導體1，在每個鍍錫銅絲絞合導體1外面由擠包輻照交 聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層2，在絕緣層2的外層是由用鍍錫銅絲編織而成的屏 蔽層3，屏蔽層3的外層是由用低煙無鹵帶制成的繞包層4，繞包層4的外 層是由用鍍錫銅絲編織而成的鎧裝5，鎧裝5的外層是由用輻照交聯(lián)聚烯烴 制成的護套6。
對照附圖2，艦船通信信號用薄壁交聯(lián)低煙通信電纜。其結(jié)構(gòu)是每股采 用多股鍍錫銅絲絞合導體1，在每個鍍錫銅絲絞合雙芯導體1的外面由擠包 輻照交聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層2，在絕緣層2的外層是由用鍍錫銅絲編織而 成的屏蔽層3，屏蔽層3的外層是由用低煙無鹵帶制成的繞包層4，繞包層 4的外層是由用鍍錫銅絲編織而成的鎧裝5，鎧裝5的外層是由用輻照交聯(lián) 聚烯烴制成的護套6。
制備方法的工藝過程用電線電纜絞線機絞合鍍錫銅絲做為導體，在導 體外用擠出機設(shè)備制造絕緣層，并經(jīng)過電子加速器輻照交聯(lián)做為絕緣層，用 成纜機把絕緣電線絞合在一起，采用編織機編織屏蔽層和鎧裝，用擠出機設(shè) 備制造護套層，并經(jīng)過電子加速器輻照交聯(lián)做為護套層。
艦船控制信號用輕型薄壁交聯(lián)低煙控制電纜的制備方法，包括如下工藝 步驟
(1)用電線電纜絞線機或束線機絞合多股鍍錫銅單絲做為導體。(2) 在導體外用電纜擠出設(shè)備制造聚乙烯，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為絕緣層。
(3) 采用編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層。
(4) 用成纜機把帶屏蔽的絕緣電線按照一定成纜節(jié)距，絞合在一起， 用低煙無鹵帶扎緊。
(5) 采用編織機編織鍍錫銅絲鎧裝。
(6) 在鎧裝外用電纜擠出設(shè)備制造聚烯烴，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為護套層。
艦船通信信號用輕型薄壁交聯(lián)低煙通信電纜的制備方法，包括如下工藝 步驟
(1) 用電線電纜絞線機或束線機絞合多股鍍錫銅單絲做為雙芯導體。
(2) 在導體外用電纜擠出設(shè)備制造聚乙烯，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為絕緣層。
(3) 單芯或兩芯對絞后用編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層。具體是將2根 絕緣電線對絞。
(4) 用成纜機把帶屏蔽的絕緣電線按照一定成纜節(jié)距，絞合在一起， 用低煙無鹵帶扎緊。
(5) 采用編織機編織鍍錫銅絲鎧裝。
(6) 在鎧裝外用電纜擠出設(shè)備制造聚烯烴，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為護套層。
所述的電線電纜絞線機或束線機絞合鍍錫銅單絲作為導體的工藝如下 一般來講，民用產(chǎn)品如控制線纜的導體多采用硬結(jié)構(gòu)，比如BV線，及時軟結(jié)構(gòu)導線比如RV導線和AVRZ導線，導體為通常的束絲工藝。束絲導體表面 不是很平整，有時有翹絲現(xiàn)象，在絕緣層比較厚的情況下，這種導體表面的 不平整不易覺察，通過加厚絕緣層掩蓋導體缺陷。但在薄壁擠出產(chǎn)品上，這 種現(xiàn)象顯的尤其突出，甚至造成產(chǎn)品檢驗時電擊穿。為了避免此類情況，設(shè) 計的導體結(jié)構(gòu)全部為正規(guī)絞合工藝，導體股數(shù)為7芯，19芯或37芯，這樣 從物理排列結(jié)構(gòu)上看具有較好的圓整度。在從工藝上并線模具上采用緊壓工 藝，束合外徑，絞出的導體緊密、光滑、平整。對于下一道擠出工序制備提 供了必要的前提條件。
所述的在導體外用導體外用電纜擠出設(shè)備制造薄壁聚乙烯，首先設(shè)備穩(wěn) 定性要調(diào)整到最佳狀態(tài)，保持收放線的張力穩(wěn)定在一個合理的范圍，使得外 徑能夠均勻穩(wěn)定。其次模具要求具有最佳比例，無論是擠出的壓力，速度要 調(diào)節(jié)匹配好。最后偏心度要控制在90%以上，因為本身絕緣材料就很薄， 如果偏心度不加嚴控制，最薄點有可能造成電氣擊穿和機械強度受力不均而 破壞。
所述的電子加速器輻照交聯(lián)作為絕緣層的工藝。由于交聯(lián)薄壁導線一般 外徑不是很大，采用輻照交聯(lián)更能達到較好的材料特性，輻照本身不向聚合 物添加任何添加劑。而且是在干燥環(huán)境下進行加工，不像過氧化物硫化交聯(lián) 或硅烷交聯(lián)那樣需要高溫水蒸氣或溫水等條件，這樣會造成材料吸收水分后 絕緣電阻下降。
輻照交聯(lián)要嚴格控制產(chǎn)品的熱延伸率，這是材料交聯(lián)度的間接反映。交 聯(lián)度過大會造成提早的材料老化，過小又會造成交聯(lián)不徹底，達不到耐溫和 機械強度要求。
