[发明专利]芯线及其制备方法、高速传输线

说明书

本发明涉及一种芯线，芯线由内至外依次包括导体、内皮层、发泡层和外皮层；内皮层包括如下质量份的组分：50～60份的低密度聚乙烯和、40～50份的LD助剂；发泡层包括如下质量份的组分：60～75份的交联型聚乙烯、26～33份的低密度聚乙烯、1.5～3份的成核剂；外皮层包括如下质量份的组分：60～80份的高密度聚乙烯、20～40份的低密度聚乙烯。本发明还涉及一种制备上述芯线的方法，包括如下步骤：使用三层共挤机将内皮层、发泡层和外皮层在导体的外侧壁上共挤挤出一次成型，制得绝缘层；绝缘层经双螺杆押出机和导体挤出线材，将所得线材通过电子加速器进行辐照交联，交联剂量不大于8Mard。本发明还涉及一种高速传输线，该高速传输线包括单根或多根上述的芯线。

技术领域

本发明涉及电缆传输领域，特别是涉及一种芯线及其制备方法、以及使用该芯线的高速传输线。

背景技术

随着通信技术的发展，要求数字通信传输线具有更高的传输速度、更宽的传输带宽，以实现信息的快速、准确传递。高速传输线的单通道可满足10-50G的传输，并且高速传输线具有较强的屏蔽效果，能降低信号损耗。目前，高速传输线的主要应用于交换机服务器、主机适配器总线、多通道互连、企业储存等。高速传输线的高频率、高速率性能与其阻抗、屏蔽、电磁兼容等性能指标的优劣紧密关联。对于高速传输线的高速传输性能，主要受传输线的排布结构、传输线的电磁屏蔽结构影响。

申请人的在先申请专利CN201910055114.9中公开了一种具有单地线的高速传输线，包括线芯传输组件、屏蔽包套及外皮包带，屏蔽包套套置于线芯传输组件外，外皮包带螺旋缠绕于屏蔽包套外。线芯传输组件用于实现高频的传输，屏蔽包套用于包覆在芯线外，起到了屏蔽外部的干扰信号的作用，外皮包带用于加固整个高频传输线的结构稳定性。线芯传输组件包括相互平行设置的传输导线对。屏蔽包套包括屏蔽包带及地线，屏蔽包带与传输导线对的外侧壁紧密接触，且地线设置于屏蔽包带上。

发明人在上述专利的基础上对线芯传输组件的传输导线(为方便叙述，下文中称为芯线)进行了进一步的研究改进，如图1所示，发明人将芯线的结构改进为：由内至外依次包括导体、内皮层、发泡层和外皮层，内皮层、发泡层和外皮层组成绝缘层。发泡层具有发泡度高、发泡均匀、发泡孔细密等特点，因此发泡层提供了绝缘层低介电常数和介质损耗小的物理特性，保证了高速传输线的低衰减、低延时等优秀的电气特性。制备绝缘层的材料为聚烯烃材料，发泡层采用物理发泡工艺或化学发泡工艺制备。发明人制备该芯线时采用三层共挤方案，但发明人发现由于发泡层的多孔结构导致绝缘层的耐加工性能和耐温性能很差，为了提升绝缘层的耐加工性能和耐温性能，发明人提出了以下技术方案：

1.选取合适的制备绝缘层的聚烯烃材料，例如，专利CN202010628738.8(一种高抗压缩型铁路数字信号电缆)公开了一种聚丙烯物理发泡单线(由内至外依次包括铜导体、隔离层、内层发泡层、外层发泡层及外皮层)，其内层发泡层为聚丙烯物理发泡层，外层发泡层为聚乙烯物理发泡层，隔热层为聚烯烃挤制的薄膜，外皮层采用高密度聚乙烯或交联聚乙烯挤制而成，由于采用改性聚丙烯材料替代聚乙烯材料进行物理发泡(改性聚丙烯材料的熔体强度一般是聚乙烯材料熔体强度的1.5倍以上)，因此可以将发泡层发泡度大幅度提高(发泡度由聚乙烯最高65％提升至聚丙烯的75-80％左右)，从而显著降低绝缘物理发泡体介质损耗，提升信号传输减小衰减。但发明人发现，不同的聚烯烃材料所制备的绝缘层在韧性、耐摩擦性、抗变形特性上有区别，但在耐温性能上的提升不显著。而在聚烯烃材料中添加添加剂和助剂对于绝缘层的耐温性能有提升，但添加剂和助剂的加入会显著提升绝缘层的介电常数和提升介质损耗，从而使得高速传输线的信号传输衰减增大。

2.改进制备发泡层的发泡技术，例如，专利CN201811559863.7(一种机车车辆用通信电缆及其制造方法)公开了一种机车车辆用通信电缆，该通信电缆使用八氟环丁烷物理发泡技术，与传统氮气和二氧化碳物理发泡技术相比，物理机械性能余量增加24～32％。但发明人发现，改进发泡技术仅能提升绝缘层的加工性能但对耐温性能几乎无影响。