電線和電線的製造方法

2023-05-01 19:02:16 2

專利名稱：電線和電線的製造方法
電線和電線的製造方法本發明申請是基於申請日為2005年11月四日，申請號為200580043406. 7 (國際申請號為PCT/US2005/043048)，發明名稱為「電線和電線的製造方法」的專利申請的分案申請。相關申請的交叉參考本申請要求2004年12月17日提交的美國臨時申請序列號60/637，406、 60/637，008,60/637, 412和60/637，419和2005年2月18日提交的美國臨時申請序列號 60/654, 247的優先權，它們的全部內容在此處引入作為參考。
背景技術：
電線已經應用於廣泛的應用。在許多應用中，導體由電絕緣熱塑性護層所包圍。 雖然對於絕緣熱塑性護層的許多需要隨著將要使用電線的方式和地點而變化，大部分應用尤其是高電壓應用例如汽車防護罩下的應用，要求絕緣熱塑性護層沒有電火花洩漏(spark leaks)。電火花洩漏由於包圍線材的絕緣護層的缺陷例如針孔所引起。在汽車應用的電線的製造中，測試電線的電火花洩漏，並且當發現電火花洩漏時，剪斷該線材並且丟棄掉包含電火花洩漏的部分。製造過程中的電火花洩漏的出現中斷了線材的連續性，並且降低了生產率。因為線材被切除以除去包含電火花洩漏的部分，導致了多種長度的線材。通常組合這些長度以形成包裝和出售的總長度。電線通常在包含線材總長度量的線軸上或容器中出售，所述線材總長度量部分地由導體的橫截面積決定。從線軸或者容器取出電線以用於各種製品例如汽車線束。例如，導體橫截面積為0. 14mm2至1. OOmm2的電線，電線在線軸上的總長度可以是13，500至15，500 米，並且線軸上獨立電線的數量可以為1至6，其中每根電線的最小長度為150米。包含較多數目的獨立電線或較短長度的電線的線軸或容器經常會導致較低的生產率和在由電線製造製品時較高的產率損失。位於發動機機艙中的罩下面的汽車電線通常已經用置於未包覆的銅線導體上的高溫絕緣單層絕緣。熱塑性聚酯、交聯聚乙烯和滷化樹脂例如含氟聚合物和聚氯乙烯長期以來已經滿足了在該挑戰性環境中對高溫絕緣中耐熱性、化學耐性、阻燃性和柔性的需要。熱塑性聚酯絕緣層對氣體和油具有傑出的耐性，是機械堅韌的，並且耐銅催化的降解，但是會由於水解而過早失效。也已經發現，當熱塑性聚酯絕緣電線中的絕緣層暴露於熱鹽水中時會裂開，並且當其經受溼度溫度循環變化(cycling)時會失效。越來越期望在絕緣層中減小或消除滷化樹脂的使用，因為它們對環境有負面影響。實際上，許多國家開始要求減少滷化材料的使用。但是，因為許多線材塗覆擠出裝置是基於滷化樹脂例如聚氯乙烯的規格建造的，所以任何替代材料必須能夠以類似於聚氯乙烯的方式得以處理。交聯聚乙烯已經非常成功地提供了高溫絕緣，但是隨著對汽車電線的需求的進展，這種成功可能難以保持。隨著更多的電子器件用於現代交通工具中，汽車中的布線量已經增長。布線的急劇增長已經激發了汽車製造商通過規定減小的絕緣層厚度和規定更小的導體尺寸來減少電線的總直徑。例如，ISO 6722的標準規定，對於橫截面積為2. 5平方毫米的導體，薄壁絕緣厚度為0. 35毫米，超薄壁絕緣厚度為0. 25毫米。當使用交聯聚乙烯時，絕緣壁厚的減小引起困難。對於交聯聚乙烯，當在150°C 180°C的爐溫度老化時，較薄的絕緣層厚度導致較短的耐熱壽命。這限制了它們的加熱等級 (thermal rating)。例如，具有銅導體和壁厚為0. 75mm的相鄰的交聯聚乙烯絕緣層的電線是柔性的，並且該絕緣層在暴露於150°C 3000小時之後，當繞心軸彎曲時不會裂開。但是在具有壁厚為0. 25mm的交聯聚乙烯絕緣層的類似電線中，該絕緣層在暴露於150 V 3000小時之後變脆。由這些極其薄的壁的需求產生的有害影響歸因於銅催化的降解，這是工業中廣泛認識到的問題。因此，需要電線和製造電線的方法，其中所述電線適合用於汽車環境並且不含滷化樹脂。發明簡述一種電線滿足了上述需要，該電線包括導體(conductor)；和置於該導體表面的護層(covering)，其中該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；( )聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該導體的橫截面積為0. 15mm2至1. OOmm2,護層的厚度為0. 15至0. 25mm,另外，對於總長度為13，500至15，500米的電線，有小於或等於6個獨立長度(individual length)的電線，並且每個獨立長度的電線的長度大於或等於150米。熱塑性組合物還可包含阻燃劑。在另一實施方式中，一種電線包括
