一种通信用弹性耐高温同轴电缆及其内导体和屏蔽层的制备方法

摘要

一种通信用弹性耐高温同轴电缆，其特征在于从内到外依次径向分布为：内导体(1)、绝缘层(2)、内导体屏蔽层(3)、外导体屏蔽层(4)和护套层(5)；所述绝缘层(2)外表面通过化学镀铜的方法引入一层金属铜镀层充当外导体的内屏蔽层(3)，外导体屏蔽层(4)为镀锡铜线编织整体浸锡层。本通信用弹性耐高温同轴电缆符合并优于耐高温同轴电缆的各项性能要求，可广泛应用于雷达通讯用高频段连接线领域。

权利要求

1.一种通信用弹性耐高温同轴电缆，其特征在于从内到外依次径向分布为：内导体(1)、绝缘层(2)、内导体屏蔽层(3) 、外导体屏蔽层(4)和护套层(5)；所述绝缘层(2)外表面通过化学镀铜的方法引入一层金属铜镀层充当内导体屏蔽层(3)，外导体屏蔽层(4)为镀锡铜线编织整体浸锡层；所述绝缘层(2)为实心聚四氟乙烯绝缘料，含烧结后聚四氟乙烯芯线的表面化学粗化、敏化、活化、化学镀铜和干燥的处理方法；其中：所述化学粗化过程为：将推挤烧结完的聚四氟乙烯芯线通过钠-萘处理液进行浸泡化学粗化处理，所述钠-萘处理液的成分组成为100～150g/L萘，15～25g/L钠的四氢呋喃溶液，控制溶液的温度范围为18～25℃，芯线的浸泡时间为1～10 min，清水冲洗；

所述敏化的过程为：将化学粗化过后的芯线通过2～12g/L的氯化亚锡，3～16g/L的盐酸溶液进行敏化处理，温度为18～25℃，敏化时间为1～15min,清水浸泡；

所述活化的过程为：将敏化处理过后的芯线通过0.5～1.5g/L的氯化钯，1～5g/L的盐酸溶液进行活化处理，温度为18～25℃，活化时间为1～15min,清水浸泡；

所述化学镀铜的过程为：将活化处理过后的芯线通过5～15g/L的硫酸铜，0.5～1.5g/L的硫酸镍， 50～100g/L的次亚磷酸钠， 1～10g/L柠檬酸钠及 10～50g/L硼酸的混合溶液，所述混合溶液的PH值控制在7～10之间，温度控制在40～80℃，根据铜层厚度控制镀铜时间，清水冲洗。

2.根据权利要求1所述的一种通信用弹性耐高温同轴电缆，其特征在于所述内导体(1)为镀银铜包钢线。

说明书

一种通信用弹性耐高温同轴电缆及其内导体和屏蔽层的制备

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种通信用同轴电缆，其特征是一种通信用弹性耐高温同轴电缆及其内导体和屏蔽层的制备方法，主要应用于雷达通讯用高频段连接线领域，属于通信用同轴射频电缆技术领域。

背景技术

[0002] 现代通讯高速发展，信息传输容量、传输速率和通信频率大幅提高，能够满足现代通讯安全与质量，具有特殊性能要求的高端射频同轴电缆，用于雷达通讯用高频段连接线逐渐受到关注，电缆的结构与材料创新是满足高频段信息传输的关键点。研制具有耐高温、低衰减损耗、屏蔽性能好的稳相同轴射频电缆是目前高端通信技术发展的趋势之一。

