一种低噪音软电缆的制作方法
1.本发明属于电缆技术领域，具体地，涉及一种低噪音软电缆。
背景技术：
2.电缆受到的影响来自电缆外部和内部，来自电缆外部的扰动称为干扰，来自电缆内部因材料、结构等物理原因所产生的扰动称为噪音。通常采用金属屏蔽层来抑制电缆的外部干扰，而噪音产生的主要原因是电缆遭受外力(弯曲、震动等)时内部的绝缘层与绝缘层内外导体之间产生相对位移引起摩擦而产生的。
3.低噪音电缆是在弯曲、振动、冲击、温度变化等外界因素作用下，电缆本身产生的脉冲信号小于5mv的电缆。低噪音电缆主要用于微小信号的测量。在5g运行时，存在弯曲、振动、温度和频率变化等外界因素干扰，使得低噪音电缆在5g建设中有着广泛的应用前景。同时5g小型化和覆盖密集化是一大趋势，在机房核心区域、一些公共场合、商业等区域使用的电缆必须考虑低烟、无卤、阻燃、防火的安全性能，因此对于低烟无卤阻燃耐火低噪音电缆的需求有着广泛的前景。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种低噪音软电缆。
5.本发明通过采用耐高温的聚四氟乙烯薄膜及绕包烧结工艺包覆于导体外壁，形成绝缘层，绕包烧结后聚四氟乙烯薄膜能与导体之间形成紧包，使两者之间不易产生相对运动及分离，从而降低电缆噪音，同时使电缆更加柔软；通过采用半绝缘多晶硅材料作为半导电胶，其固化后形成半绝缘多晶硅薄膜，属于具有半导电特性的耐高温薄膜，在编织屏蔽层与绝缘交界面间形成半导电层，可以实现降低噪音效果；
6.本发明通过在外护套材料中同时加入氢氧化镁和阻燃剂，阻燃剂是一种高效、多相阻燃成分，实现少量添加便能使材料获得优异的阻燃防火效果；此外，阻燃剂分子上还含有端c＝c，在与基体材料的熔融混炼过程中，能够参与到共聚合过程，提高阻燃剂与基体的相互作用力，从而提高阻燃剂的稳定性，提高阻燃剂的耐迁移和耐渗出性能，赋予护套材料稳定、持久的阻燃效果；从而使获得的电缆同时满足低噪音以及防火阻燃要求，具有广泛的应用前景。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种低噪音软电缆，包括由内至外依次设置的导体、绝缘层、编织屏蔽层和护套层；
9.所述导体采用铜丝绞合而成，绝缘层通过绕包烧结包覆于导体外壁，绝缘层表面涂有半导电胶，编织屏蔽层包覆在绝缘层外部且通过半导电胶与绝缘层外壁贴合，护套层包覆在编织屏蔽层外部。
10.进一步地，绝缘层采用耐高温的聚四氟乙烯(ptfe)薄膜，并采用绕包烧结工艺包覆于导体外壁，绕包烧结后聚四氟乙烯薄膜能与导体之间形成紧包，使两者之间不易产生
相对运动及分离，从而降低电缆噪音，同时使电缆更加柔软。
11.进一步地，半导电胶采用半绝缘多晶硅材料，其固化后形成半绝缘多晶硅薄膜，属于具有半导电特性的耐高温薄膜，在编织屏蔽层与绝缘交界面间形成半导电层，可以实现降低噪音效果。
12.进一步地，所述护套层采用橡胶材料制成，所述橡胶材料包括如下重量份的原料：聚全氟乙丙烯树脂100份、abs树脂35-45份、云母粉30-40份、气相白炭黑15-19份、氢氧化镁20-30份、阻燃剂2-3份、硫化剂1-2份、热稳定剂3-5份；
13.聚全氟乙丙烯树脂不仅在小尺寸下可薄膜连续挤出成型，且具有良好的耐磨性、柔软性、耐200℃高温；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。
14.进一步地，阻燃剂通过如下步骤制备：