導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中護層置於導體表面；和其中，對於2500至15，500米的電線，有小於等於5個電火花洩漏。在另一實施方式中，製造電線的方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成第一混合物；熔融過濾第一混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第一過濾器，以形成第一過濾的混合物；熔融過濾第一過濾的混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第二過濾器，以形成第二過濾的混合物；將第二過濾的混合物施用到導體上。在另一實施方式中，製造電線的方法包括熔融過濾包括聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑的組合物以形成過濾的組合物；將過濾的組合物施用到導體上以形成電線，其中該電線具有每2500至15，500米電線小於或等於3個的電火花洩漏。在另一實施方式中，護層包括熱塑性組合物，其中熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中對於2500至15，500米的電線，包括置於導體表面的護層的電線有小於等於 5個電火花洩漏。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。在另一實施方式中，包括熱塑性組合物的護層，其中該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中熱塑性組合物基本上不含可見顆粒狀雜質。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。在另一實施方式中，包括熱塑性組合物的護層通過以下方法製造，該方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成混合物；熔融過濾該混合物通過過濾器。本發明包括實施方式1. 一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置於導體表面；其中該導體的橫截面積為0. 15mm2至1.00mm2，護層的厚度為0. 15至0.25mm;並且其中對於13，500至15，500米的電線，有小於或等於6個獨立長度的電線，並且每個獨立長度的電線的長度大於或等於150米。實施方式2. —種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置於導體表面；其中該導體的橫截面積為0.30mm2至1.30mm2，護層的厚度為0. 15至0.35mm;並且其中對於8，500至14，500米的電線，有小於或等於6個獨立長度的電線，並且每個獨立長度的電線的長度大於或等於150米。實施方式3. —種電線，其包括
導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置於導體表面；其中該導體的橫截面積為1. 20mm2至2. 10mm2，護層的厚度為0.四至0. 36mm ；並且其中對於5，000至7，100米的電線，有小於或等於6個獨立長度的電線，並且每個獨立長度的電線的長度大於或等於150米。實施方式4. 一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置於導體表面；其中該導體的橫截面積為2. 90mm2至4. 50mm2,護層的厚度為0. 3至0. 8mm ；並且其中對於2，500至5，000米的電線，有小於或等於6個獨立長度的電線，並且每個獨立長度的電線的長度大於或等於150米。