[0003] 在本发明研制之前，国内现有耐高温同轴射频电缆产品主要有半柔系列、半硬系列和柔软系列，其主要结构通常有镀银铜线或铜芯线内导体、实心聚四氟乙烯绝缘层、外导体镀银铜扁线绕包(或镀银铜线编织、或镀锡铜线编织整体浸锡)以及护套外层组成。虽然这些电缆结构的出现有效的提高了高频段数据传输需求以及电缆的抗干扰能力，能够在较高的温度使用，但其中存在一些不足：弹性强度差，抗拉强度小，这将导致电缆使用范围受限，易受恶劣环境影响。在实际应用中，易出现不可恢复的形变影响信号传输。现代通讯对于耐高温通信电缆的弹性和抗拉强度的要求也越来越高，通信传输介质的耐高温、屏蔽性能、相位稳定性能成为现代通讯采用的重要技术指标。通过调整电缆的材料组成与优化设计结构获得优异的通信性能，从而扩大耐高温电缆产品的使用范围。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种通信用弹性耐高温同轴电缆及其内导体和屏蔽层的制备方法，克服了耐高温同轴电缆产品中的高屏蔽性和柔软性的矛盾问题，通过在聚四氟乙烯绝缘层表面化学镀铜的方法，在聚四氟乙烯绝缘层表面引入一层极薄的致密金属铜镀层作为外导体的内屏蔽层，而外导体的外层则采用镀锡铜线编织整体浸锡技术。外导体采用上述结构与内导体使用镀银铜包钢线结构的电缆，使产品重量减轻，具有良好的弯曲性能和弹性恢复形变能力，机械性能明显高于半柔电缆，并且屏蔽效果接近于半硬电缆，从而保证了信号传输过程中的相位稳定性和信息传输安全性能。此外绝缘层和外护套层都采用氟塑料材料，产品的耐高温性能良好，扩展了电缆的应用范围，此结构的产品对比镀银铜编带绕包系列产品，具有重量轻、成本低、频率传输性能高和经济效益良好等特点。

[0005] 本发明的技术方案是：

[0006] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆，从内到外依次径向分布为：内导体(1)、绝缘层(2)、内导体屏蔽层(3)、外导体屏蔽层(4)和护套层(5)；所述绝缘层(2)外表面通过化学镀铜的方法引入一层金属铜镀层充当外导体的内屏蔽层(3)，外导体屏蔽层(4)为镀锡铜线编织整体浸锡层。

[0007] 所述内导体(1)为镀银铜包钢线。

[0008] 所述绝缘层(2)为实心聚四氟乙烯绝缘料，含烧结后聚四氟乙烯芯线的表面化学粗化、敏化、活化、化学镀铜和干燥多种工艺材料处理方法。

[0009] 所述化学粗化过程为：将推挤烧结完的聚四氟乙烯芯线通过钠-萘处理液进行浸泡化学粗化处理，所述钠-萘处理液的成分组成为100～150g/L萘，15～25g/L钠的四氢呋喃溶液，控制溶液的温度范围为18～25℃，芯线的浸泡时间为1～10min，清水冲洗。

[0010] 所述敏化的过程为：将化学粗化过后的芯线通过2～12g/L的氯化亚锡，3～16g/L的盐酸溶液进行敏化处理，温度为18～25℃，敏化时间为1～15min,清水浸泡。

[0011] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆的内导体屏蔽层的制备方法，其特征在于所述活化的过程为：将敏化处理过后的芯线通过0.5～1.5g/L的氯化钯，1～5g/L的盐酸溶液进行活化处理，温度为18～25℃，活化时间为1～15min,清水浸泡。

[0012] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆的内导体屏蔽层的制备方法，其特征在于所述化学镀铜的过程为：将活化处理过后的芯线通过5～15g/L的硫酸铜，0.5～1.5g/L的硫酸镍，50～100g/L的次亚磷酸钠，1～10g/L柠檬酸钠及10～50g/L硼酸的混合溶液，所述混合溶液的PH值控制在7～10之间，温度控制在40～80℃，根据铜层厚度控制镀铜时间，清水冲洗。

[0013] 在推挤烧结后的聚四氟乙烯绝缘层外表面通过化学镀铜的方法引入金属铜镀层作为外导体内屏蔽层，其技术依据在于：通过对烧结后的聚四氟乙烯线心绝缘层的表面进行化学粗化、敏化、活化、化学镀铜和干燥处理，可以引入一层极薄的致密的金属铜镀层，具有良好的屏蔽效果，其机械弯曲性能良好，具有优异的弹性和柔软性能，满足电缆弯曲后机械相位稳定。采用金属铜镀层，致密且镀层极薄，能形成较好的屏蔽效果，对比与金属镀银铜编带绕包屏蔽效果要好，而且产品重量轻、成本低，此外由于镀层和聚四氟乙烯表面的紧密结合，使产品的弯曲性能和机械性能更为优异、弹性好，弯曲后高频段传输的相位更为稳定。