15.s1、将三聚氯氰和四氢呋喃加入带有机械搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在25℃，将n-甲基丙烯胺溶于适量四氢呋喃中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，全部滴加完毕后，将反应液升温至50℃，并在此温度下继续反应48h(反应过程中用浓度为0.1mol/l的naoh溶液维持ph值在10以上)，反应结束后，旋蒸除去大部分四氢呋喃溶剂，再用甲苯萃取2-3次，取有机相用饱和nacl水溶液洗涤3-4次后用无水硫酸钠干燥，抽滤、减压浓缩，得到中间体1；三聚氯氰、四氢呋喃、n-甲基丙烯胺的用量之比为0.1mol:150ml:0.33mol；
16.三聚氯氰与n-甲基丙烯胺发生化学反应，获得中间体1，具体反应过程如下所示：
[0017][0018]
s2、将巯基乙胺与甲醇水溶液(甲醇与蒸馏水的体积比为10:1)加入至带有搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在70℃，将中间体1和aibn(偶氮二异)溶于适量甲醇中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，在70℃条件下反应4h，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤饼先后用甲醇和去离子水分别洗涤3-4次，真空干燥，得到中间体2；巯基乙胺、甲醇水溶液、中间体1、aibn的用量之比为0.021mol:110ml:2.88g:0.22g；
[0019]
在aibn作用下，中间体1分子上的c＝c与巯基乙胺分子上的巯基发生巯基-烯的点击反应，通过控制二者的摩尔比接近1:2，制得中间体2，反应过程如下所示：
[0020][0021]
s3、在n2保护下，将对羧基苯基膦酸、中间体2、三乙胺加入到溶有dic(n,n-二异丙基碳二亚胺)的二氯甲烷溶液中，并在室温以及n2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸
馏除去溶剂二氯甲烷，加入正己烷进行重结晶，过滤，真空干燥，获得阻燃剂；对羧基苯基膦酸、中间体2、三乙胺、dic和二氯甲烷的用量之比为0.02mol:4.43g:2.02g:1.26g:150ml；
[0022]
在dic以及三乙胺的作用下，对羧基苯基膦酸分子上的-cooh与中间体2分子上的-nh2发生酰胺化反应，生成阻燃剂，反应过程如下所示：
[0023][0024]
获得的阻燃剂分子上含有含氮杂环、苯环、含硫基团以及磷酸基团，含氮杂环以及苯环能够在遇火或者高温情况下形成膨胀碳层，磷酸基团能够在凝聚相和气相阻燃，含硫基团能够增进磷、氮的阻燃效果，在凝聚相发挥出优异的阻燃作用，因此，获得的阻燃剂是一种高效、多相阻燃成分，实现少量添加便能使材料获得优异的阻燃防火效果；此外，阻燃剂分子上还含有端c＝c，在与基体材料的熔融混炼过程中，能够参与到共聚合过程，提高阻燃剂与基体的相互作用力，从而提高阻燃剂的稳定性，提高阻燃剂的耐迁移和耐渗出性能，赋予护套材料稳定、持久的阻燃效果。
[0025]
本发明的有益效果：
[0026]
本发明通过采用耐高温的聚四氟乙烯薄膜及绕包烧结工艺包覆于导体外壁，形成绝缘层，绕包烧结后聚四氟乙烯薄膜能与导体之间形成紧包，使两者之间不易产生相对运动及分离，从而降低电缆噪音，同时使电缆更加柔软；通过采用半绝缘多晶硅材料作为半导电胶，其固化后形成半绝缘多晶硅薄膜，属于具有半导电特性的耐高温薄膜，在编织屏蔽层与绝缘交界面间形成半导电层，可以实现降低噪音效果；
[0027]
本发明通过在外护套材料中同时加入氢氧化镁和阻燃剂，阻燃剂是一种高效、多相阻燃成分，实现少量添加便能使材料获得优异的阻燃防火效果；此外，阻燃剂分子上还含有端c＝c，在与基体材料的熔融混炼过程中，能够参与到共聚合过程，提高阻燃剂与基体的相互作用力，从而提高阻燃剂的稳定性，提高阻燃剂的耐迁移和耐渗出性能，赋予护套材料稳定、持久的阻燃效果；从而使获得的电缆同时满足低噪音以及防火阻燃要求，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例1