實施方式5. —種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括⑴聚(亞芳基醚)；( )聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置於導體表面；並且其中對於2，500至15，500米的電線，有小於或等於5個電火花洩漏。實施方式6. —種製造電線或導體的護層的方法，其包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑，以形成第一混合物；熔融過濾第一混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第一過濾器，以形成第一過濾的混合物；熔融過濾第一過濾的混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第二過濾器，以形成第二過濾的混合物；將第二過濾的混合物施用到導體上。實施方式7. —種製造電線的方法，其包括熔融過濾包括聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑的組合物，以形成過濾的組合物；將過濾的組合物施用到導體上以形成電線，其中該電線具有每2，500至15，500米電線小於或等於5個的電火花洩漏。
實施方式8. —種護層，其包括熱塑性組合物，其中熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中包括置於導體上的護層的電線，對於2，500至15，500米的電線，有小於或等於5個的電火花洩漏。實施方式9. 一種包括熱塑性組合物的護層，其中該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；( )聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中熱塑性組合物基本上不含可見顆粒狀雜質。實施方式10. —種導體的護層，其中護層包括由以下方法製造的熱塑性組合物， 該方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成混合物；熔融過濾該混合物通過過濾器。實施方式11. 一種導體的護層，其中該護層包括由以下方法製造的熱塑性組合物，該方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成第一混合物；熔融過濾第一混合物通過第一過濾器；熔融過濾第一過濾的混合物通過第二過濾器，以形成第二過濾的混合物。實施方式12.實施方式11的護層，其中第一過濾器具有直徑為20微米至150微米的開孔，第二過濾器具有直徑為20微米至150微米的開孔，或者第一和第二過濾器都具有直徑為20微米至150微米的開孔。實施方式13.實施方式11的護層，其中該護層具有厚度，第二過濾器具有最大直徑小於或等於護層厚度一半的開孔。實施方式14.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中導體包括單股線料或多股線料。實施方式15.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中聚烯烴選自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯與高密度聚乙烯的組合。實施方式16.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有為受控分布共聚物的嵌段。實施方式17.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物，其中第一嵌段共聚物中芳基亞烷基含量大於或等於第一嵌段共聚物總重量的50重量％，第二嵌段共聚物中芳基亞烷基含量小於或等於第二嵌段共聚物總重量的50重量％。實施方式18.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。實施方式19.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物。
實施方式20.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中熱塑性組合物還包括阻燃劑。實施方式21.前述實施方式中任一項的電線或護層，其中熱塑性組合物中聚烯烴以重量計的含量小於聚(亞芳基醚)以重量計的含量量，基於聚烯烴和聚(亞芳基醚)的
