一種電線電纜及其製造方法
2023-12-07 19:21:41
專利名稱：一種電線電纜及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種電線電纜及其製造方法，特別涉及一種具有無滷複合絕緣層的電線電纜及其製造方法。
背景技術：
目前，國內市場的電線電纜多採用聚氯乙烯輔加一般添加劑作為絕緣或護套層，電線電纜的耐溫等級低(70℃左右)，其機械性能、阻燃性、耐候性、抗老化性不好。實際運行壽命短。特別是在受熱、日曬、火燒的情況下會引起降解，產生氯化氫氣體導致人員中毒身亡。因此，為消除滷化物降解產生毒害，現也有人使用其它聚合物替代聚氯乙烯來生產電線電纜，但當此類電線電纜在使用中遇到周圍環境溼度較大或被水浸泡後，其絕緣性能急劇下降，嚴重影響電線電纜的安全使用。
發明內容
本發明的目的在於克服上述聚乙烯類電線電纜和非聚乙烯類電線電纜的缺陷，提供一種阻燃、低煙、在浸水潮溼的環境下絕緣性能良好的電線電纜及其該電線電纜的製造方法。
本發明的技術方案是，一種電線電纜，包括導體和絕緣層，其特徵是所述絕緣層為兩層，A絕緣層包覆在所述導體外，B絕緣層包覆在A絕緣層外，所述A絕緣層為防潮絕緣層，所述B絕緣層為低煙無滷阻燃絕緣層。
本發明的電線電纜，其中所述A絕緣層的厚度為0.1-2mm，優選0.25-0.5mm；所述B絕緣層的厚度為0.2-3mm，優選0.25-2.5mm。
上述防潮絕緣層主要材料為加有添加劑的非滷化物聚合物。
其中非滷化物聚合物可以包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂(簡稱EVA，以下同)或者是聚乙烯和EVA的混合物。添加劑為抗氧劑，包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-甲基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱1010，以下同)、4，4-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(簡稱300，以下同)、1，1，3-三(2-甲基-4-基-5-叔丁基苯基)丁烷(簡稱CA，以下同)、2，2』-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(簡稱2246，以下同)、N-N』-二-β萘基對苯二胺(簡稱DNP)、硫代二丙酸雙月桂酯(簡稱DLTP)、硫代二丙酸雙十八酯(簡稱DSTP)。
所述A絕緣層的材料組分按重量份可以是非滷化物基料 100份；抗氧劑 0.1-0.8份。
上述防潮絕緣層材料還可以包括交聯劑。所述的交聯劑為三聚異氰酸三烯丙脂，可在交聯工藝中起催化劑和促進劑的作用，其含量可以是1-2份。
上述低煙無滷阻燃絕緣層主要由非滷化物聚合物基料、低煙無滷阻燃劑和抗氧劑組成。
其中非滷化物聚合物可以包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂(簡稱EVA，以下同)或者是聚乙烯和EVA的混合物。添加劑為抗氧劑，包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱1010，以下同)、4，4-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(簡稱300，以下同)、1，1，3-三(2-甲基-4-基-5-叔丁基苯基)丁烷(簡稱CA，以下同)、2，2』-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(簡稱2246，以下同)、N-N』-二-β萘基對苯二胺(簡稱DNP)、硫代二丙酸雙月桂酯(簡稱DLTP)、硫代二丙酸雙十八酯(簡稱DSTP)。
所述的低煙無滷阻燃劑可以是Mg(OH)2或Al2(OH)3或Mg(OH)2和Al2(OH)3的混合物。
其材料組分按重量份包括非滷化物基料100份；低煙無滷阻燃劑 50-400份；抗氧劑 0.1-0.8份本發明推薦使用按重量份為聚乙烯50-100份，EVA 0-50份的基料。優選聚乙烯70-90份，EVA 10-30份的基料。最好是聚乙烯85份，EVA 20份的基料。
在上述B絕緣層材料的各組分中，低煙無滷阻燃劑為50-400份，此份數的範圍是根據阻燃劑的阻燃性能來相應調節，本發明推薦使用100-200份，更好的是180份。
本發明A、B絕緣層材料組分中抗氧劑選用0.1-0.8重量份，優選0.1-0.5重量份。若使用的抗氧劑不兼有金屬抑制劑作用，則所述的A絕緣層和B絕緣層材料組分中還包括添加劑量的金屬抑制劑。所述的金屬抑制劑可以是雙水楊叉替醯膣。
其B絕緣層的材料組分還可以包括光、紫外線吸收劑或光屏蔽劑0.5-8份，優選2-3份。它能提高室外電纜耐光老化性能。所述的光、紫外線吸收劑為碳黑；所述的光屏蔽劑包括氧化鋅(EMO)、鈦白粉(TiO2)。
