專利名稱：輻照交聯(lián)改性乙烯－四氟乙烯絕緣電線電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種絕緣電線電纜，特別涉及航空航天用的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯(X-ETFE)絕緣電線電纜。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)的航空航天用絕緣電線，多采用乙烯-四氟乙烯聚合物作絕緣層，由于生產(chǎn)工藝技術(shù)條件不夠合理，其產(chǎn)品存在著絕緣層厚、成品外徑大，不能滿足航空航天電線要求尺寸小、重量輕、高機械強度、高可靠性、耐高溫、耐各種航空航天用油的極端復(fù)雜的各類惡劣環(huán)境下使用等的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物(X-ETFE)絕緣電線電纜。
本發(fā)明的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線電纜，包括導(dǎo)體、絕緣層、編織屏蔽層、護套層，其特征在于其輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣層厚度在0.10～0.25mm范圍，單層設(shè)計絕緣標(biāo)稱厚度在0.1-0.15mm范圍，雙層設(shè)計絕緣標(biāo)稱總厚度為0.20～0.25mm范圍；編織屏蔽層采用扁銅線編織，減小電線總體尺寸、減輕成品重量；護套層采用輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物，厚度為0.15～0.24mm。由于采用上述結(jié)構(gòu)和材料，使產(chǎn)品具有體積小、重量輕、機械強度高、安全可靠、耐輻射等特點，滿足航空航天的要求。
本發(fā)明的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線電纜，其生產(chǎn)包括，導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→(成纜→銅線編織屏蔽→護套擠出→)→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字或不印字→產(chǎn)品的生產(chǎn)過程；其特征在于；輻照劑量在6-15M范圍，優(yōu)選輻照劑量在10-15M范圍。
本發(fā)明的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線電纜，其生產(chǎn)過程及工藝優(yōu)化設(shè)計詳敘如下工藝流程導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→(成纜→銅線編織屏蔽→護套擠出→)→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字或不印字→產(chǎn)品工藝條件導(dǎo)體絞合導(dǎo)體為鍍銀銅導(dǎo)體、鍍錫銅導(dǎo)體、鍍鎳銅導(dǎo)體、高強度銅合金導(dǎo)體等；導(dǎo)線按節(jié)徑比小于20進行絞合。
絕緣擠出絕緣材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；單層或雙層薄絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，在專用的高溫擠出機上進行絕緣擠出；絕緣擠出溫度在280-345℃范圍內(nèi)，優(yōu)化設(shè)計為等差遞增，引取速度30-50m/min；拉伸比為8-12之間；絕緣標(biāo)稱厚度單層應(yīng)控制在0.1～0.15mm范圍內(nèi)；雙層應(yīng)控制在0.2～0.25mm范圍內(nèi)。成纜在630盤式成纜機進行絞合；節(jié)徑比為11-14。編織采用16錠或24錠編織機進行編織，編織單線為圓形或扁形鍍銀銅線或鍍錫銅線或鍍鎳銅線。護套擠出護套材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；在專用的高溫擠出機上進行護套擠出；護套擠出溫度在280-345℃范圍內(nèi)，優(yōu)化設(shè)計為等差遞增，引取速度30-50m/min；拉伸比為8-12之間。
