一種柔性輕型寬溫泄漏同軸電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通訊傳輸領(lǐng)域中泄漏同軸電纜產(chǎn)品，具體是屬于一種采用碳納米管纖 維材料作為泄漏同軸電纜的內(nèi)、外導體，采用發(fā)泡聚四氟乙烯作為絕緣，采用全氟乙丙烯共 聚物作為護套的一種極端條件下使用的一種柔性輕型寬溫泄漏同軸電纜，是一種超輕重量 耐高溫高柔性的泄漏同軸電纜。此類電纜可應(yīng)用于有耐高溫、輕質(zhì)及柔性要求的泄漏同軸 電纜使用場合，可廣泛應(yīng)用于航天航空、艦艇的船艙、隱蔽性軍事設(shè)施、礦山、油井、高速鐵 路及高速公路等封閉區(qū)域或半封閉區(qū)域的空間移動通信。
【背景技術(shù)】
[0002] 泄漏同軸電纜簡稱漏纜，又稱作連續(xù)天線，是一種配置連續(xù)孔隙天線陣的饋電纜， 其原理是利用同軸電纜外導體上的連續(xù)孔隙向外輻射電磁波而與電纜外面進行通信傳輸 的導波裝置，既能夠傳輸也能輻射電磁能量，具有連續(xù)型輻射天線、接收天線和傳輸線的三 重作用，主要應(yīng)用于無線電信號無法傳輸或者某些只限于封閉及半封閉的傳輸場合，以解 決無線電傳輸?shù)拿^(qū)問題。
[0003] 目前市場上常見的泄漏同軸電纜生產(chǎn)技術(shù)中泄漏同軸電纜的結(jié)構(gòu)包括內(nèi)導體、絕 緣層、帶有開槽的外導體和護套層。所述內(nèi)導體一般采用的原材料為金屬銅線或銅包鋁線， 外導體一般采用的原材料為銅帶或鋁帶，外導體通常采用縱包乳紋形式覆蓋于絕緣層外表 面，或采用焊接乳紋工藝的外導體結(jié)構(gòu)形式，此類結(jié)構(gòu)由于金屬導體的物理特性，當泄漏同 軸電纜受力或受壓彎曲過程中很容易造成開口變形或者塌裂，破壞其結(jié)構(gòu)，影響性能。此外 由于其剛性結(jié)構(gòu)的特點，彎曲時外導體與絕緣層之間形成縫隙較大，容易造成環(huán)境外的水 汽及其它腐蝕性氣體的滲透，破壞電纜的結(jié)構(gòu)和性能，影響使用壽命，在生產(chǎn)制造中，由于 金屬帶的摩擦和剛性特點，極易造成金屬帶的變形和斷裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述泄漏同軸電纜的結(jié)構(gòu)材料性能不足，并能將其應(yīng)用于更加苛刻的環(huán) 境中去，現(xiàn)有技術(shù)提出了如下解決方案，
[0005] -種柔性輕型寬溫泄漏同軸電纜，包括從內(nèi)到外依次設(shè)置為：電纜內(nèi)導體1、絕緣 層2、外導體3和護套層4,所述電纜內(nèi)導體1和外導體3采用碳納米管纖維材料組成；所述 外導體3上設(shè)有槽孔，槽孔大小均勻。
[0006] 所述電纜內(nèi)導體1所用的碳納米管纖維材料是采用的常規(guī)化學氣相沉積方法制 備出來的。其所制備的碳納米管導線具有較高的導電性能，其導電率基本上能與銅導線處 于同一等級，而該導線的力學強度比銅高出幾倍，并且在使用之前，需采用〇. OlM到0.1 M的 KAuBr4溶液進行處理，以增強其導電性能。
[0007] 所述絕緣層2采用發(fā)泡聚四氟乙烯組成，其加工工藝采用的是高溫推擠拉伸的方 法；所述護套層4采用全氟乙烯丙烯共聚物組成，其加工工藝為高溫擠出成型工藝。
[0008] 所述外導體3所用的碳納米管纖維材料是采用的常規(guī)化學氣相沉積方法制備出 來的。
[0009] 其所制備的碳納米管導線具有較高的導電性能，其導電率基本上能與銅導線處于 同一等級，而該導線的力學強度比銅高出幾倍，并且在使用之前，需采用〇. OlM到0.1 M的 KAuBr4溶液進行處理，以增強其導電性能。
[0010] 所述外導體3制備，采用碳納米管纖維繞包在絕緣層的外面，而后采用激光打孔 或采用機械打孔的方法按一定的規(guī)律打孔，其中孔徑的大小，孔與孔之間的間隙距離，孔的 形狀和分布規(guī)律可以根據(jù)實際應(yīng)用需求進行調(diào)整，均為本發(fā)明的保護范圍。
[0011] 本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點是：
