一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺
阅读说明：本技术 一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺 (Anti-static high-strength environment-friendly cable for integrated circuit and production process thereof ) 是由 徐本国 徐云峰 李述云 袁绪武 陈旷元 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺,涉及集成电路电缆领域。该集成电路用防静电高强环保电缆,从内到外依次由外包层、填充层、内衬层和缆芯组成,外包层、填充层和内衬层包括以下重量份数的原料：基材100份、二氧化硅气凝胶18-26份、环氧树脂15-21份、玻璃纤维9-11份、硬脂酸钙9-11份、氧化锌7-11份、二硼化钛6-10份、焦亚硫酸钠5-7份、重钙3.5-5.5份、改性剂3-5份和硅烷偶联剂1.8-2.6份。该集成电路用防静电高强环保电缆,兼具耐高温防静电以及耐弯折能力。该集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺,包括线缆制备、原料处理、线坯冷浸和套线填充四个步骤。该集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺,环保高效。(The invention discloses an anti-static high-strength environment-friendly cable for an integrated circuit and a production process thereof, and relates to the field of integrated circuit cables. This integrated circuit is with preventing static environmental protection cable that excels in comprises surrounding layer, filling layer, inner liner and cable core from inside to outside in proper order, and surrounding layer, filling layer and inner liner include the raw materials of following parts by weight: 100 parts of base material, 18-26 parts of silicon dioxide aerogel, 15-21 parts of epoxy resin, 9-11 parts of glass fiber, 9-11 parts of calcium stearate, 7-11 parts of zinc oxide, 6-10 parts of titanium diboride, 5-7 parts of sodium metabisulfite, 3.5-5.5 parts of heavy calcium carbonate, 3-5 parts of modifier and 1.8-2.6 parts of silane coupling agent. The anti-static high-strength environment-friendly cable for the integrated circuit has the capabilities of resisting high temperature, static electricity and bending. The production process of the anti-static high-strength environment-friendly cable for the integrated circuit comprises four steps of cable preparation, raw material treatment, wire blank cold soaking and wire sleeving filling. The production process of the anti-static high-strength environment-friendly cable for the integrated circuit is environment-friendly and efficient.)
技术领域
本发明涉及集成电路电缆技术领域，具体为一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺。