總重量。


圖1是電線橫截面的圖示。圖2和3是具有多個層的電線的透視圖。發明詳述在本說明書和權利要求中，將要參考許多術語，其將被定義為具有以下含義。除非上下文另外明確指出，單數形式「一個」、「一種」和「該」(「a」、「an」和「the」) 包括複數所指物。「任選的」或「任選地」是指接下來描述的事件或情況可以發生或可以不發生，並且該描述包括該事件發生的情況和該事件不發生的情況。敘述同一特徵的所有範圍的端點是可獨立地結合的，並且包含所述的端點。表述為「大於」或「小於」的值包含所述的端點，例如「大於3. 5」包括值3. 5。此處所指的ISO 6722的標準是此標準的2002年12月15日的版本。因為一些原因，聚(亞芳基醚)/聚烯烴共混物不太可能選擇用於電線中的聚合物護層。這些類型的組合物經常用於要求剛性的應用中，但是通常認為不適合於要求柔性的應用例如電線。此外，如此處所述的，聚(亞芳基醚)/聚烯烴共混物的聚(亞芳基醚)分散在聚烯烴基質中。因為已知聚烯烴中銅催化的降解問題，似乎具有聚烯烴基質的組合物不太可能成功應用於有銅催化的降解問題的環境中。而且，當聚(亞芳基醚)暴露於高於它的玻璃化轉變溫度(Tg)的溫度時，其傾向於形成顆粒和凝膠，這會增加聚合物護層中的缺陷導致電火花洩漏的可能性。製造具有很少或者沒有電火花洩漏的包覆的導體例如電線的方法包括通常在熔融混合設備例如複合擠出機或密煉機中，熔融混合(混合(compounding))用於形成聚合物護層的熱塑性組合物用的組分。在一種實施方式中，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑和聚烯烴被同時熔融混合。在另一種實施方式中，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑和任選的一部分聚烯烴被熔融混合以形成第一熔融混合物。接著，聚烯烴或餘下的聚烯烴進一步與第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。可選擇地，聚(亞芳基醚)和一部分聚合物增容劑可被熔融混合以形成第一熔融混合物，然後聚烯烴和餘下的聚合物增容劑進一步與第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。前述熔融混合過程可以在不分離第一熔融混合物的情況下完成，或者可以通過分離第一熔融混合物而完成。這些過程中可以使用一個或多個熔融混合設備，每個熔融混合設備包括一種或多種類型。在一種實施方式中，形成護層的熱塑性組合物的某些組分可被引入並在用於塗覆導體的擠出機中熔融混合。當聚合物增容劑包括兩種嵌段共聚物，一種的芳基亞烷基含量大於或等於50重量％，第二種的芳基亞烷基含量小於或等於50重量％時，聚(亞芳基醚)和芳基亞烷基含量大於或等於50重量％的嵌段共聚物可以被熔融混合以形成第一熔融混合物，並且聚烯烴和芳基亞烷基含量小於或等於50重量％的嵌段共聚物可以與第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。正如在聚合物合金及其製造的一般領域中得到良好理解的一樣，任選的阻燃劑的添加方法和位置，通常由阻燃劑的種類(identity)和物理性質例如固體或液體決定。在一種實施方式中，阻燃劑與熱塑性組合物的組分之一例如一部分聚烯烴結合以形成濃縮物， 該濃縮物繼而與剩餘的組分熔融混合。聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑、聚烯烴和任選的阻燃劑在大於或等於聚(亞芳基醚)的玻璃化轉變溫度，但低於聚烯烴的降解溫度的溫度被熔融混合。例如，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑、聚烯烴和任選的阻燃劑可在240°C至320°C的擠出機溫度熔融混合，但是在熔融混合過程中可能短時超過此範圍。在此範圍內，溫度可大於或等於250°C，或者更具體地，大於或等於260°C。也在此範圍內，溫度可小於或等於310°C，或者更具體地，小於或等於300°C。在一些或所有的組分被熔融混合之後，熔融混合物可以被熔融過濾通過一個或多個具有直徑為20微米至150微米的開孔的過濾器。