[0030]
制备阻燃剂：
[0031]
s1、将0.1mol三聚氯氰和150ml四氢呋喃加入带有机械搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在25℃，将0.33mol的n-甲基丙烯胺溶于适量四氢呋喃中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，全部滴加完毕后，将反应液升温至50℃，并在此温度下继续反应48h(反应过程中用浓度为0.1mol/l的naoh溶液维持ph值在10以上)，反应结束后，旋蒸除去大部分四氢呋喃溶剂，再用甲苯萃取2次，取有机相用饱和nacl水溶液洗涤3次后用无水硫酸钠干燥，抽滤、减压浓缩，得到中间体1；
[0032]
s2、将0.021mol巯基乙胺与110ml甲醇水溶液(甲醇与蒸馏水的体积比为10:1)加入至带有搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在70℃，将2.88g中间体1和0.22g的aibn(偶氮二异)溶于适量甲醇中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，在70℃条件下反应4h，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤饼先后用甲醇和去离子水分别洗涤3次，真空干燥，得到中间体2；
[0033]
s3、在n2保护下，将0.02mol对羧基苯基膦酸、4.43g中间体2、2.02g三乙胺加入到溶有1.26g的dic(n,n-二异丙基碳二亚胺)的150ml二氯甲烷溶液中，并在室温以及n2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，加入正己烷进行重结晶，过滤，真空干燥，获得阻燃剂。
[0034]
实施例2
[0035]
制备阻燃剂：
[0036]
s1、将0.2mol三聚氯氰和300ml四氢呋喃加入带有机械搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在25℃，将0.66mol的n-甲基丙烯胺溶于适量四氢呋喃中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，全部滴加完毕后，将反应液升温至50℃，并在此温度下继续反应48h(反应过程中用浓度为0.1mol/l的naoh溶液维持ph值在10以上)，反应结束后，旋蒸除去大部分四氢呋喃溶剂，再用甲苯萃取3次，取有机相用饱和nacl水溶液洗涤4次后用无水硫酸钠干燥，抽滤、减压浓缩，得到中间体1；
[0037]
s2、将0.042mol巯基乙胺与220ml甲醇水溶液(甲醇与蒸馏水的体积比为10:1)加入至带有搅拌装置的四口烧瓶中，搅拌溶解并维持体系的温度在70℃，将5.76g中间体1和0.44g的aibn(偶氮二异)溶于适量甲醇中，并在搅拌下逐滴加入四口烧瓶中，在70℃条件下反应4h，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤饼先后用甲醇和去离子水分别洗涤4次，真空干燥，得到中间体2；
[0038]
s3、在n2保护下，将0.04mol对羧基苯基膦酸、8.86g中间体2、4.04g三乙胺加入到溶有2.52g的dic(n,n-二异丙基碳二亚胺)的300ml二氯甲烷溶液中，并在室温以及n2保护下搅拌反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，加入正己烷进行重结晶，过滤，真空干燥，获得阻燃剂。
[0039]
实施例3
[0040]