背景技术
集成电路通常位于机房内部，所使用的电缆电线集聚在设备内部，设备运行时会产生高温，对电缆造成损耗，同时设备内部干燥的环境也使得静电对电缆和设备带来严重威胁，因此集成电路用电缆对耐高温和防静电能力较为严苛，现有的部分电缆虽然具备良好的耐高温防静电能力，但柔韧性和耐弯折能力较差，例如公开号为CN105733056A的专利公开的一种耐高温防静电电缆，在长期使用后易出现断裂情况，实用性和灵活性较差，且在生产工艺方面步骤过于冗杂，效率低下，不利于推广和使用。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺，制备出的电缆具有优良的耐高温防静电能力，解决了部分电缆难以兼具耐高温防静电以及耐弯折能力的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成电路用防静电高强环保电缆，从内到外依次由外包层、填充层、内衬层和缆芯组成，外包层、填充层和内衬层包括以下重量份数的原料：基材100份、二氧化硅气凝胶18-26份、环氧树脂15-21份、玻璃纤维9-11份、硬脂酸钙9-11份、氧化锌7-11份、二硼化钛6-10份、焦亚硫酸钠5-7份、重钙3.5-5.5份、改性剂3-5份和硅烷偶联剂1.8-2.6份。
优选的，所述原料中的基材为丁腈橡胶和天然橡胶的组合物，两种组分的混合比例为1-1.2：3-3.2。
优选的，所述原料中的改性剂由抗氧化剂、增塑剂、成膜剂和蒙旦蜡混合而成，四种组分的混合比例为1-1.5：1-1.5：1-1.5：1-1.5。
一种集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、线缆制备：对相应份数的基材进行密炼和挤出处理，得到外包层和内衬层线坯，外包层线坯厚度为1.6-2.2mm，内衬层线坯厚度为1.2-1.6mm，外包层线坯内径为8.5-10.5mm，内衬层内径为5.8-6.6mm；
步骤二、原料处理：将相应份数的环氧树脂、硬质酸钙、焦亚硫酸钠和去离子水一并投入反应釜内进行处理，控制反应釜内加热搅拌部件对原料进行加热搅拌，加热温度控制为120-130℃，搅拌转速恒定为300rpm，加热搅拌1-2h后，控制加热温度提升至150-160℃，将相应份数的氧化锌、二硼化钛和重钙一并倒入反应釜内，继续加热搅拌0.5-1h后，得到电缆处理液，将电缆处理液从反应釜内取出并待其冷却备用；
步骤三、线坯冷浸：将电缆处理液倒入水浸池内，再向水浸池内注水稀释，将外包层线坯和内衬层线坯一并送入水浸池内，确保水浸池内处理液完全覆盖外包层线坯和内衬层线坯，将水浸池密封，再利用制冷设备和增压设备对水浸池内部进行降温和加压，冷浸处理6-8h后，得到电缆外包层和内衬层，将电缆外包层和内衬层处理干燥；
步骤四、套线填充：将电缆缆线芯穿插于电缆内衬层内部，再将穿插电缆缆线的电缆内衬层穿插于电缆外包层内部，将相应份数的二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、改性剂和去离子水一并投入匀质机内进行混合，匀质机匀质速率控制为1300-1700rpm，匀质15-30min后，将相应份数的硅烷偶联剂倒入匀质机内，控制匀质机速率提升至2100-2300rpm，继续匀质30min，得到填充层，将填充层填充入电缆内衬层和电缆外包层之间，得到电缆成品，对电缆成品进行成卷和包装后即得该集成电路用防静电高强环保电缆。
优选的，所述步骤二中去离子水添加量为环氧树脂、硬质酸钙和焦亚硫酸钠份数之和的2-3倍。
优选的，所述步骤三中电缆处理液与水的稀释比为1：90-98。
优选的，所述步骤三中水浸池内温度控制为3-7℃，水浸池内气压控制为0.56-0.68MPa，避免电缆处理液与电缆线坯反应时产生的有害气体，进而降低整个生产过程中产生的有害物质对环境造成的负面影响。
优选的，所述步骤四中去离子水的添加量为二氧化硅气凝胶、玻璃纤维和改性剂份数之和的0.7-0.9倍，二氧化硅气凝胶能够耐受1200℃以上的高温，极大地提升了该电缆的强度，削弱机房内设备集聚散发的高温对电缆造成的损耗和安全威胁，配合玻璃纤维的阻燃性，能够提升电缆在火灾环境下的防护性，降低线路起火对使用场景造成的威胁。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种集成电路用防静电高强环保电缆及其生产工艺，具备以下有益效果：
1、该集成电路用防静电高强环保电缆，以丁腈橡胶和天然橡胶的混合物作为电缆外包层和内衬层的基材，使得电缆成品获得丁腈橡胶优良的耐高温能力的同时兼具天然橡胶的弹性，同时利用二氧化硅气凝胶和玻璃纤维制成的填充层对内衬层和缆芯进行防护，二氧化硅气凝胶能够耐受1200℃以上的高温，极大地提升了该电缆的强度，削弱机房内设备集聚散发的高温对电缆造成的损耗和安全威胁，配合玻璃纤维的阻燃性，能够提升电缆在火灾环境下的防护性，降低线路起火对使用场景造成的威胁，改性剂中添加的成膜剂和蒙旦蜡能够使得填充层与外包层和内衬层紧密贴合，提升电缆内部结构的稳定性，进而提高电缆整体的强度，相较于普通电缆，该电缆兼具优良的耐高温、防静电和耐弯折能力，满足不同场景的使用要求，实用性高，适用范围广。
