CN100431059C - 具有接头和/或固定装置的线状产品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带接头装置如传感器装置的电缆和一种生产所述电缆的方法。在本发明的一个优选实施方案中，把电缆制成传感器电缆，其中电缆的引线绝缘有一个聚合物层，它包含一种聚酰胺、聚烯烃或它们的共混物。在所述情况下，传感器电缆可如下生产：在挤出原电缆之后，将它在非交联状态下切割成单独的电缆段。然后将所述段以导电方式与传感器联接。
Description
技术领域
本发明涉及线状或带状挤出线形产品，产品末端带有热塑性塑料端块或固定装置，从而在生产期间它们本身与线形产品辐射交联在一起。
本发明还涉及一种特别适合于生产这类产品的方法。
带有焊接或模塑接头装置的电缆是这类线状产品的一个实例。
按照本发明的电缆，一端配有一个，例如，测量马达、齿轮或轮子旋转速的传感器装置并加上绝缘，取决于用途，这种电缆能耐液体、蒸气或气体介质，且可能还具有高的机械耐磨性。
背景技术
这类传感器电缆被用于诸如汽车工业、铁道和航空航天工业中。它们必须满足这些应用的特殊要求并加进具有特性的引线绝缘(leadisolation)。其中，后者必须是
-耐油与耐各种化学试剂的，
-阻燃且环保的，
-耐温且耐磨的，而且
-机械上坚固耐用的，
-耐老化与安全可靠的
-柔韧且耐环境的。
传感器装置与电缆联接的界面也须至少部分地满足上述要求。
为生产着火燃烧时发烟最少且无和/或仅有少量毒气的绝缘电缆，目使用无卤素绝缘材料，如聚乙烯、乙烯共聚物和能辐射交联的其它聚合物。
业已知道，无卤绝缘材料的阻燃性是通过加入三水合铝(ATH)和/或氢氧化镁实现的。已知含有这类加进了这类水合物的无卤绝缘的电缆，存在耐液体介质如石油、矿物油和有机溶剂的性能下降的缺点。为克服该缺点，电缆要配置一个双层引线绝缘，后者又由一个由阻燃聚合物如聚烯烃共聚物制成的无卤绝缘内层和一个由聚酰胺、热塑性无卤聚酯弹性体或无卤芳族聚醚制成的保护外层构成。因此，在生产这类电缆中，要选择斥油的极性聚合物作耐化学外层。但对于内层，可以用具有良好吸收性的塑料作阻燃材料。
目前，为生产传感器电缆，电缆和传感器——由包含外套的电子元件构成，而外套由金属或塑料制成，要在不同的工业设备上制造，然后在两种设备之一上或在另外一个第三设备上装配成传感器电缆。为此，要将拟生产传感器电缆的电缆段从电缆卷上解卷下来、切割并在另一个工艺步骤中与传感器联接，使电缆先与传感器的电子元件导电联接，然后将由金属或塑料制造的传感器外套附着到电子元件上并与电缆套管焊接或模塑在一起。
这种生产传感器电缆的已知方法有一个严重缺点，那就是这种已知传感器电缆的两个主要部件具有的物理特性会妨碍引线绝缘与传感器外套的最佳联接。因此引线绝缘的塑料组合物与传感器材料不能最优化地相容，即使当传感器外套也由塑料制成时。其结果，电缆中优选辐射交联的绝缘层与传感器外套的粘结非常糟糕，以致耐油与耐温性以及机械牢固性，特别是拉伸力(extraction force)因此被限制在远低于期望值的水平上。已知产品也常在温度有大波动时表现出弱点并难以长期维持它们的特性。
发明内容
本发明的目的是要提供一种新颖的带接头装置的电缆，特别是不存在上述缺点且因一种逻辑上可调的方法而特别较易生产的上述传感器电缆。该方法将特别适合于生产任何其它线状产品，如塑料管道、塑料软管、薄膜和薄膜层压材料。
按照本发明该任务由具有如下特征的线状产品：其至少部分由一种热塑性塑料组成，该产品带有至少一个可见的接头和/或固定装置，其特征在于该接头和/或固定装置以及该热塑性塑料含有相容且可交联的聚合物，如电缆及具有如下特征的方法解决了：其特征在于该线状产品的聚合物要在最终一个工艺步骤中进行交联，以此增强即凸饰成预定结构的线状产品生产方法；或其特征在于至少一个接头和/或固定装置要在其热塑性条件下与线装产品联接，且随后要使线状产品的聚合物与接头和/或固定装置外套的聚合物进行交联的线状产品生产方法。
