[发明专利]一种高绝缘性高温电缆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件领域，尤其涉及一种高绝缘性高温电缆及其制造方法。

背景技术

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，该发明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。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明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，本发明采用以下技术方案：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；