[0014] 聚四氟乙烯表面光滑，性质稳定，因而需要一些化学粗化方法来处理其表面增加粗糙度，再进行敏化、活化和还原处理，其基本原理是先在聚四氟乙烯绝缘层表面产生一层具有连续催化能力的贵金属活性位点层，来保证化学镀铜连续均匀进行，保证镀层致密均匀、厚度连续可控、金属镀层和绝缘表层结合紧密一致，以获得电缆电气性能和机械性能良好，拓展其在弹性耐高温同轴电缆中的应用。

[0015] 所述聚四氟乙烯绝缘层表面通过化学镀铜的方法引入一层金属铜镀层充当外导体的内屏蔽层(3)，替代传统铜编带绕包作为外导体内屏蔽层。该内屏蔽(3)的生产工艺包括：烧结后聚四氟乙烯芯线的表面化学粗化、敏化、活化、化学镀铜和干燥多种工艺材料处理方法。其特征在于所述化学粗化过程是将推挤烧结完的聚四氟乙烯芯线通过钠～萘处理液进行浸泡化学粗化处理，所述钠～萘处理液的成分组成为100～150g/L萘，15～25g/L钠的四氢呋喃溶液，温度为18～25℃，浸泡时间为1～10min，浸泡完成之后采用清水进行冲洗干净；所述敏化过程为：将化学粗化过后的芯线通过2～12g/L的氯化亚锡，3～16g/L的盐酸溶液进行敏化处理，温度为18～25℃，敏化时间为1～15min,随后在清水中浸泡1～5min；所述活化过程为：将敏化处理过后的芯线通过0.5～1.5g/L的氯化钯，1～5g/L的盐酸溶液进行活化处理，温度为18～25℃，活化时间为1～15min,随后在清水中浸泡1～5min；所述镀铜过程为：将活化处理过后的芯线通过5～15g/L的硫酸铜，0.5～1.5g/L的硫酸镍，50～100g/L的次亚磷酸钠，1～10g/L柠檬酸钠及10～50g/L硼酸的混合溶液，所述混合溶液的PH值控制在7～10之间，温度控制在40～80℃，根据不同型号的铜层厚度控制镀铜的时间在10～60min之间，随后在流动的清水中清洗1～5min；所述镀铜层的干燥过程为：将已完成化学镀铜的芯线采用经过干燥过后的60～80℃压缩空气对其进行干燥处理。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆，内导体采用镀银铜包钢线在保证电气性能的同时具有较好的力学弹性、强度大、恢复形变能力强，柔性好、易弯曲，能有效扩展电缆的应用范围；采用聚四氟乙烯(PTFE)绝缘材料，具有较低的介电常数和良好的耐高温性能，工艺成熟，满足了电缆的绝缘电气性能；外导体采用聚四氟乙烯表面的金属铜镀层作为内屏蔽层，屏蔽层致密且厚度极薄、机械弯曲性能优异、屏蔽效果好，外层采用镀锡铜线编织整体浸锡技术使得产品的柔软性极好，在弯曲过程中机械相位稳定性强，具有较强的抗干扰性能。采用FEP材料做外护套层，具有加工性能好，耐高温性能强，应用温度范围广，耐热性和耐腐蚀性及防潮防水性强的特点，能有效确保电缆在不同环境中的应用良好。

[0018] 电缆结构中的外导体内屏蔽层采用聚四氟乙烯表面镀铜的方法引入一层极薄的金属铜镀层，这种方法区别于传统铜编带绕包，金属铜镀层厚度极薄，其镀层紧密一致、铜工艺用量较少，反而提高了电缆的屏蔽效果，与之前产品对比其机械性能更好、耐弯曲性能得到提升、良好的柔软性和弹性，其电缆的敷设更快捷、应用更安全，确保了电缆工作时的机械相位稳定。此方法生产的弹性耐高温同轴电缆不仅降低了原材料铜的成本，提升了电缆的电气性能，还具有强度大、恢复形变能力强、柔性好、易弯曲、重量轻、便于安装敷设等优点，可有效地扩展耐高温同轴射频电缆的应用范围。

[0019] 主要体现在以下几个方面：

[0020] 1、弹性好：镀银铜包钢线强度大，柔软弯曲性能好，此外金属外导体屏蔽层的机械性能和弯曲性能较好，故而电缆恢复形变能力强，弹性好。

[0021] 2、耐高温：采用氟塑料作为电缆的绝缘和护套材料，耐高温，工作环境温度可达260℃，在高温下绝缘的介电常数和介电损耗小，温度变化不影响产品应用。

[0022] 3、相位稳定性好：采用镀铜层作为内屏蔽层，屏蔽效果好，且机械弯曲性能优异，加之镀锡铜线编织整体浸锡技术柔软性能好，在弯曲过程中机械相位稳定性强，具有较强的抗干扰性能。