所述护套层采用橡胶材料制成，所述橡胶材料包括如下重量的原料：聚全氟乙丙
烯树脂100g、abs树脂35g、云母粉30g、气相白炭黑15g、氢氧化镁20g、实施例1制得的阻燃剂2g、硫化剂1g、热稳定剂3g；
[0041]
将各原料混合后，投入密炼机中混炼20min，再采用平板硫化机进行硫化，得到橡胶材料。
[0042]
实施例4
[0043]
所述护套层采用橡胶材料制成，所述橡胶材料包括如下重量的原料：聚全氟乙丙烯树脂100g、abs树脂40g、云母粉35g、气相白炭黑17g、氢氧化镁25g、实施例2制得的阻燃剂2.5g、硫化剂1.5g、热稳定剂4g；
[0044]
将各原料混合后，投入密炼机中混炼25min，再采用平板硫化机进行硫化，得到橡胶材料。
[0045]
实施例5
[0046]
所述护套层采用橡胶材料制成，所述橡胶材料包括如下重量的原料：聚全氟乙丙烯树脂100g、abs树脂45g、云母粉40g、气相白炭黑19g、氢氧化镁30g、实施例1制得的阻燃剂3g、硫化剂2g、热稳定剂5g；
[0047]
将各原料混合后，投入密炼机中混炼30min，再采用平板硫化机进行硫化，得到橡胶材料。
[0048]
对实施例3-5获得的橡胶材料，加工成标准测试样，进行如下性能测试：
[0049]
力学性能：采用电子万能试验机进行测试表征(长度50mm的哑铃形标准试样，保持200mm/min进行拉伸测试)；
[0050]
阻燃性能：采用数显氧指数仪测试材料的氧指数loi(样品尺寸100x6.5x3mm3)；采用水平垂直燃烧测定仪测试ul-94垂直燃烧等级(样品尺寸为100x13x3mm3)；
[0051]
测得的结果如下表所示：
[0052] 实施例3实施例4实施例5抗拉强度/mpa30.331.230.8断裂伸长率/％127013551295氧指数/％31.231.631.5ul-94等级v-0v-0v-0
[0053]
由上表数据可知，本发明制得的橡胶材料具备较高的力学性能以及优异的阻燃性能。
[0054]
实施例6
[0055]
一种低噪音软电缆，包括由内至外依次设置的导体、绝缘层、编织屏蔽层和护套层；
[0056]
所述导体采用铜丝绞合而成，绝缘层通过将聚四氟乙烯薄膜绕包烧结包覆于导体外壁，绝缘层表面涂有半绝缘多晶硅材料，编织屏蔽层包覆在绝缘层外部且通过半绝缘多晶硅材料与绝缘层外壁贴合，护套层采用实施例3制得的橡胶材料包覆在编织屏蔽层外部。
[0057]
实施例7
[0058]
一种低噪音软电缆，包括由内至外依次设置的导体、绝缘层、编织屏蔽层和护套层；
[0059]
所述导体采用铜丝绞合而成，绝缘层通过将聚四氟乙烯薄膜绕包烧结包覆于导体
外壁，绝缘层表面涂有半绝缘多晶硅材料，编织屏蔽层包覆在绝缘层外部且通过半绝缘多晶硅材料与绝缘层外壁贴合，护套层采用实施例4制得的橡胶材料包覆在编织屏蔽层外部。
[0060]
实施例8
[0061]
一种低噪音软电缆，包括由内至外依次设置的导体、绝缘层、编织屏蔽层和护套层；
[0062]
所述导体采用铜丝绞合而成，绝缘层通过将聚四氟乙烯薄膜绕包烧结包覆于导体外壁，绝缘层表面涂有半绝缘多晶硅材料，编织屏蔽层包覆在绝缘层外部且通过半绝缘多晶硅材料与绝缘层外壁贴合，护套层采用实施例5制得的橡胶材料包覆在编织屏蔽层外部。
[0063]
将实施例6-8的电缆根据gb/t17737.1标准进行电缆自身脉冲信号测试(电缆自身脉冲信号越低，噪音越低)，结果如下表所示：
[0064] 实施例6实施例7实施例8自身脉冲信号/mv0.820.770.79
[0065]
由上表数据可知，本发明获得的电缆具有低噪音特性。
[0066]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0067]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