2、该集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，利用电缆处理液对电缆外包层线坯和内衬层线坯进行加压浸泡，使得电缆处理液能够充分与电缆外包层线坯和内衬层线坯接触并反应，改性效果和质量得到提升，加压浸泡于3-7℃的低温环境下进行，避免电缆处理液与电缆线坯反应时产生的有害气体，进而降低整个生产过程中产生的有害物质对环境造成的负面影响，环保高效，生产加工过程中根据原料特性调整加工条件，确保原料充分混合，为电缆特性提供保障，同时外包层、内衬层和缆芯采用套设的方式连接，填充层采用灌注填充的方式完成加工，相较于普通电缆的生产工艺，该工艺方法缩短了制备整体耗时，提升了生产加工效率，整体操作方法简单，科学高效，利于推广和使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种集成电路用防静电高强环保电缆，从内到外依次由外包层、填充层、内衬层和缆芯组成，外包层、填充层和内衬层包括以下重量份数的原料：基材100份、二氧化硅气凝胶18份、环氧树脂15份、玻璃纤维9份、硬脂酸钙9份、氧化锌7份、二硼化钛6份、焦亚硫酸钠5份、重钙3.5份、改性剂3份和硅烷偶联剂1.8份；基材为丁腈橡胶和天然橡胶的组合物，两种组分的混合比例为1：3；改性剂由抗氧化剂、增塑剂、成膜剂和蒙旦蜡混合而成，四种组分的混合比例为1：1：1：1。
一种集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、线缆制备：对相应份数的基材进行密炼和挤出处理，得到外包层和内衬层线坯，外包层线坯厚度为1.6mm，内衬层线坯厚度为1.2mm，外包层线坯内径为8.5mm，内衬层内径为5.8mm；
步骤二、原料处理：将相应份数的环氧树脂、硬质酸钙、焦亚硫酸钠和去离子水一并投入反应釜内进行处理，去离子水添加量为环氧树脂、硬质酸钙和焦亚硫酸钠份数之和的2倍，控制反应釜内加热搅拌部件对原料进行加热搅拌，加热温度控制为120℃，搅拌转速恒定为300rpm，加热搅拌1h后，控制加热温度提升至150℃，将相应份数的氧化锌、二硼化钛和重钙一并倒入反应釜内，继续加热搅拌0.5h后，得到电缆处理液，将电缆处理液从反应釜内取出并待其冷却备用；
步骤三、线坯冷浸：将电缆处理液倒入水浸池内，再向水浸池内注水稀释，电缆处理液与水的稀释比为1：90，将外包层线坯和内衬层线坯一并送入水浸池内，确保水浸池内处理液完全覆盖外包层线坯和内衬层线坯，将水浸池密封，再利用制冷设备和增压设备对水浸池内部进行降温和加压，水浸池内温度控制为3℃，水浸池内气压控制为0.56MPa，冷浸处理6h后，得到电缆外包层和内衬层，将电缆外包层和内衬层处理干燥；
步骤四、套线填充：将电缆缆线芯穿插于电缆内衬层内部，再将穿插电缆缆线的电缆内衬层穿插于电缆外包层内部，将相应份数的二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、改性剂和去离子水一并投入匀质机内进行混合，去离子水的添加量为二氧化硅气凝胶、玻璃纤维和改性剂份数之和的0.7倍，匀质机匀质速率控制为1300rpm，匀质15min后，将相应份数的硅烷偶联剂倒入匀质机内，控制匀质机速率提升至2100rpm，继续匀质30min，得到填充层，将填充层填充入电缆内衬层和电缆外包层之间，得到电缆成品，对电缆成品进行成卷和包装后即得该集成电路用防静电高强环保电缆。
实施例二：
一种集成电路用防静电高强环保电缆，从内到外依次由外包层、填充层、内衬层和缆芯组成，外包层、填充层和内衬层包括以下重量份数的原料：基材100份、二氧化硅气凝胶22份、环氧树脂18份、玻璃纤维10份、硬脂酸钙10份、氧化锌9份、二硼化钛8份、焦亚硫酸钠6份、重钙4.5份、改性剂4份和硅烷偶联剂2.2份；基材为丁腈橡胶和天然橡胶的组合物，两种组分的混合比例为1：3.1；改性剂由抗氧化剂、增塑剂、成膜剂和蒙旦蜡混合而成，四种组分的混合比例为1：1.5：1：1.5。
一种集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、线缆制备：对相应份数的基材进行密炼和挤出处理，得到外包层和内衬层线坯，外包层线坯厚度为1.9mm，内衬层线坯厚度为1.4mm，外包层线坯内径为9.5mm，内衬层内径为6.2mm；
步骤二、原料处理：将相应份数的环氧树脂、硬质酸钙、焦亚硫酸钠和去离子水一并投入反应釜内进行处理，去离子水添加量为环氧树脂、硬质酸钙和焦亚硫酸钠份数之和的2.5倍，控制反应釜内加热搅拌部件对原料进行加热搅拌，加热温度控制为125℃，搅拌转速恒定为300rpm，加热搅拌1.5h后，控制加热温度提升至155℃，将相应份数的氧化锌、二硼化钛和重钙一并倒入反应釜内，继续加热搅拌0.75h后，得到电缆处理液，将电缆处理液从反应釜内取出并待其冷却备用；