本发明电缆的优选实施方案及本发明的方法描述在权利要求条款中。
具体实施方式
在本发明的一个优选实施方案中，电缆取传感器电缆即传感器线的形式，以及引线绝缘也由阻燃与无卤的可辐射交联聚合物层组成，后者又含有一种聚酰胺、聚烯烃或聚烯烃共混物。取决于线状产品的类型与应用，所有可辐射交联塑料都适用于实现本发明，因此含卤塑料如含氟聚合物特别适用于较高温度，如果这是一个优点的话。
比较起来，已知类型的传感器由电子元件和包含该电子元件的塑料外套构成。按照本发明，后者由一种与引线绝缘相容且本身可辐射交联的塑料或塑料混合物组成，例如，含至少一种聚酰胺和/或聚烯烃，如聚乙烯。引线绝缘的聚合物和传感器外套的聚合物的选择要优选使它们在组装时但在非交联状态下能模塑在一起。
在这种情况下，传感器电缆能生产如下：
-在挤出优选为非交联或仅部分交联的原电缆之后，将它切割成单独的电缆段，然后用已知方法在它们的末端以电导方式联接一个传感器。
-接着要使在电缆预生产形式中已至少部分地彼此联接，如模塑在一起的引线绝缘塑料与传感器外套塑料，在另一个交联工艺步骤中，在高能电子辐射作用下进行交联。这将导致引线绝缘聚合物与传感器外套聚合物联接成一个整体聚合物网络，由此产生耐机械作用非常高的电缆结构。
在上述传感器电缆的另一个实施方案中，引线绝缘由共挤出物组成，例如，由一个阻燃的无卤聚合物内层和一个特意粘附即联接在内层且与之相容的耐化学、耐油聚合物外层组成，也可能还含有其它阻燃材料。在该实施方案中，内层包括至少一种聚烯烃或聚烯烃共混物，外层包括一种聚酯弹性体和/或聚酰胺和/或聚乙烯，例如高密度聚乙烯(HDPE)。此外，外层也以这样一种方式形成并与传感器外套的塑料组合物相适应，从而使之能以前述方式模塑到传感器外套上并辐射交联。因此外层通常由一种能交联的可挤出塑料组成。
因此，在这种情况下，为生产电缆，也要将原电缆切割成单独的段，然后将它们的末端联接例如模塑到传感器上。接着，至少要以这样一种方式将引线绝缘外层聚合物与传感器外套聚合物在高能电子辐射作用下进行处理，从而使之交联成一个单个的聚合物网络。
本发明电缆的又一个实施方案由数根彼此交织在一起的电引线构成。
这种电缆要配置一层或两层套管且能如下生产：
首先，要在一根其本身由多根线组成的、总截面为0.13mm2～16mm2的铜辫上涂布一层通常可辐射交联的绝缘层。然后，通常在编织工艺之后，通过共挤出在两根或多根这样的绝缘引线上涂布一层外套管，为此，要提供两种优选属于前述联接型的原材料作内层，即引线绝缘的外层和用于形成套管内、外层。
优选内层的厚度为0.1～2mm，更优选0.2～1.5mm，而外层的层厚可以较薄，一般约0.05～0.5mm。如果外层不含阻燃材料，则整个引线绝缘的阻燃特性由内层提供。因此两层的体积比即层厚比匹配很重要。
由于它们的聚合物组成，电缆套管的两层都具有牢固的机械特性。因此，尤其是内层具有高拉伸强度和高膨胀性，同时外层具有高耐磨性。
虽然外层含有至少一种聚酯弹性体和/或一种机械牢固的聚合物，并且其选择主要要使塑料组合物能与接头装置如传感器的外套模塑并交联在一起，但内层能根据应用以不同方式形成，例如，用具有良好吸收特性的材料作阻燃材料。
在这种情况下，为生产电缆，也要将原电缆切割成单独的电缆段，然后在它们的末端联接传感器，由此特意能将传感器外套与套管外层连接并有可能模塑在一起。接着，至少要将套管外层聚合物与传感器外套聚合物在高能电子辐射作用下处理到使它们交联成一个单个的聚合物交联网络。
双层引线绝缘或可能存在的双层电缆套管的总特性分布靠两层之间的任务分配提供。
