[发明专利]一种非金属同轴电缆及其制作方法

说明书

本发明公开了一种非金属同轴电缆及其制作方法，其包括电缆内导体为碳纤维芯外包覆石墨烯导电薄膜复合型导体，电缆内导体外设置绝缘层，绝缘层外设置石墨烯导电薄膜外导体和护套层。本发明选用的碳纤维、石墨烯薄膜和聚四氟乙烯材料均为新型科技材料，具备常规材料易于加工的特点，完全可替代生产射频同轴电缆采用的传统金属导体和绝缘材料，制造成的电缆应用温度范围广、无金属材料、整体重量轻、环保无毒，使用轻便、安全、长久。

技术领域

本发明涉及一种采用新型材料制造的同轴电缆，具体是一种非金属同轴电缆，产品采用的材料新颖，耐高温、无毒害，不含金属材料，使用安全轻便，可应用于国防工业、医疗器械和特种探测设备等领域的信号传输。

背景技术

目前，国内生产制造的同轴电缆，内导体一般采用铜线、银线或铜包铝线、镀银铜线等金属材料，绝缘层一般采用发泡聚乙烯或藕状聚乙烯等材料工艺，而外导体一般采用铜带、铝带包覆轧纹或铜线、铝合金线编织覆盖等金属材料工艺，护套层一般采用聚乙烯和无卤低烟聚烯烃材料。这种现行的材料工艺只能满足常规条件下的信号传输，而在国防航天工业和新型医疗设备领域就很难满足信号传输线缆产品的耐高温、无金属感应、整体重量轻、环保无毒等特殊性能要求。目前市场上的同轴电缆产品不能同时满足上述耐高温、无金属感应、整体重量轻、环保无毒等性能要求，尤其是产品中无金属材料这项特殊要求，且国内尚未有企业不用金属材料能制造出同轴电缆产品。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，创造性地利用新型科技材料，根据新型材料的优异特性，提供了一种非金属同轴电缆，产品原材料选用要求高、制作工艺方式新，具有抗拉伸、耐高温、无金属及离子材料、整体重量轻、环保无毒等特点。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种非金属同轴电缆，包括电缆内导体（1）,其特征在于所述电缆内导体（1）为碳纤维芯外包覆石墨烯导电薄膜复合型导体，电缆内导体（1）外设置绝缘层（2），绝缘层（2）外设置石墨烯导电薄膜外导体（3）和护套层（4）。

作为优选，所述电缆内导体（1）包括多根直径为0.05～0.25mm碳纤维丝束绞而成的中心束、包覆于中心束表面的厚度为0.01~0.08mm石墨烯导电薄膜。

作为优选，绝缘层（2）为微孔聚四氟乙烯带，绕包高温烧结而成。

作为优选，所述石墨烯导电薄膜外导体（3）厚度为0.01～0.12mm石墨烯无孔或开孔薄膜包覆而成。

作为优选，护套层（4）为聚四氟乙烯塑料高温推挤而成。

为实现本发明目的，提供了一种非金属同轴电缆制作方法，其特征在于绝缘层的微孔聚四氟乙烯带绕包高温烧结工艺包括以下步骤：在电缆内导体（1）外绕包微孔聚四氟乙烯带，温控电加热高温烧结的方式固化聚四氟乙烯带，烧结温度控制在330℃～360℃之间， 烧结升温速度200 ℃以下控制在80 ℃/小时以内 , 200℃以上控制在60 ℃/小时以内, 保温时间必须不少于4 小时 , 冷却速度一般随烧结炉冷却自然冷却，适当控制炉温冷却速度在60 ℃/小时以内；绝缘层烧结收缩率控制在3.5%～4.5%之间。

作为优选，护套层采用聚四氟乙烯塑料高温推挤而成，聚四氟乙烯挤出机推挤压力强度为25~30MPa，用微机程序控制挤出机的工艺温度、挤出压力和成型时间。

本发明有益效果：

1、电缆采用新型原材料，不含金属材料及金属化合物，可有效规避电缆中金属对射线探测带来的妨碍，同时满足电缆中射频信号的传输性能要求。

2、电缆内导体采用多根直径为0.05～0.25mm碳纤维丝束绞而成，中心束外包覆有厚度为0.01～0.08mm石墨烯导电薄膜组成的复合型内导体。采用直径较小的碳纤维丝束合绞制，既可保证电缆的柔性，又可保证电缆的硬度，且具有柔韧性，使电缆在配套设备中可以灵活地弯曲，又具备可靠的抗拉能力，包覆的石墨烯导电薄膜保证了电缆的电气性能传输要求。