本發(fā)明涉及高端裝備制造的特種高頻電纜，具體地，涉及一種耐高溫特種高頻軟電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、高頻電纜在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，涵蓋了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、航空電子設(shè)備、空間探測(cè)器等多個(gè)方面，用作機(jī)載溫控天線、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙補(bǔ)償電線、應(yīng)急通訊電線等。由于航空航天設(shè)備的特殊性，需要高頻電纜具有優(yōu)異的耐高溫性，特別是在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景中最為突顯。

2、一直以來，對(duì)于高頻電纜的耐溫性能提升，主要采取的技術(shù)措施是，以耐溫材料在導(dǎo)體外部的防護(hù)結(jié)構(gòu)中形成耐溫層。此種技術(shù)措施雖然有一定的耐溫效果，但一方面會(huì)增加所成型高頻電纜的結(jié)構(gòu)尺寸，不利于形成結(jié)構(gòu)緊湊、易于敷設(shè)的軟電纜；二方面由于各結(jié)構(gòu)層之間的相對(duì)獨(dú)立，不能形成良好的協(xié)同配合，使得耐溫效果提升有限。

3、為解決上述具有耐溫層的高頻電纜所存在的結(jié)構(gòu)尺寸大、耐溫效果不佳的技術(shù)問題，業(yè)內(nèi)嘗試制造耐溫性能的導(dǎo)體，例如在導(dǎo)體的組成材料中增加耐溫性能好的鉻、鎳等，可參見中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開的名稱為“一種耐高溫屏蔽型補(bǔ)償電纜”、公開號(hào)為cn201307443y、公開日為2009年09月09日的技術(shù)。此類在導(dǎo)體的組成材料中增加耐溫金屬元素，雖然有利于提高導(dǎo)體的耐溫性能、減少外部防護(hù)結(jié)構(gòu)層，但是由于耐溫金屬元素的質(zhì)地偏硬、導(dǎo)電性能不佳，使得所成型的導(dǎo)體柔軟性和電傳導(dǎo)率均不如傳統(tǒng)的銅質(zhì)導(dǎo)體，進(jìn)而使得所成型高頻電纜在工況環(huán)境中的敷設(shè)便利性和信號(hào)傳輸穩(wěn)定性欠佳，不能有效滿足于工況環(huán)境的技術(shù)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術(shù)目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種耐高溫、柔軟和傳輸性能好的耐高溫特種高頻軟電纜及其制備方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種耐高溫特種高頻軟電纜，包括由內(nèi)向外依次排布的導(dǎo)體、絕緣層、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和護(hù)套層；

4、所述導(dǎo)體為單導(dǎo)線結(jié)構(gòu)或多導(dǎo)線絞合結(jié)構(gòu)；構(gòu)成所述導(dǎo)體的導(dǎo)線是由銅線芯和鍍覆在外的鉻鍍層或鉻合金鍍層組成；

5、所述絕緣層為發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料在所述導(dǎo)體外部的擠包結(jié)構(gòu)；

6、所述內(nèi)屏蔽層為鍍鉻合金耐溫金屬帶在所述絕緣層外部的重疊繞包結(jié)構(gòu)；

7、所述外屏蔽層為鍍銀鎳硅合金絲在所述內(nèi)屏蔽層外部的編織結(jié)構(gòu)。

8、上述技術(shù)措施中構(gòu)成導(dǎo)體的導(dǎo)線是由銅線芯和鍍覆在外的鉻鍍層或鉻合金鍍層組成，其以柔軟性好的銅線芯作為信號(hào)可靠傳輸?shù)幕w，在基本不影響導(dǎo)體柔軟性和信號(hào)傳輸穩(wěn)定性的前提下，以鉻/鉻合金鍍層的優(yōu)異耐溫性能來提升導(dǎo)體的耐高溫特性；以發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料在導(dǎo)體外部的擠包構(gòu)成的絕緣層，有效保障內(nèi)部導(dǎo)體具有極佳的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和耐溫性能；以鍍鉻合金耐溫金屬帶在絕緣層外部重疊繞包的內(nèi)屏蔽層結(jié)構(gòu)，基本不會(huì)對(duì)電纜的柔軟彎曲造成阻礙，同時(shí)能夠增強(qiáng)電纜內(nèi)部的抗沖擊機(jī)械強(qiáng)度和電磁屏蔽能力，且具有可靠地耐高溫性能；以鍍銀鎳硅合金絲在內(nèi)屏蔽層外部編織的外屏蔽層結(jié)構(gòu)，其屏蔽效果極佳，且耐高溫性能和柔軟性能好，從而能夠可靠地保證內(nèi)部導(dǎo)體的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性。因此，前述結(jié)構(gòu)的高頻電纜，以緊湊結(jié)構(gòu)獲得極佳的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性、耐高溫性、柔軟彎曲性，有效滿足于航空航天工況環(huán)境的技術(shù)要求。