[0012] 采用碳納米管纖維材料替代在傳統(tǒng)泄漏同軸電纜中使用的金屬內(nèi)導體和外導體， 并將氟塑料絕緣和護套引入到其中以增加其在特殊條件下的各種應(yīng)用，其技術(shù)依據(jù)在于： 碳納米管良好導電性能，耐高低溫性能，良好的柔性和環(huán)境耐候性能，抗腐蝕性等特點，并 且其重量較輕，將其運用在泄漏同軸電纜中，能夠使電纜使用條件和應(yīng)用范圍更寬廣，能應(yīng) 用在各種耐高低溫以及彎曲性能較高要求和重量較輕要求的特殊場合。此類電纜由于采用 了碳納米管纖維材料，材料本身比金屬材料化學性質(zhì)更加穩(wěn)定，更加耐腐蝕，強度更大，柔 性更好，并且生產(chǎn)制造中能夠更好的使外導體和絕緣層相結(jié)合，使得電纜的性能穩(wěn)定性和 使用壽命更長。
[0013] 本發(fā)明采用了發(fā)泡聚四氟乙烯材料作為電纜的絕緣層，聚四氟乙烯絕緣料經(jīng)發(fā)泡 推擠拉伸產(chǎn)生均勻分散的微孔結(jié)構(gòu)，降低了介電常數(shù)和介電損耗，進一步提高了泄漏同軸 電纜產(chǎn)品的電氣性能，電纜的外護套采用全氟乙烯丙烯共聚物（FEP)護套料具有較好的耐 高低溫性能和機械性能。為拓展泄漏同軸電纜在極端條件下的使用提供了一條創(chuàng)新思路， 具有較好的社會效益。碳納米管纖維材料性質(zhì)和特性分析比較見表1 :
[0014] 表1碳納米管纖維材料性質(zhì)和特性分析比較
[0016]由表1可以得出，碳納米管纖維材料是一種具有導電性能良好，密度較輕，單位質(zhì) 量小，具有較高的強度、良好的環(huán)境耐候性和耐腐蝕性能的材料，并且耐彎曲性能良好且導 熱性能好，是一種可以替代金屬銅材作為同軸電纜的良好導體材料。但其不足之處是目前 大規(guī)模生產(chǎn)工藝尚未完全推廣，材料成本較高，價格較貴，這將會隨著材料技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用 和工藝設(shè)備的優(yōu)化改進得以降低。
[0017] 其特征在于將具有優(yōu)異導電性能的碳納米管纖維材料引入到泄漏同軸電纜中，在 減輕電纜質(zhì)量的同時，還獲得了具有良好的耐高低溫性能，良好的柔性和環(huán)境耐候性能，抗 腐蝕性等特點，能夠運用于各種極端的使用環(huán)境或者對質(zhì)量有特別要求的航天航空、密閉 的船艙、礦山、油井等領(lǐng)域中。本發(fā)明采用了發(fā)泡聚四氟乙烯做絕緣層，并經(jīng)推擠拉伸產(chǎn)生 均勻分散的微孔結(jié)構(gòu)，降低了介電常數(shù)和介電損耗，進一步提高了產(chǎn)品的電氣性能，外護套 采用全氟乙烯丙烯共聚物（FEP)具有較好的耐高溫性能和機械性能。本發(fā)明為拓展泄漏同 軸電纜在極端條件下的使用開發(fā)提供了一條創(chuàng)新思路，具有較好的社會效益。
[0018] 目前應(yīng)用的泄漏同軸電纜，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通常包括內(nèi)導體、絕緣層、帶有開槽的外導 體和護套層。所述內(nèi)導體采用的原材料為金屬銅線或銅包鋁線，外導體采用的原材料為金 屬銅帶或鋁帶，外導體通常采用縱包乳紋形式覆蓋于絕緣層外表面，或采用焊接乳紋工藝 的外導體結(jié)構(gòu)形式，此類結(jié)構(gòu)由于金屬導體的物理特性，當泄漏同軸電纜受力或受壓彎曲 過程中很容易造成開口變形或者塌裂，破壞其結(jié)構(gòu)，影響性能。此外由于其剛性結(jié)構(gòu)的特 點，彎曲時外導體與絕緣層之間形成縫隙較大，容易造成環(huán)境外的水汽及其它腐蝕性氣體 的滲透，破壞電纜的結(jié)構(gòu)和性能，影響使用壽命，在生產(chǎn)制造中，由于金屬帶的摩擦和剛性 特點，極易造成金屬帶的變形和斷裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0019] 本發(fā)明所帶來的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下五個方面：
[0020] 1)減輕了泄漏同軸電纜的自身重量；
[0021] 2)擴寬了泄漏同軸電纜耐高溫、低溫應(yīng)用范圍；
[0022] 3)增強了泄漏同軸電纜的拉伸強度；
[0023] 4)提升了泄漏同軸電纜的柔性彎曲性能；
[0024] 5)提高了泄漏同軸電纜的環(huán)