步骤三、线坯冷浸：将电缆处理液倒入水浸池内，再向水浸池内注水稀释，电缆处理液与水的稀释比为1：94，将外包层线坯和内衬层线坯一并送入水浸池内，确保水浸池内处理液完全覆盖外包层线坯和内衬层线坯，将水浸池密封，再利用制冷设备和增压设备对水浸池内部进行降温和加压，水浸池内温度控制为5℃，水浸池内气压控制为0.62MPa，冷浸处理7h后，得到电缆外包层和内衬层，将电缆外包层和内衬层处理干燥；
步骤四、套线填充：将电缆缆线芯穿插于电缆内衬层内部，再将穿插电缆缆线的电缆内衬层穿插于电缆外包层内部，将相应份数的二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、改性剂和去离子水一并投入匀质机内进行混合，去离子水的添加量为二氧化硅气凝胶、玻璃纤维和改性剂份数之和的0.8倍，匀质机匀质速率控制为1500rpm，匀质22.5min后，将相应份数的硅烷偶联剂倒入匀质机内，控制匀质机速率提升至2200rpm，继续匀质30min，得到填充层，将填充层填充入电缆内衬层和电缆外包层之间，得到电缆成品，对电缆成品进行成卷和包装后即得该集成电路用防静电高强环保电缆。
实施例三：
一种集成电路用防静电高强环保电缆，从内到外依次由外包层、填充层、内衬层和缆芯组成，外包层、填充层和内衬层包括以下重量份数的原料：基材100份、二氧化硅气凝胶26份、环氧树脂21份、玻璃纤维11份、硬脂酸钙11份、氧化锌11份、二硼化钛10份、焦亚硫酸钠7份、重钙5.5份、改性剂5份和硅烷偶联剂2.6份；基材为丁腈橡胶和天然橡胶的组合物，两种组分的混合比例为1.2：3.2；改性剂由抗氧化剂、增塑剂、成膜剂和蒙旦蜡混合而成，四种组分的混合比例为1.5：1：1.5：1。
一种集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、线缆制备：对相应份数的基材进行密炼和挤出处理，得到外包层和内衬层线坯，外包层线坯厚度为2.2mm，内衬层线坯厚度为1.6mm，外包层线坯内径为10.5mm，内衬层内径为6.6mm；
步骤二、原料处理：将相应份数的环氧树脂、硬质酸钙、焦亚硫酸钠和去离子水一并投入反应釜内进行处理，去离子水添加量为环氧树脂、硬质酸钙和焦亚硫酸钠份数之和的3倍，控制反应釜内加热搅拌部件对原料进行加热搅拌，加热温度控制为130℃，搅拌转速恒定为300rpm，加热搅拌2h后，控制加热温度提升至160℃，将相应份数的氧化锌、二硼化钛和重钙一并倒入反应釜内，继续加热搅拌1h后，得到电缆处理液，将电缆处理液从反应釜内取出并待其冷却备用；
步骤三、线坯冷浸：将电缆处理液倒入水浸池内，再向水浸池内注水稀释，电缆处理液与水的稀释比为1：98，将外包层线坯和内衬层线坯一并送入水浸池内，确保水浸池内处理液完全覆盖外包层线坯和内衬层线坯，将水浸池密封，再利用制冷设备和增压设备对水浸池内部进行降温和加压，水浸池内温度控制为7℃，水浸池内气压控制为0.68MPa，冷浸处理8h后，得到电缆外包层和内衬层，将电缆外包层和内衬层处理干燥；
步骤四、套线填充：将电缆缆线芯穿插于电缆内衬层内部，再将穿插电缆缆线的电缆内衬层穿插于电缆外包层内部，将相应份数的二氧化硅气凝胶、玻璃纤维、改性剂和去离子水一并投入匀质机内进行混合，去离子水的添加量为二氧化硅气凝胶、玻璃纤维和改性剂份数之和的0.9倍，匀质机匀质速率控制为1700rpm，匀质30min后，将相应份数的硅烷偶联剂倒入匀质机内，控制匀质机速率提升至2300rpm，继续匀质30min，得到填充层，将填充层填充入电缆内衬层和电缆外包层之间，得到电缆成品，对电缆成品进行成卷和包装后即得该集成电路用防静电高强环保电缆。
由此可见：现有的部分电缆虽然具备良好的耐高温防静电能力，但柔韧性和耐弯折能力较差，在长期使用后易出现断裂情况，实用性和灵活性较差；该集成电路用防静电高强环保电缆，以丁腈橡胶和天然橡胶的混合物作为电缆外包层和内衬层的基材，使得电缆成品获得丁腈橡胶优良的耐高温能力的同时兼具天然橡胶的弹性，同时利用二氧化硅气凝胶和玻璃纤维制成的填充层对内衬层和缆芯进行防护，二氧化硅气凝胶能够耐受1200℃以上的高温，极大地提升了该电缆的强度，削弱机房内设备集聚散发的高温对电缆造成的损耗和安全威胁；且在生产工艺方面步骤过于冗杂，效率低下，不利于推广和使用；该集成电路用防静电高强环保电缆的生产工艺，利用电缆处理液对电缆外包层线坯和内衬层线坯进行加压浸泡，使得电缆处理液能够充分与电缆外包层线坯和内衬层线坯接触并反应，改性效果和质量得到提升，加压浸泡于3-7℃的低温环境下进行，避免电缆处理液与电缆线坯反应时产生的有害气体，进而降低整个生产过程中产生的有害物质对环境造成的负面影响，环保高效。
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