在此範圍內，開孔可具有小於或等於 130微米，或者更具體地小於或等於110微米的直徑。也在此範圍內，開孔可以具有大於或等於30微米，或者更具體地大於或等於40微米的直徑。可以使用任何合適的能夠從熔融混合物除去顆粒雜質的熔融過濾系統或設備。在一種實施方式中，熔體被過濾通過單個熔體過濾體系。也可以考慮多個熔體過濾器體系。適合的熔體過濾系統包括由各種材料製成的過濾器，所述材料例如但不限於燒結金屬、金屬篩網或篩、纖維金屬氈、陶瓷或前述材料的組合等。特別可用的過濾器是顯示高彎曲度的燒結金屬過濾器，包括Pall Corporation和Martin Kurz & Company, Inc.製造的燒結金屬絲篩網過濾器(sintered wire mesh filter)。可以使用任意幾何形狀的熔體過濾器，其包括但不限於圓錐形、褶狀(pleated)、 棒(candle)、堆、扁平狀、卷繞狀、網狀、盒式、pack disc、以及前述的組合等。根據不同的參數如擠出機的大小、所需的生產率以及所需的顆粒過濾程度，幾何形狀的選擇可以變化。 示例性的構成材料包括不鏽鋼、鈦、鎳以及其他金屬合金。可以使用不同的編織形式的金屬絲織物(wire fabric)，包括平紋織法、荷蘭(dutch)織法、方格織法(square)、斜紋織法以及織法的組合。特別可用的是設計成使得內部體積最小化並降低流動面積以及經受反覆清洗循環的過濾器。熔體過濾系統可以包括周期性的或連續的篩網更換過濾器或間歇過濾器。例如， 連續篩網更換過濾器可以包括緩慢進入擠出機中熔體流動路徑的帶式篩網過濾器。熔體混合物流經該過濾器，且該過濾器收集該熔體內的微粒雜質，由於過濾帶周期性地或連續地被新的帶部分更新，這些雜質被它帶出擠出機外。在一種實施方式中，過濾器的開孔的最大直徑小於或等於將要施用到導體上的護層厚度的一半。例如，如果電線護層具有200微米的厚度，那麼過濾器開孔的最大直徑小於或等於100微米。過濾器開孔的最小尺寸依賴於許多變量。較小的過濾器開孔可導致過濾器的上流側較大的壓力。因此，必須選擇過濾器開孔和操作方法以防止上流側不安全的壓力。此外，使用過濾器開孔小於20微米的過濾器會同時導致過濾器上流和下流的不良流動。不良流動可能會延長某些部分的熔融混合物的停留時間。較長的停留時間會導致組合物中顆粒的形成和增大，這些顆粒當施用到導體時會導致電火花洩漏。在一種實施方式中，熔融過濾的混合物穿過模頭，並用牽引拉伸造粒(strand pelletization)或水下造粒方法造粒。造粒的材料可被包裝、存儲和運輸。在一種實施方式中，顆粒被包裝在襯有金屬箔的塑膠袋，通常為聚丙烯袋，或襯有金屬箔的紙袋中。基本上可以抽空裝有顆粒的袋中的所有空氣。在一種實施方式中，熱塑性組合物基本上不含可見的顆粒雜質。可見顆粒或「黑色斑點」是通常不需要放大就對於人眼可見的深色或有色的顆粒，並具有40微米或更大的平均直徑。雖然一些人能夠不需要放大就目測察覺平均直徑小於30微米的粒子，但是其他人僅能夠察覺平均直徑大於40微米的粒子，術語「可見粒子」、「可見顆粒」和「黑色斑點」，當用於此處而沒有指出具體的平均直徑時，是指平均直徑為40微米或更大的粒子。如此處所用的，術語「基本上不含可見的顆粒狀雜質」當用於熱塑性組合物時，是指當組合物被注塑形成5個尺寸為75mmX 50mm和厚度為3mm的試驗樣片(plaque)，並且從所有側面用肉眼目測檢查這些試驗樣片的黑色斑點時，所有5個試驗樣板的黑色斑點的總數小於或等於100， 或者更具體地，小於或等於70，或者甚至更具體地，小於或等於50。在一種實施方式中，粒料被熔融並且用合適的方法例如擠出塗布將該組合物施用到導體上以形成電線。例如，可以使用安裝有螺杆、十字頭、篩板(breaker plate)、分配器、 噴嘴(nipple)和模頭的塗布擠出機(coating extruder)。熔融熱塑性組合物形成置於導體周圍的護層。擠出塗布可使用單錐形模頭、雙錐形模頭、其它合適的模頭或模頭的組合將導體安置在中心，並避免模唇產生(die lip build up)。在一種實施方式中，將組合物施用到導體上以形成置於導體表面的護層。附加的層將可施用到護層上。在一種實施方式中，將該組合物施用到在導體和護層之間有一個或多個插入層的導體上，以形成置於導體表面的護層。例如，可將任選的粘合促進層置於導體和護層之間。 在另一實施例中，可在施用護層之前用金屬鈍化劑塗覆導體。