9、進(jìn)一步地，所述護(hù)套層是由內(nèi)護(hù)套層和外護(hù)套層復(fù)合而成；

10、所述內(nèi)護(hù)套層為自粘型聚酰亞胺復(fù)合薄膜在所述外屏蔽層外部的重疊繞包結(jié)構(gòu)，且所述自粘型聚酰亞胺復(fù)合薄膜的膠面層朝外；

11、所述外護(hù)套層為石墨纖維絲在所述內(nèi)護(hù)套層外部的至少一層編織結(jié)構(gòu)。

12、上述技術(shù)措施通過由內(nèi)護(hù)套層和外護(hù)套層以特定方式復(fù)合而成護(hù)套層，不僅能夠有效隔絕外界高溫對(duì)電纜的影響，獲得優(yōu)異的耐高溫性能，而且能夠使電纜可持續(xù)的在高頻段以低損耗方式運(yùn)行，還能夠獲得良好的耐輻射性能和耐介質(zhì)性能。此外，前述護(hù)套層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有良好的整體性，在電纜敷設(shè)的彎曲過程中，具有良好的柔軟性能，且外護(hù)套層在內(nèi)護(hù)套層外部能夠保持良好的穩(wěn)定性、不竄位。

13、進(jìn)一步地，所述內(nèi)護(hù)套層的自粘型聚酰亞胺復(fù)合薄膜，為聚酰亞胺鋁復(fù)合薄膜；

14、所述自粘型聚酰亞胺復(fù)合薄膜的厚度為0.045mm～0.076mm、寬度為5mm～9mm；

15、所述內(nèi)護(hù)套層的重疊繞包搭蓋率為48%～50%。

16、上述技術(shù)措施能夠有效隔絕外部熱量和輻射，加強(qiáng)對(duì)電纜內(nèi)部的保護(hù)；同時(shí)能夠與構(gòu)成外護(hù)套層的石墨纖維絲形成可靠地粘接附著，復(fù)合而成的整體性高。

17、進(jìn)一步地，所述外護(hù)套層的石墨纖維絲的直徑為5um～8um、石墨含量≥99%；

18、所述外護(hù)套層的每一層編織密度≥90%。

19、上述技術(shù)措施能夠有效隔絕外部熱量，使電纜具有優(yōu)異的耐環(huán)境能力，其能夠在300℃的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，并在600℃溫度下正常工作約10分鐘。

20、進(jìn)一步地，所述導(dǎo)線外部的鍍層厚度≥2um。

21、上述技術(shù)措施通過對(duì)導(dǎo)線外部的鍍層控制，在基本不阻礙銅線芯功能的前提下，能夠獲得穩(wěn)定地耐高溫性能。

22、進(jìn)一步地，所述絕緣層的發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料的介電常數(shù)為1.45～1.48、泡沫密度為0.05g/cm3、泡沫粒徑為20um～30um。

23、進(jìn)一步地，所述發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料以下列重量配比的原料組成，聚酰亞胺樹脂65份～80份、填料10份～20份、改性劑6份～12份、促進(jìn)劑1份～10份、發(fā)泡劑8份～15份、穩(wěn)定劑10份～20份；

24、所述填料為聚酯胺鹽粉、納米氧化鋅、納米sio2粒子中的至少一種；

25、所述改性劑為甲基丙烯酸基和環(huán)氧基丙烯酸樹脂的混合物；

26、所述促進(jìn)劑為鋅粉、鉛粉、硝基胍中的至少兩種的混合物；

27、所述發(fā)泡劑為納米二氧化硅、偶氮二甲酰胺、多面體低聚倍半硅氧烷中的至少一種；

28、所述穩(wěn)定劑為四氫呋喃。

29、上述技術(shù)措施能夠使擠包困難的聚酰亞胺獲得良好的擠包性能，有效滿足于作為絕緣材料在導(dǎo)體外部擠包成型的技術(shù)要求。

30、以上述技術(shù)措施的材料所構(gòu)成的絕緣層，具有良好的電性能指標(biāo)，其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗幾乎不受溫度變化的影響，能夠?qū)?nèi)部導(dǎo)體提供可靠地絕緣性能，同時(shí)為內(nèi)部導(dǎo)體的耐高溫性能和傳輸穩(wěn)定性能提供可靠地保障，使電纜能夠在極高的溫度下正常傳輸信號(hào)。

31、進(jìn)一步地，所述內(nèi)屏蔽層的鍍鉻合金耐溫金屬帶為鍍鉻合金銅帶；

32、所述鍍鉻合金銅帶的厚度為0.05mm～0.07mm、鉻合金鍍層厚度≥3um；

33、所述內(nèi)屏蔽層的重疊繞包搭蓋率為44%～46%。

34、上述技術(shù)措施能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電纜內(nèi)部的保護(hù)，同時(shí)提升電纜的耐高溫性能和電磁屏蔽能力。