本發明的電線電纜，其B絕緣層的材料的組分還可以包括敏化劑。所述的敏化劑為三烯丙基異腈脲酸脂。隨著敏化劑增加可節約輻照劑量提高生產效率。
本發明電線電纜的生產方法，包括如下步驟①對導體金屬進行拉絲；②將所述拉絲金屬退火，絞制；③配製A絕緣層原料，攪拌均勻，備用；④將已配製的A絕緣層原料擠包在所述導體的表面上；⑤配製B絕緣層原料，攪拌均勻，備用；⑥將已配製的B絕緣層原料擠包在所述A絕緣層的表面上；⑦成品包裝。
本發明電線電纜的生產方法，其中步驟3到步驟6的1+1擠塑也可被雙層共擠法替代。
在擠好A絕緣層後，還可採用交聯工藝進行加工。在此的交聯工藝既可採用幹法交聯，也可採用溫水交聯、輻照交聯及其它交聯方法。
在成品包裝之前，也可採用交聯工藝對電線進行加工。在此最好採用輻照交聯。
若生產電力電纜或控制電纜，需要在成品包裝之前加入如下步驟①成纜步驟，將步驟6製成的多根線芯鉸成纜芯；②在所述鉸成的纜芯外表面擠包護套。
採用本發明的電線電纜時，可採用非交聯的，也可採用一層交聯或兩層交聯的；所述護套也可採用上述組成、配方和生產方法製成。
本發明電線電纜，在芯線外表面包覆B絕緣層後，由於B絕緣層為在非滷化物基料中加入Mg(OH)2或Al2(OH)3，在遇到意外燃燒時，氫氧化物受熱分解，吸收周圍燃燒時產生的大量熱量，並生成金屬氧化物，這樣可降低燃燒現場的溫度，反應中生成金屬氧化物結殼，阻止了氧氣與有機物的再一次接觸，達到了阻燃、隔熱、低煙，甚至無煙、無毒的效果保證了現場人員的安全並有利於救助；但是只有B絕緣層時，由於摻入了大量的氫氧化物，增加了材料的吸溼性能，使該種電線電纜在使用中遇到周圍環境溼度較大或發生被水浸泡時，其絕緣電阻急劇降低，尤其是在遇到熱水時，在短時間內絕緣電阻急劇下降接近為0，嚴重影響電線電纜的使用與安全，因而在B絕緣層內即芯線的外表面包覆A絕緣層，因為A絕緣層具有高電阻值和高防水性能，使產品不僅能在發生燃燒時，達到低煙、阻燃、隔熱，並保證在潮溼環境及被水浸泡的情況下，保持電線電纜的高絕緣性能，確保產品的安全性及可靠性，經過實施交聯工藝後，電線電纜則耐溫、耐磨、耐開裂、抗老化性能更強。
圖1為本發明的單芯電線的剖面圖；圖2為本發明的電力電纜的剖面圖；圖3為本發明的控制電纜的剖面圖；圖4為本發明複合絕緣電線電纜的生產工藝流程圖；圖5為1.5mm2電線電纜在被70℃熱水浸泡的情況下電阻數值變化對比圖。
具體實施例方式
實施例一製造圖1所示的單芯電線①對銅1進行拉絲；②將所述拉絲銅1退火，絞制；③按重量份 聚乙烯 85份EVA 15份抗氧劑300 0.5份配製A絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；④將已配製的A絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層2擠包在所述銅1的表面上，其厚度為0.5mm；⑤按重量份 聚乙烯 100份Mg(OH)2180份抗氧劑300 0.1份配製B絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；⑥將已配製的B絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層3擠包在所述絕緣層2的表面上，其厚度為1mm。
⑦成品包裝。
實施例二①對鋁1進行拉絲；
②將所述拉絲鋁1退火，絞制；③按重量份 EVA 100份抗氧劑1010 0.1份配製A絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；④將已配製的A絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層2擠包在所述銅1的表面上，其厚度為2mm。
⑤按重量份 聚乙烯 70份EVA 30份Al2(OH)3400份抗氧劑CA 0.8份三烯丙基異腈脲酸脂 1份配製B絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；⑥將已配製的B絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層3擠包在所述絕緣層2的表面上，其厚度為2.5mm。
⑦採用輻照交聯工藝對步驟6製成的電線進行加工；⑧成品包裝。
實施例三製造圖2所示的電力電纜，①對銅1進行拉絲；②將所述拉絲銅1退火，絞制；③按重量份 聚乙烯 90份EVA 10份抗氧劑300 0.2份配製A絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；④將已配製的A絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層2擠包在所述銅1的表面上，其厚度為0.1mm⑤按重量份 聚乙烯 60份EVA 40份Al2(OH)325份