在另一實施例中，插入層包括熱塑性或熱固性組合物，其在某些情況下是發泡的。導體可包括單股線料或多股線料。在一些情況下，多股線料可以被捆束 (bundled)、加捻(twisted)、或編織(braided)以形成導體。此外，導體可具有各種形狀，例如圓形或橢圓形。導體可為任何類型的用於傳送信號的導體。示例性的信號包括光、電和電磁。玻璃纖維是光導體的一個例子。合適的電導體包括但不限於，銅、鋁、鉛和包括一種或多種前述金屬的合金。導體也可以是導電墨水或糊劑。導體的橫截面積和護層的厚度可變化，並且通常由電線的最終用途決定。該電線可以用作電線，其包括但不限於例如汽車用電汽配線(harness wire)、家用電器用的線材、 電力線材(wire for electric power)、設備線材、信息通訊線材、電車(electric car)以及船、飛機等的線材。在一個實施方式中，包覆的導體是光纜，並且能夠用於內部應用(建築物內)、外部應用(建築物外)或內部和外部應用。示例性應用包括數據傳輸網絡和聲音傳輸網絡例如區域網(LAN)和電話網絡。在一些實施方式中，在擠出貼合之前乾燥熱塑性組合物可能是有用的。示例性的乾燥條件是在60 90°C乾燥2 20小時。另外，在一種實施方式中，在擠出貼合過程中， 熱塑性組合物被熔融過濾，在護層形成之前，通過一個或多個開孔直徑為20微米至150微米的過濾器。在此範圍內，開孔直徑可大於或等於30微米，或者更具體地，大於或等於40 微米。也在此範圍內，開孔直徑可小於或等於130微米，或者更具體地，小於或等於110微米。塗布擠出機可包括一個或多個如上所述的過濾器。在一種實施方式中，在擠出貼合過程中，熱塑性組合物被熔融過濾，在護層形成之前，通過一個或多個開孔最大直徑小於或等於將要施用到導體上的護層厚度一半的過濾器。例如，如果電線護層具有200微米的厚度，那麼過濾器開孔的最大直徑小於或等於100 微米。在另一實施方式中，熔融混合製造的熔融過濾的混合物不進行造粒。而是使用與熔融混合裝置(通常為混合擠出機)串聯的塗布擠出機，將熔融過濾的混合物直接形成為導體的護層。塗布擠出機可包括一個或多個如上所述的過濾器。色料濃縮物(color concentrate)或母料可在擠出貼合之前被加入到組合物中。 當使用色料濃縮物時，它通常的存在量為小於或等於3重量％，基於組合物的總重量。在一種實施方式中，色料濃縮物中使用的染料和/或顏料不含氯、溴和氟。如本領域技術人員所理解的，在加入色料濃縮物之前組合物的顏色可能會影響獲得的最終顏色，並且在一些情況下，使用漂白劑和/或顏色穩定劑可能是有利的。漂白劑和顏色穩定劑是本領域已知的並且可以買到。擠出貼合過程中的擠出機溫度通常小於或等於320°C，或者更具體地，小於或等於 310°C，或者更具體地，小於或等於290°C。此外，調節加工溫度以提供足夠流動性的熔融組合物以給導體提供護層，溫度例如高於熱塑性組合物的熔點，或者更具體地比熱塑性組合物的熔點高至少10°C。擠出貼合之後，通常使用水浴、噴水、空氣噴射或一種或多種前述冷卻方法的組合來冷卻電線。示例性的水浴溫度為20 85°C。水可為去離子水，也可將其過濾除去雜質。 如上所述，使用在線方法(in-line method)檢查電線的電火花洩漏。測試電火花洩漏的示例性方法包括使用電線的導體作為接地電極，使電線緊靠或穿過帶電的電極，使得電線與帶電的電極接觸。當電線上的聚合物護層包括缺陷例如針孔或裂縫時，在帶電的電極和電線的導體之間產生並檢測到弧光。示例性的帶電電極包括珠鏈(bead chain)和電刷。可以根據線材的最終用途和線材的所有相關工業規格使用交流電或直流電給電極充電。電壓可由電火花洩漏試驗領域的普通技術人員確定。使用的頻率依賴於載荷量，也可由電火花洩漏試驗領域的普通技術人員確定。電火花試驗設備可以從例如Clinton Instrument Company, Beta LaserMike 禾口 Zumbach當檢測到電火花時，切斷電線以除去有電火花洩漏的電線部分。因此每個電火花洩漏都產生一個新長度的電線。在接受了電火花洩漏檢測之後，電線可被纏繞在線軸或類似的設備上。示例性的纏繞速度為50米每分鐘(m/min)至1500m/min的速度。電線可被置於具有或者沒有線軸或類似設備的容器中。可以組合幾個線長度以構成容器中或線軸或類似設備上的線材總長度。置於容器中或線軸或類似設備上的電線總長度通常依賴於導體的橫截面積和護層的厚度。