一种高绝缘性高温电缆及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高绝缘性高温电缆及其制造方法，该高绝缘性高温电缆包括表层护套、空心层、支撑层、内衬、绝缘层、导体，可长时承受‑70℃~200℃的工作温度、至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2；通过将采用特定方法制造的陶瓷纤维编织成网管状作为支撑层、增加空心层的设计、选用耐高温抗老化材料作为基材，获得极佳的耐高温绝缘性能；本发明专利技术的高绝缘性高温电缆综合机械性能好、绝缘性强、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子元件领域，尤其涉及一种高绝缘性高温电缆及其制造方法。
技术介绍
电缆，通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。绝缘层即在电缆导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料，如：树脂、塑料、硅橡胶、PVC等，但这些材料受本质性能所限，其耐热性能和绝缘性能相较陶瓷基材料而言较弱。在国内已申请的相关专利中，专利《一种陶瓷绝缘耐高温电缆》（申请号：201520062210.3，公开日：2015-07-08），公开了一种将陶瓷层涂覆在导体芯材表面的绝缘方法，但由于是采用的连续镀覆，陶瓷膜脆性很大，弯折后陶瓷层易破碎，易损坏导体芯材和破坏绝缘表层材料，使最终成型产品的使用寿命短、也易老化和腐蚀，另一方面，由于其它材料都没有选用耐高温高绝缘材料，因此随陶瓷部分外其它部分仍不耐高温，绝缘性也较差，由于没有整体设计和合理组合，该专利技术的陶瓷绝缘耐高温电缆的抗拉强度、屈服强度、延伸率均与一般电缆相当，综合机械性能不好。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种综合机械性能好、绝缘性强、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广的高绝缘性高温电缆及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高绝缘性高温电缆的制造方法，包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套原材料选用热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②聚四氟乙烯膜层原材料选用聚四氟乙烯；③支撑层原材料选用采用特定方法制造的氧化铝陶瓷纤维，其屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、体积电阻率不低于2×1013Ω·cm、介电强度不低于500kV/cm；④内衬原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体原材料选用标准铜材或铝材；2）氧化铝陶瓷纤维的制备①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%-65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min-40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃-30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min-40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8-5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃-80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3-5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗至洗净；⑧将步骤⑦获得的溶胶纺成丝状，即获得所需待用溶胶；⑨将步骤⑧获得的纳米氧化铝粉体待用溶胶放置于炉内压强为18-20Mpa的保护气氛里，1000℃-1050℃温度下进行烧结，烧结时间2h-3h；⑩烧结完成后，炉温T不低于800℃时随炉冷却；炉温T处于500℃≤T＜800℃半开炉门冷却；炉温T＜500℃出炉空冷；空冷至T＜150℃后即获得所需氧化铝陶瓷纤维；3）高绝缘性高温电缆的制造①将导体按标准方式编织好，获得待用导体；②将1）中步骤⑤准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑩获得的氧化铝陶瓷纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将聚四氟乙烯熔化后均匀喷涂在步骤⑤获得的套管中层外表面，喷涂厚度2mm-3mm，获得带聚四氟乙烯膜层的套管中层；⑦将1）中步骤①准备的热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套，该表层护套的内径比步骤⑥获得的带聚四氟乙烯膜层的套管中层外径大1mm~2mm；⑧将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑥获得的带聚四氟乙烯膜层的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑦获得的表层护套内，即获得所需高绝缘性高温电缆。一种根据上述制造方法制造出的高绝缘性高温电缆，包括表层护套、支撑层、内衬、绝缘层、导体；在表层护套与支撑层之间还设置有空心层，空心层与支撑层交界处设置有聚四氟乙烯膜层；表层护套采用热硫化型硅橡胶制成；支撑层采用氧化铝陶瓷纤维制成；内衬采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成。该高绝缘性高温电缆可长时承受-70℃~200℃的工作温度、至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：选用的热硫化型硅橡胶、ENB三元乙丙橡胶、氧化铝陶瓷纤维都具有非常好的耐高温的抗老化性能，加上在支撑层和表层护套中间设置了空心层，起着散热、隔热的作用，白色的聚四氟乙烯膜可以反射部分光线和热能，并通过空心层和透明的热硫化型硅橡胶表层传播，散热能力远强于常规电缆，使得整个电缆整体抗高温抗老化性能得到长足的提升，因此本专利技术的高绝缘性高温电缆耐高温、抗老化、使用寿命长；由于表层护套采用热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm，支撑层采用特定方法制造的氧化铝陶瓷纤维，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1013Ω·cm、介电强度不低于500kV/cm，绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维的混合物，再加上空心层的隔断，使电缆整体绝缘性很强且不易击穿损毁，至少可抗雷电陡坡峰值5000kV/s；整体结构设计合理、各层级结构和材料功能互补，有陶瓷纤维的高强度高耐热、硅橡胶的高延伸率和大范围工作温度、环氧树脂与玻璃纤维混合物的高韧性及缓冲能力，因此本专利技术的综合机械性能好、使用范围广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图中：表层护套1、空心层2、聚四氟乙烯膜层3、支撑层4、内衬5、绝缘层6、导体7。