所述的經(jīng)過電子加速器輻照作為護套層的工藝初原理。輻照交聯(lián)是線纜行業(yè)最近幾年興起的新型工藝，最早應(yīng)用于軍工產(chǎn)品， 目前逐漸擴展到民用產(chǎn)品。交聯(lián)工藝過程是將線性分子結(jié)構(gòu)的聚烯烴類材 料，通過特定的高能電子輻照加工工藝方式，高能電子束有效穿透絕緣層， 通過能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的，因為電子帶有很高的能量，均勻地穿過絕緣 層，所以形成的交聯(lián)鍵結(jié)合能量高，穩(wěn)定性好。使其分子結(jié)構(gòu)由原來的線型 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
長期允許工作溫度由7(TC提高到105°C (或更高)，短路允許溫度由160 °。提高到250°C (或更高)，短路時抗瞬間高載流量得到大大提高。在保持 其原有優(yōu)良電氣性能的前提下，大大地提高了實際使用性能，在電性能、機 械性能方面也有其獨性的優(yōu)良特性。
權(quán)利要求
1、艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜，其特征是每根導體采用多股鍍錫銅絲絞合導體，導體外層由擠包輻照交聯(lián)聚乙烯制成的絕緣層，絕緣線芯可以是單根也可以是雙根組合，在單根或雙根絕緣線芯的外層是由用鍍錫銅絲編織而成的屏蔽層，屏蔽層的外層是由用低煙無鹵帶制成的繞包層，繞包層的外層是由用鍍錫銅絲編織而成的鎧裝層，鎧裝層的外層是由用輻照交聯(lián)聚烯烴制成的護套層。
2、 艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的制備方法。其特征是該方法包括如下工藝步驟(1 )用電線電纜絞線機或束線機絞合多股鍍錫銅單絲做為雙芯導體或 單芯導體；(2) 在導體外用電纜擠出設(shè)備制造聚乙烯，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為絕緣層；(3) 兩絕緣芯對絞后用編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層或單絕緣芯直接用 編織機編織鍍錫銅絲屏蔽層；(4) 用成纜機把帶屏蔽的絕緣電線按照成纜節(jié)距，絞合在一起，用低 煙無鹵帶扎緊；(5) 采用編織機編織鍍錫銅絲鎧裝；(6) 在鎧裝外用電纜擠出設(shè)備擠出聚烯烴，并經(jīng)過電子加速器輻照交 聯(lián)作為護套層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的采用多股導體正規(guī)絞合的鍍錫銅絲做為導體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的絕緣層采用輻照交聯(lián)聚乙烯做為絕緣，絕緣層采 用薄壁技術(shù)加工。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的兩絕緣芯對絞是將2根絕緣電線按照節(jié)距對絞。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的屏蔽層采用鍍錫銅絲編織做為屏蔽層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的成纜將帶有屏蔽層的絕緣電線絞合在一起，用低 煙無鹵帶繞包扎緊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的鎧裝采用鍍錫銅絲編織鎧裝。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的護套層采用輻照交聯(lián)聚烯烴做為護套。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜的 制備方法，其特征是所述的絕緣層和護套層采用電子加速器輻照交聯(lián)的方式 進行加工，絕緣采用薄壁擠出工藝加工。
全文摘要
本發(fā)明是艦船通信或控制信號用薄壁交聯(lián)低煙電纜及其制備方法，其電纜結(jié)構(gòu)是多股導體外層是絕緣層，絕緣層的外層是屏蔽層，屏蔽層的外層是繞包層，繞包層的外層是鎧裝，鎧裝的外層是護套層。制備方法電線電纜絞線機絞合鍍錫銅絲做為導體，在導體外用擠出機設(shè)備制造絕緣層，并經(jīng)過電子加速器輻照交聯(lián)做為絕緣層，用成纜機把絕緣電線絞合在一起，采用編織機編織屏蔽層和鎧裝，用擠出機設(shè)備制造護套層，并經(jīng)過電子加速器輻照交聯(lián)做為護套層。優(yōu)點電纜外徑小、重量輕，比普通電纜減輕30％～45％，具有耐老化、抗撕裂、耐熱油、高阻燃、低煙、無鹵、低毒的特性，能在惡劣的環(huán)境中保持其優(yōu)異的電氣性能和機械性能。
文檔編號H01B11/00GK101656127SQ20091003487
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者慶 劉, 張立偉, 梁芬芝, 許憲成 申請人:南京全信傳輸科技股份有限公司