電火花洩漏之間的電線的長度是重要的。如果電線的容器包含幾個長度小於150米的段(長度)，電線可能使用效率低，這是因為電線以連續的方式使用來構造各種製品， 例如線束等。必須要中斷生產流程以開始一個新的電線段。此外，如果每個容器有多於6 個獨立的電線段，那麼電線的使用也是效率低的。因此，電火花洩漏的數量和頻率都是重要的。因此，清楚的是，熱塑性組合物必須能夠以穩定的方式被施用到線材上，具有最小的或沒有電火花洩漏，從而使得當使用適合於電線類型的電火花洩漏試驗方法試驗電線時，沒有電火花洩漏的電線的最小長度為150米，或者更具體地，250米，或者甚至更具體地，500米。電火花洩漏能夠通過護層中的缺陷例如線材護層中的缺陷如縫隙，如針孔、顆粒物質等導致。缺陷能夠通過包覆過程(covering process)而引入或者源自熱塑性組合物。缺陷可能通過包覆過程中因為塗布擠出機的不充分清洗而引入，或者如果塗布擠出機的操作長時間停止使得熱塑性組合物形成凝膠和黑色斑點而引入。由前一次塗布而留在擠出機中的殘餘物質可能形成導致缺陷和電火花洩漏的顆粒。可以通過徹底清洗塗布擠出機尤其是過濾器後的部分以及熔融過濾熱塑性組合物，來減少或消除引入到熱塑性組合物中的缺陷。類似地，清洗熔融混合設備，尤其是清洗過濾器後的部分能夠減少或消除由源於複合擠出機的在先使用的殘餘物產生的顆粒物質和凝膠。示例性電線的橫截面參見圖1。圖1示出了置於導體2上的護層4。在一種實施方式中，護層4包括發泡的熱塑性組合物。示例性電線的透視圖如圖2和3所示。圖2示出了置於包括多股線料的導體2上的護層4，和置於護層4和導體2上的任選附加層6。在一種實施方式中，護層4包括發泡的熱塑性組合物。導體2也可以包括單一的導體。圖3 示出了置於單一導體2和插入層6上的護層4。在一種實施方式中，插入層6包括發泡的組合物。導體2也可以包括多股線料。在一種實施方式中，電線具有橫截面積為0. 15mm2至1. IOmm2的導體，厚度為0. 15 至0. 25mm的護層，並且對於總長度為13，500至15，500米的電線，有小於或等於6個獨立長度，或者更具體地，小於或等於4個獨立長度，或者甚至更具體地，小於或等於3個獨立長度，並且每個獨立長度大於或等於150米，或者更具體地，大於或等於250米，或者甚至更具體地，大於或等於500米。如此處所用的，獨立長度是指具有兩個末端的電線的單個長度。在另一實施方式中，電線具有橫截面積為0. 30mm2至1. 30mm2的導體，厚度為0. 19 至0. 31mm的護層，並且對於總長度為8，500至14，000米的電線，有小於或等於6個獨立長度，或者更具體地，小於或等於4個獨立長度，或者甚至更具體地，小於或等於3個獨立長度，並且每個獨立長度大於或等於150米，或者更具體地，大於或等於250米，或者甚至更具體地，大於或等於500米。在另一實施方式中，電線具有橫截面積為1. 20mm2至2. IOmm2的導體，厚度為0. 29 至0. 36mm的護層，並且對於總長度為5，000至7，100米的電線，有小於或等於6個獨立長度，或者更具體地，小於或等於4個獨立長度，或者甚至更具體地，小於或等於3個獨立長度，並且每個獨立長度大於或等於150米，或者更具體地，大於或等於250米，或者甚至更具體地，大於或等於500米。在另一實施方式中，電線具有橫截面積為2. 90mm2至4. 50mm2的導體，厚度為0. 3 至0. 8mm的護層，並且對於總長度為2，500至5，000米的電線，有小於或等於6個獨立長度， 或者更具體地，小於或等於4個獨立長度，或者甚至更具體地，小於或等於3個獨立長度，並且每個獨立長度大於或等於150米，或者更具體地，大於或等於250米，或者甚至更具體地， 大於或等於500米。此處所述的熱塑性組合物包括至少兩相，即聚烯烴相和聚(亞芳基醚)相。聚烯烴相是連續相。在一些實施方式中，聚(亞芳基醚)相被分散在聚烯烴相中。相之間好的相容能夠導致提高的物理性質，其包括在低溫和室溫的更高的衝擊強度、更好的熱老化、更好的阻燃性以及更大的拉伸伸長。通常接受的是，組合物的形態表示相容性的程度或質量。 均勻地遍布整個組合物區域分布的聚(亞芳基醚)的小的、相對均勻尺寸的粒子表示良好的相容效果(good compatibilization) ο此處所述的熱塑性組合物基本上不含鏈烯基芳族樹脂例如聚苯乙烯或橡膠改性的聚苯乙烯(也稱作高抗衝聚苯乙烯或HIPS)。