輻照工序是通過電子加速器對絕緣材料進行輻照改性，輻照交聯(lián)后使其分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，形成特有的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從而提高產(chǎn)品的耐溫等級、機械強度及耐老化性能等。輻照工序分輻照前處理、輻照交聯(lián)改性處理和輻照后處理三個過程。
輻照前處理對電線進行充分冷卻，去除表面水分，保持電線表面溫度控制在20±3℃內(nèi)，并提前做好地線連接，此過程非常重要，是保證輻照質(zhì)量的關(guān)鍵；輻照交聯(lián)改性處理輻照劑量的多或少直接影響電線的機械性能與物理性能，根據(jù)電線尺寸的大小以及長期大量的科學(xué)試驗和統(tǒng)計分析，我們最終確定輻照劑量需在6-15M才能達到最佳的效果，此過程的關(guān)鍵除輻照劑量外還有走線速度，走線速度根據(jù)不同規(guī)格的線材應(yīng)控制在30-50m/min范圍內(nèi)；輻照后處理本過程主要的作用是對輻照后線材進行再處理，目的是通過200±2℃高溫去除在輻照過程中產(chǎn)生的氟化氫(HF)，避免線材表面的氟化氫在空氣中放置產(chǎn)生化學(xué)變化影響絕緣的抗拉強度與斷裂伸長率和線材的顏色以及表面的光滑程度。
上述成品根據(jù)需要可印字或不印字，本方法發(fā)明的產(chǎn)品，所印刷的字符具有耐高溫，耐擦拭不脫落性能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點和效果1、本發(fā)明的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線制造方法，具有工藝過程不復(fù)雜，易于控制等優(yōu)點。
2、通過輻照交聯(lián)改性提高電線絕緣的耐溫等級、機械強度及耐老化性能等，使所得產(chǎn)品可滿足航空航天電線的高機械強度、耐高溫、耐各種航空航天用油的極端復(fù)雜的各類惡劣環(huán)境下使用要求；其各項技術(shù)性能指標(biāo)可達到美國軍用標(biāo)準MIL-W-22759E的要求。
3、超薄絕緣層設(shè)計，其絕緣標(biāo)稱厚度為0.10～0.15mm，具有體積小、重量輕的特點，滿足航空航天用產(chǎn)品小型化、輕量化的要求。
4、雙層薄絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，雙層總厚度為0.20～0.25mm，具有耐溫等級高、耐磨損、機械性能好的特點，能夠滿足在航空航天各類極其復(fù)雜環(huán)境下使用的要求。
5、扁線編織屏蔽具有體積小、重量輕的特點，能夠滿足航空航天用產(chǎn)品高性能、小型化、輕量化的要求。
6、所得產(chǎn)品，具有印刷適應(yīng)性高，所印刷的字符具有耐高溫，耐擦拭不脫落性能。
具體的實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明，但本發(fā)明不限于此。
實施例一20AWG鍍銀銅導(dǎo)體單層X-ETFE絕緣電線生產(chǎn)示例，單層結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕緣標(biāo)稱厚度為0.11～0.15mm范圍。
工藝流程導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字→產(chǎn)品導(dǎo)體絞合選用退火后的鍍銀銅線按標(biāo)準要求的節(jié)徑比小于20進行絞合；絕緣擠出選用特殊的進口X-ETFE材料，在專用的高溫擠出機上進行。高溫機各區(qū)溫度在280-345℃范圍內(nèi)，等差遞增；引取速度為30m/min，拉伸比為8。
輻照前處理在通風(fēng)室適當(dāng)通風(fēng)去除電線表面水分，并轉(zhuǎn)移至冷卻室將線材溫度控制在20±3℃范圍內(nèi)；輻照交聯(lián)改性輻照劑量10-11M，出線速度為35m/min；輻照后處理通過200±2℃高溫去除在輻照過程中產(chǎn)生的氟化氫(HF)。
印字→產(chǎn)品實施例二22AWG鍍鎳銅導(dǎo)體雙層X-ETFE絕緣電線生產(chǎn)示例；雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕緣標(biāo)稱厚度為0.20～0.25mm范圍。