[0023] 4、重量轻：采用聚四氟乙烯表面镀铜层和镀锡铜线编织整体浸锡技术在使电缆具有高屏蔽性能的同时还减轻了重量，扩展了耐高温同轴电缆的应用范围。

[0024] 5、成本低：采用聚四氟乙烯表面镀铜层和镀锡铜线编织整体浸锡技术在使电缆具有高屏蔽性能的同时还减少铜工艺用量，降低了产品原材料成本，提高了电缆的柔软性和易敷设安装性，提升了产品的高频段通信性能。

[0025] 本发明优化了传统耐高温电缆产品结构的组成，采用聚四氟乙烯表面镀铜充当内屏蔽层的方法，提升了外导体的屏蔽性能，增强了产品的弯曲性能和弹性，确保信息传输的相位稳定性，且降低了材料成本，使耐高温射频电缆的设计结构更优异，产品的应用频率更高、应用范围更广阔。

[0026] 以下为结合工艺优化后的一个具体实施例，事例进一步说明了本发明，实施例的细节描述仅是为了帮助人们更好地理解本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案的构思限定，在一些技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性改动，以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

附图说明

[0027] 图1本发明设计的一种通信用弹性耐高温同轴电缆结构纵截面示意图[0028] 图2本发明设计的一种通信用弹性耐高温同轴电缆结构横截面示意图具体实施方式：

[0029] 下面结合附图对本发明作进一步描述：

[0030] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆，其特征在于从内到外依次径向分布为：内导体(1)、绝缘层(2)、内导体屏蔽层(3)、外导体屏蔽层(4)和护套层(5)；所述绝缘层(2)外表面通过化学镀铜的方法引入一层金属铜镀层充当外导体的内屏蔽层(3)，外导体屏蔽层(4)为镀锡铜线编织整体浸锡层。

[0031] 一种通信用弹性耐高温同轴电缆的内导体屏蔽层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：烧结后聚四氟乙烯芯线的表面化学粗化、敏化、活化、化学镀铜和干燥多种工艺材料处理方法。

[0032] 所述化学粗化过程为：将推挤烧结完的聚四氟乙烯芯线通过钠～萘处理液进行浸泡化学粗化处理，所述钠～萘处理液的成分组成为120g/L萘，20g/L钠的四氢呋喃溶液，温度为18～25℃，浸泡时间为10min，浸泡完成之后采用清水进行冲洗干净。

[0033] 所述敏化过程为：将化学粗化过后的芯线通过2～12g/L的氯化亚锡，3～16g/L的盐酸溶液进行敏化处理，温度为18～25℃，敏化时间为1～15min,随后在清水中浸泡1～5min。

[0034] 所述活化过程为：将敏化处理过后的芯线通过0.5～1.5g/L的氯化钯，1～5g/L的盐酸溶液进行活化处理，温度为18～25℃，活化时间为1～15min,随后在清水中浸泡1～5min。

[0035] 所述镀铜过程为：将活化处理过后的芯线通过5～15g/L的硫酸铜，0.5～1.5g/L的硫酸镍，50～100g/L的次亚磷酸钠，1～10g/L柠檬酸钠及10～50g/L硼酸的混合溶液，所述混合溶液的PH值控制在7～10之间，温度控制在40～80℃，根据不同型号的铜层厚度控制镀铜的时间在10～60min之间，随后在流动的清水中清洗1～5min。

[0036] 所述镀铜层的干燥过程为：将已完成化学镀铜的芯线采用经过干燥过后的60～80℃压缩空气对其进行干燥处理。

[0037] 检查线芯外表面镀铜层无泡孔、皱裂、脱落、缺陷和不平整的现象，测试显示镀层为0.01mm，镀层致密均匀平整，完成后续工序后测试显示该电缆具有良好的通信性能，可广泛应用在高频段通信领域。

[0038] 内屏蔽层(3)的厚度、平整度及密度对该种耐高温通信电缆的结构至关重要。可结合缆芯结构、型号、使用环境及通信性能等要求调整相关条件参数来实现对内屏蔽层的工艺控制。

[0039] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。