「基本上不含」定義為包含小於10重量％ (wt%),或更具體地小於7wt%，或更具體地小於5wt%，或甚至更具體地小於3wt%的鏈烯基芳族樹脂，基於聚(亞芳基醚)、聚烯烴和嵌段共聚物的總重量。在一種實施方式中，組合物完全不含鏈烯基芳族樹脂。令人驚奇的是，鏈烯基芳族樹脂的存在會不利地影響聚(亞芳基醚)相和聚烯烴相之間的相容效果。在一種實施方式中，該組合物具有8，000至小於18，000千克/釐米2 (kg/cm2) (800 至小於1800兆帕(MPa))的撓曲模量。在此範圍內，撓曲模量可以大於或等於10，OOOkg/ Cm2(IOOOMPa)，或者，更具體地，大於或等於12，000kg/cm2(1200MPa)。同樣在此範圍內， 撓曲模量可小於或等於17，000kg/Cm2(1700MPa)，或者，更具體地，小於或等於16，000kg/ cm2(1600MPa)。此處所述的撓曲模量通過使用ASTM D790-03和1. 27mm/min的速度確定。 撓曲模量值是三個樣品的平均值。撓曲模量用的樣品使用600-700千克力/cm2的注射壓力和 15 至 20 秒的保持時間，在產自 iToyo Machinery & Metal Co. LTD 的 Plastar Ti_80G2 的注塑機上形成。剩餘的模塑條件在表1中示出。表權利要求
1.一種製造電線的方法，其包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑，以形成第一混合物，所述聚合物增容劑選自聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物；包含至少一個嵌段A和至少一個嵌段B的嵌段共聚物，所述嵌段A包含芳基亞烷基重複單元，所述嵌段B包含亞烷基重複單元；以及前述接枝共聚物和嵌段共聚物的組合；熔融過濾第一混合物通過具有開孔的過濾器，以形成過濾的混合物；並將過濾的組合物施用到導體上以形成導體上的護層，其中所述過濾器的開孔的最大直徑小於或等於所述護層厚度的一半。
2.權利要求1的方法，其中所述混合物包括30-55wt%聚(亞芳基醚)、15-35wt%聚烯烴和2-30wt %聚合物增容劑，基於所述組合物的總重量。
3.權利要求1的方法，其中所述電線具有每2，500至15，500米電線小於或等於5個的電火花洩漏。
4.權利要求1的方法，其中導體包括單股線料或多股線料。
5.權利要求1的方法，其中聚烯烴選自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯與高密度聚乙烯的組合。
6.權利要求1的方法，其中聚合物增容劑包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有為受控分布共聚物的嵌段。
7.權利要求1的方法，其中聚合物增容劑包括第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物，其中第一嵌段共聚物中芳基亞烷基含量大於或等於第一嵌段共聚物總重量的50重量％，第二嵌段共聚物中芳基亞烷基含量小於或等於第二嵌段共聚物總重量的50重量％。
8.權利要求1的方法，其中聚合物增容劑包括二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。
9.權利要求1的方法，其中聚合物增容劑包括聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物。
10.權利要求1的方法，其中熱塑性組合物還包括阻燃劑。
11.權利要求1的方法，其中熱塑性組合物中聚烯烴以重量計的含量小於聚(亞芳基醚)以重量計的含量，基於聚烯烴和聚(亞芳基醚)的總重量。
全文摘要
公開了一種電線和製造電線的方法。該電線包括導體和護層。該護層包括熱塑性組合物，其包括聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。
文檔編號H01B13/06GK102280214SQ201110240870
公開日2011年12月14日 申請日期2005年11月29日 優先權日2004年12月17日
發明者佐藤匠, 克里斯多福.雷克西厄斯, 維傑伊.R.米塔爾, 維傑伊.雷加馬尼, 邰向陽 申請人:沙伯基礎創新塑料智慧財產權有限公司