工藝流程導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字→產(chǎn)品導(dǎo)體絞合選用退火后的鍍鎳銅線按標(biāo)準要求的節(jié)徑比小于20進行絞合；絕緣擠出內(nèi)層絕緣擠出選用特殊的進口X-ETFE材料，在專用的高溫擠出機上進行。高溫機各區(qū)溫度在280-345℃范圍內(nèi)，等差遞增；引取速度為30m/min，拉伸比為9；外層絕緣擠出選用特殊的進口X-ETFE材料，在專用的高溫擠出機上進行。高溫機各區(qū)溫度在280-345℃范圍內(nèi)，等差遞增；引取速度為35m/min，拉伸比為10；輻照前處理在通風(fēng)室適當(dāng)通風(fēng)去除電線表面水分，并轉(zhuǎn)移至冷卻室將線材溫度控制在20±3℃范圍內(nèi)；輻照交聯(lián)改性輻照劑量8-9M，出線速度為50m/min；輻照后處理通過200±2℃高溫去除在輻照過程中產(chǎn)生的氟化氫(HF)。
印字→產(chǎn)品實施例三20AWG鍍銀銅導(dǎo)體單層X-ETFE絕緣鍍銀扁銅線編織X-ETFE護套電纜生產(chǎn)示例；絕緣材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；單層結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕緣標(biāo)稱厚度為0.10～0.15mm范圍。工藝流程導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→扁銅線編織屏蔽→護套擠出→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字→產(chǎn)品導(dǎo)體絞合選用退火后的鍍銀銅線按標(biāo)準要求的節(jié)徑比小于20進行絞合；絕緣擠出選用特殊的進口X-ETFE材料，在專用的高溫擠出機上進行。高溫機各區(qū)溫度在280-345℃范圍內(nèi)，等差遞增；引取速度為30m/min；拉伸比為8。編織16錠編織機，16×1×(厚0.04mm×寬0.34mm)鍍銀扁銅線編織結(jié)構(gòu)。護套擠出護套材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；在專用的高溫擠出機上進行護套擠出；護套擠出溫度在280-345℃范圍內(nèi)，優(yōu)化設(shè)計為等差遞增，引取速度30-50m/min；拉伸比為8-12之間。
輻照前處理在通風(fēng)室適當(dāng)通風(fēng)去除電線表面水分，并轉(zhuǎn)移至冷卻室將線材溫度控制在20±3℃范圍內(nèi)；輻照交聯(lián)改性輻照劑量10-15M，出線速度為35m/min；輻照后處理通過200±2℃高溫去除在輻照過程中產(chǎn)生的氟化氫(HF)。
印字→產(chǎn)品實施例四兩芯22AWG鍍錫銅導(dǎo)體單層X-ETFE絕緣鍍錫圓銅線編織X-ETFE護套電纜生產(chǎn)示例；絕緣材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；單層結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕緣標(biāo)稱厚度為0.10～0.15mm范圍。工藝流程導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→成纜→編織→護套擠出→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字→產(chǎn)品導(dǎo)體絞合選用退火后的鍍錫銅線按標(biāo)準要求的節(jié)徑比小于20進行絞合；絕緣擠出選用特殊的進口X-ETFE材料，在專用的高溫擠出機上進行。高溫機各區(qū)溫度在280-345℃范圍內(nèi)，等差遞增；引取速度為30m/min；拉伸比為9；成纜節(jié)徑比為13進行絞合；編織16錠編織機，16×3×0.1鍍錫圓銅線編織結(jié)構(gòu)。護套擠出護套材料為交聯(lián)乙烯-四氟乙烯聚合物；在專用的高溫擠出機上進行護套擠出；護套擠出溫度在280-345℃范圍內(nèi)，優(yōu)化設(shè)計為等差遞增，引取速度30-50m/min；拉伸比為8-12之間。
輻照前處理在通風(fēng)室適當(dāng)通風(fēng)去除電線表面水分，并轉(zhuǎn)移至冷卻室將線材溫度控制在20±3℃范圍內(nèi)；輻照交聯(lián)改性輻照劑量10-15M，出線速度為35m/min；輻照后處理通過200±2℃高溫去除在輻照過程中產(chǎn)生的氟化氫(HF)。
印字→產(chǎn)品產(chǎn)品檢測對上述實施例產(chǎn)品取樣檢驗，其各項技術(shù)性能指標(biāo)結(jié)果如下1.主要性能達到或超過美國軍用標(biāo)準MIL-W-22759E的要求。