Mg(OH)225份抗氧劑300 0.4份碳黑 2份配製B絕緣層原料，用塑料攪拌機在常溫下攪拌均勻，備用；⑥將已配製的B絕緣層原料加入到擠出機上，在擠出機上將絕緣層3擠包在所述絕緣層2的表面上，其厚度為0.2mm。
⑦採用輻照交聯工藝對擠好絕緣層的電線進行加工；⑧成纜步驟，將步驟7製成的多根線芯鉸成纜芯；⑨在所述鉸成的纜芯外表面擠包護套4。
⑩成品包裝。
實施例四與實施例三基本相同，不同之處在於步驟4中A絕緣層厚度為0.25mm；步驟5中A絕緣層材料組分為聚乙烯 50份EVA 50份Al2(OH)3100份Mg(OH)2100份抗氧劑300 0.6份鈦白粉 8份；步驟6中B絕緣層厚度為3mm。
實施例五如圖5所示，將三種1.5mm2的電線，即本發明的複合絕緣層、聚氯乙烯絕緣層、低煙無滷阻燃絕緣層在被70℃熱水浸溼的情況下，聚氯乙烯絕緣層和低煙無滷阻燃絕緣層的絕緣電阻值在48小時內都接近於0，而聚乙烯+低煙無滷阻燃的複合絕緣層的絕緣電阻卻幾乎毫無變化。
權利要求
1.一種電線電纜，包括導體和絕緣層，其特徵是所述絕緣層為兩層，A絕緣層包覆在所述導體外，B絕緣層包覆在A絕緣層外，所述A絕緣層為防潮絕緣層，所述B絕緣層為低煙無滷阻燃絕緣層。
2.根據權利要求1所述的電線電纜，其特徵是所述A絕緣層的厚度為0.1-2mm，所述B絕緣層的厚度為0.2-3mm。
3.根據權利要求1所述的電線電纜，其特徵是所述防潮絕緣層主要材料為加有添加劑的非滷化物聚合物。
4.根據權利要求1所述的電線電纜，其特徵是所述防潮絕緣層的材料組分按重量份包括非滷化物基料 100份；抗氧劑 0.1-0.8份。
5.根據權利要求1或3所述的電線電纜，其特徵是所述低煙無滷阻燃絕緣層主要由非滷化物聚合物基料、低煙無滷阻燃劑和抗氧劑組成。
6.根據權利要求5所述的電線電纜，其特徵是所述低煙無滷阻燃絕緣層的材料組分按重量份包括非滷化物基料 100份；低煙無滷阻燃劑 50-400份抗氧劑 0.1-0.8份
7.根據權利要求6所述的電線電纜，其特徵是所述的非滷化物基料是聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂或者是聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂的混合物。
8.根據權利要求6所述的電線電纜，其特徵在於所述的低煙無滷阻燃劑是Mg(OH)2或Al2(OH)3或Mg(OH)2和Al2(OH)3的混合物
9.根據權利要求7所述的電線電纜，其特徵是所述的非滷化物基料按重量份為聚乙烯 70-90份乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂 10-30份。
10.根據權利要求6所述的電線電纜，其特徵在於所述的抗氧劑是4，4-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
11.根據權利要求5或6所述的電線電纜，其特徵在於所述低煙無滷阻燃絕緣層的材料還包括光、紫外線吸收劑或光屏蔽劑。
12.根據權利要求11所述的電線電纜，其特徵在於所述低煙無滷阻燃絕緣層的材料的組分還包括敏化劑。
13.一種製造權利要求1的電線電纜的生產方法，其特徵在於包括以下步驟①對導體金屬進行拉絲；②將所述拉絲金屬退火，絞制；③配製A絕緣層原料，攪拌均勻，備用；④將已配製的A絕緣層原料擠包在所述導體的表面上；⑤配製B絕緣層原料，攪拌均勻，備用；⑥將已配製的B絕緣層原料擠包在所述A絕緣層的表面上；⑦成品包裝。
14.如權利要求13所述的製造電線電纜的生產方法，其特徵在於在第6步驟和第7步驟之間還包括如下步驟①成纜步驟，將步驟6製成的多根線芯鉸成纜芯；②在所述鉸成的纜芯外表面擠包護套。
15.如權利要求13所述的製造電線電纜的生產方法，其特徵在於在第6步驟和第7步驟之間還包括如下步驟採用交聯工藝對擠好絕緣層的電線進行加工。
16.如權利要求14所述的製造電線電纜的生產方法，其特徵在於在其步驟之後還包括如下步驟①成纜步驟，將步驟6製成的多根線芯鉸成纜芯；②在所述鉸成的纜芯外表面擠包護套。
全文摘要
本發明涉及一種電線電纜及其生產方法，本發明的電線電纜包括導體和絕緣層，其特徵是所述絕緣層為兩層，A絕緣層包覆在所述導體外，B絕緣層包覆在A絕緣層外，所述A絕緣層為防潮絕緣層，所述B絕緣層為低煙無滷阻燃絕緣層。本發明通過拉絲、退火鉸制、配料、擠塑步驟生產的這種電線電纜阻燃、低煙、無毒、耐溫、耐磨、抗老化，在潮溼的環境和浸水的條件下絕緣性能都良好。
文檔編號H01B7/282GK1530966SQ20041003940
公開日2004年9月22日 申請日期2004年1月22日 優先權日2003年1月24日
發明者孫躍明 申請人:孫躍明