具体实施方式实施例1：一种高绝缘性高温电缆，由外及内分别设置有表层护套1、空心层2、聚四氟乙烯膜层3、支撑层4、内衬5、绝缘层6、导体7；表层护套1采用热硫化型硅橡胶制成；支撑层4采用氧化铝陶瓷纤维制成；内衬5采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层6采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成；该高绝缘性高温电缆的制造方法，包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套1原材料选用热硫化型硅橡胶，选用标准为：其体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②聚四氟乙烯膜层3原材料选用聚四氟乙烯；③支撑层4原材料选用采用特定方法制造的氧化铝陶瓷纤维，其屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、体积电阻率不低于2×1013Ω·cm、介电强度不低于500kV/cm；④内衬5原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层6原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高绝缘性高温电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用热硫化型硅橡胶；②聚四氟乙烯膜层(3)原材料选用聚四氟乙烯；③支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的氧化铝陶瓷纤维；④内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；2）氧化铝陶瓷纤维的制备①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%‑65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min‑40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃‑30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min‑40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8‑5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃‑80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3‑5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗至洗净；⑧将步骤⑦获得的溶胶纺成丝状，即获得所需待用溶胶；⑨将步骤⑧获得的纳米氧化铝粉体待用溶胶放置于炉内压强为18‑20Mpa的保护气氛里，1000℃‑1050℃温度下进行烧结，烧结时间2h‑3h；⑩烧结完成后，炉温T不低于800℃时随炉冷却；炉温T处于500℃≤T＜800℃半开炉门冷却；炉温T＜500℃出炉空冷；空冷至T＜150℃后即获得所需氧化铝陶瓷纤维；3）高绝缘性高温电缆的制造①将导体(7)按标准方式编织好，获得待用导体(7)；②将1）中步骤⑤准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体(7)放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑩获得的氧化铝陶瓷纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将聚四氟乙烯熔化后均匀喷涂在步骤⑤获得的套管中层外表面，喷涂厚度2mm‑3mm，获得带聚四氟乙烯膜层(3)的套管中层；⑦将1）中步骤①准备的热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套(1)，该表层护套(1)的内径比步骤⑥获得的带聚四氟乙烯膜层(3)的套管中层外径大1mm~2mm；⑧将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑥获得的带聚四氟乙烯膜层(3)的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑦获得的表层护套(1)内，即获得所需高绝缘性高温电缆。...

【技术特征摘要】
1.一种高绝缘性高温电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用热硫化型硅橡胶；②聚四氟乙烯膜层(3)原材料选用聚四氟乙烯；③支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的氧化铝陶瓷纤维；④内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；2）氧化铝陶瓷纤维的制备①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%-65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min-40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃-30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min-40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8-5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃-80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3-5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗至洗净；⑧将步骤⑦获得的溶胶纺成丝状，即获得所需待用溶胶；⑨将步骤⑧获得的纳米氧化铝粉体待用溶胶放置于炉内压强为18-20Mpa的保护气氛里，1000℃-1050℃温度下进行烧结，烧结时间2h-3h；⑩烧结完成后，炉温T不低于800℃时随炉冷却；炉温T处于500℃≤T＜800℃半...

【专利技术属性】
技术研发人员：何琳，
申请(专利权)人：宁波华众和创工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33