2.單層超薄絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，標(biāo)稱厚度為0.10～0.15mm。
3.雙層薄絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，標(biāo)稱厚度為0.20～0.25mm。
4.扁線編織屏蔽設(shè)計，扁線厚度0.03～0.05mm，扁線寬度0.30～0.88mm。
5.絕緣電阻≥1500MΩ·km。
6.絕緣抗張強度≥34.5Mpa。
7.絕緣斷裂伸長率≥75％。
8.耐高低溫性-65℃～200℃。
9.交聯(lián)程度試驗(300℃，7h)卷繞不開裂，浸水電壓試驗不擊穿。
10.耐老化試驗(230℃，500h)卷繞不開裂，浸水電壓試驗不擊穿。
11.高溫卷繞試驗(313℃，2h)不開裂。
12.阻燃性能延燃時間≤3～30秒，燃燒長度≤76mm。
權(quán)利要求
1.一種輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線電纜，結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)體、絕緣層、編織屏蔽層、護套層，其特征在于其輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣層厚度在0.10～0.25mm范圍，單層設(shè)計絕緣標(biāo)稱厚度在0.1-0.15mm范圍，雙層設(shè)計絕緣標(biāo)稱總厚度為0.20～0.25mm范圍；編織屏蔽層采用扁銅線編織，扁線厚度0.03～0.05mm，扁線寬度0.30～0.88mm；護套層采用輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物，厚度為0.15～0.24mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣電線電纜；其特征在于輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物單層設(shè)計絕緣標(biāo)稱厚度為0.11～0.12mm范圍。
3.一種輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯絕緣電線電纜工藝，包括電纜導(dǎo)體絞合→絕緣擠出→(成纜→銅線編織屏蔽→護套擠出→)→輻照前處理→輻照交聯(lián)改性→輻照后處理→印字或不印字→成品的生產(chǎn)過程；其特征在于輻照交聯(lián)改性的輻照劑量在6-15M，輻照交聯(lián)改性處理走線速度在30-50m/min范圍，輻照后處理溫度為200±2℃。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣電線電纜工藝；其特征在于輻照交聯(lián)改性的輻照劑量在10-15M。
5.據(jù)權(quán)利要求3所述的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣電線電纜工藝；其特征在于輻照交聯(lián)改性的輻照劑量在10-11M。
6.據(jù)權(quán)利要求3所述的輻照交聯(lián)改性乙烯-四氟乙烯聚合物絕緣電線電纜工藝；其特征在于輻照交聯(lián)改性的輻照劑量在8-9M。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種輻照交聯(lián)改性乙烯－四氟乙烯聚合物(X－ETFE)絕緣電線電纜。產(chǎn)品采用薄絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，還可包覆金屬屏蔽層和護套層。絕緣層厚度0.10～0.25mm，重量輕尺寸小；通過輻照交聯(lián)改性提高絕緣電線耐溫等級、機械性能及耐老化性能等，提高產(chǎn)品的可靠性；金屬屏蔽層采用扁銅線編織設(shè)計，以減小電線總尺寸和重量，更符合航空航天要求；印刷的字符具有耐高溫，耐擦拭不脫落性能。產(chǎn)品可滿足航空航天電線的小型化、輕量化、高機械強度、高可靠性、耐高溫、耐各種航空航天用油的極端復(fù)雜的各類惡劣環(huán)境下使用要求；其各項技術(shù)性能指標(biāo)可達到美國軍用標(biāo)準MIL－W－22759E的要求，適用于航空航天等領(lǐng)域。
文檔編號H01B7/02GK1866411SQ20061003601
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者張兆文, 黃淑貞, 劉長雙 申請人:廣州凱恒特種電線電纜有限公司