35、進(jìn)一步地，所述外屏蔽層的編織密度≥90%。

36、上述技術(shù)措施能夠進(jìn)一步提升電纜的耐高溫性能和電磁屏蔽能力，最大程度的減少信號(hào)衰減，保證電纜的傳輸性能。

37、一種上述耐高溫特種高頻軟電纜的制備方法，所述制備方法包括以下工藝步驟：

38、步驟1.按照設(shè)計(jì)傳輸要求，選取對(duì)應(yīng)直徑的銅線芯，在銅線芯上鍍覆鉻鍍層或鉻合金鍍層，獲得銅基導(dǎo)線，備用；

39、制備發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料，備用；

40、步驟2.將符合設(shè)計(jì)要求的銅基導(dǎo)體通過恒張力系統(tǒng)穿裝在擠出機(jī)中，通過擠出機(jī)將發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料擠包在銅基導(dǎo)體的外部，獲得絕緣結(jié)構(gòu)；

41、步驟3.將步驟2獲得的絕緣結(jié)構(gòu)穿裝在恒張力繞包機(jī)中，通過繞包機(jī)將符合設(shè)計(jì)要求的鍍鉻合金耐溫金屬帶、以44%～46%的搭蓋率重疊繞包在步驟2的絕緣結(jié)構(gòu)外部，獲得內(nèi)屏蔽結(jié)構(gòu)；

42、步驟4.將步驟3獲得的內(nèi)屏蔽結(jié)構(gòu)穿裝在編織機(jī)中，通過編織機(jī)將符合設(shè)計(jì)要求的鍍銀鎳硅合金絲、以≥90%的編織密度編織在步驟3的內(nèi)屏蔽結(jié)構(gòu)外部，獲得外屏蔽結(jié)構(gòu)；

43、步驟5.將步驟4獲得的外屏蔽結(jié)構(gòu)穿裝在恒張力繞包機(jī)中，通過繞包機(jī)將符合設(shè)計(jì)要求的自粘型聚酰亞胺復(fù)合薄膜，以膠面層朝外、48%～50%的搭蓋率重疊繞包在步驟4的外屏蔽結(jié)構(gòu)外部，獲得內(nèi)護(hù)套結(jié)構(gòu)；

44、步驟6.將步驟5獲得的內(nèi)護(hù)套結(jié)構(gòu)穿裝在編織機(jī)中，通過編織機(jī)將符合設(shè)計(jì)要求的石墨纖維絲、以≥90%的編織密度編織在步驟5的內(nèi)護(hù)套結(jié)構(gòu)外部，獲得外護(hù)套結(jié)構(gòu)。

45、上述技術(shù)措施能夠制備得到耐高溫、傳輸性能好、柔軟性好的特種電纜，所制備得到的特種電纜能夠有效的適用于航空航天工況環(huán)境，且能在該工況環(huán)境中長(zhǎng)效的反復(fù)使用，安全、可靠。

46、本發(fā)明提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

47、本發(fā)明中構(gòu)成導(dǎo)體的導(dǎo)線是由銅線芯和鍍覆在外的鉻鍍層或鉻合金鍍層組成，其以柔軟性好的銅線芯作為信號(hào)可靠傳輸?shù)幕w，在基本不影響導(dǎo)體柔軟性和信號(hào)傳輸穩(wěn)定性的前提下，以鉻/鉻合金鍍層的優(yōu)異耐溫性能來提升導(dǎo)體的耐高溫特性；以發(fā)泡型改性聚酰亞胺材料在導(dǎo)體外部的擠包構(gòu)成的絕緣層，有效保障內(nèi)部導(dǎo)體具有極佳的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和耐溫性能；以鍍鉻合金耐溫金屬帶在絕緣層外部重疊繞包的內(nèi)屏蔽層結(jié)構(gòu)，基本不會(huì)對(duì)電纜的柔軟彎曲造成阻礙，同時(shí)能夠增強(qiáng)電纜內(nèi)部的抗沖擊機(jī)械強(qiáng)度和電磁屏蔽能力，且具有可靠地耐高溫性能；以鍍銀鎳硅合金絲在內(nèi)屏蔽層外部編織的外屏蔽層結(jié)構(gòu)，其屏蔽效果極佳，且耐高溫性能和柔軟性能好，從而能夠可靠地保證內(nèi)部導(dǎo)體的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性。因此，前述結(jié)構(gòu)的高頻電纜，以緊湊結(jié)構(gòu)獲得極佳的電信號(hào)傳輸穩(wěn)定性、耐高溫性、柔軟彎曲性，有效滿足于航空航天工況環(huán)境的技術(shù)要求。