适合于形成本发明的单层引线、单层套管或外引线即套管层的聚烯烃有下列聚合物：
-聚酰胺(PA)
-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBTP)
-聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)
-聚乙烯共聚物，如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯-丙烯酸丁酯(EBA)
-EEA；EPDM；PE-C；PP；
-聚乙烯均聚物；
-马来酸酐(MAH)-三元共聚物；
-甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-三元共聚物；聚氯乙烯；苯乙烯聚合物；ABS；BS；PS卤化聚合物；CSM；ETFE；PEP；FPM；PE-C；PVC；PVDF；PVF；
-弹性体和热塑性弹性体。
按照本发明，引线内层和引线外层即套管内层与套管外层聚合物的选择要使它们在涂布共挤出条件下彼此粘结，即彼此联接在一起，从而提高引线绝缘的机械耐磨性。为了进一步提高两层之间的粘结性，内层的至少一种聚合物和/或外层的至少一种聚合物可加入一种其它增容剂(如嵌段共聚物)或一种反应性三元共聚物从而使层与层之间发生官能团联接。
为了使可能存在的外引线层或套管层(与引线绝缘或套管由一层组成时的总层相反)与按照本发明的传感器外套相联接，外引线层或套管层的主要特性是它们与传感器外套塑料的可模塑性与可交联性，即相关层的材料组成取决于传感器外套。
因此用于本发明的材料要按下列程序选择：
1.对于传感器外套，应选择热稳定、可交联且可模塑塑料。
2.电缆封装材料的选择应使外层能与传感器外套的相关塑料热塑地模塑且交联在一起。
如前所述，在本发明的终产品中，至少引线绝缘的外层即电缆套管要与传感器外套辐射交联在一起。如果在该具体实施方案中还要交联相关内层，则外层原材料也许必须另外加入低分子量交联度提高剂。
本发明的传感器电缆具有下列物理特性：
-机械坚固性高，尤其在电缆与传感器之间的区域，这是因为引线绝缘即套管与传感器外套模塑并交联在一起了。它在宽广温度范围内密封且耐老化而无需其它附加元件。
-双层引线绝缘即套管绝缘成功地通过了阻燃试验。
-本发明的带双层引线绝缘的传感器电缆不仅耐油，还耐其它液体、化学药品和蒸气，例如，防冻剂、电池液、风档洗刷液、制动闸液体、清洗剂、马达、齿轮箱以及水力流体和石油。
-特别适用于汽车工业，更具体地，与测量旋转速率、扭矩、压力、氧含量、温度、油水平、空气质量等传感器相连接，而不存在问题。
最后，应该说明，上述实施方案仅代表本发明数种可能实施方案的一种选择，以及它们能以多种途径变更或修改。因此，有可能在一个工艺步骤中将整个电缆束的端点交联成一个整体元件组，代替一根根单独的传感器电缆。这种电缆束常用在汽车工业中，而且，由例如数根互联的电缆段组成。
按本发明的方法，还可进一步生产带有与管道和软管交联在一起的已焊偶联段的塑料管道和软管，以及带有已焊并已交联折板与边缘区的薄膜及层压材料。在这种情况下，按照本发明生产的线状产品在耐温、耐磨、密封和抗撕裂方面也具有更好的特性。最后，本发明的方法也能利用合适的塑料组合物以增强，即稳固部件的形状和/或结构，例如，绕线电缆的形状，所述塑料组合物又在最终工艺步骤中通过交联至少部分地由可辐射交联组分组成。那么，该形状即使在高操作温度也能维持。
Claims (12)
1.一种线状产品，其至少部分由一种热塑性塑料组成，该产品带有至少一个可见的接头和/或固定装置，其特征在于该接头和/或固定装置以及该热塑性塑料含有相容且可交联的聚合物。
2.根据权利要求1的线状产品，其特征在于它由一种电缆构成。
3.根据权利要求2的线状产品，其特征在于该接头装置由传感器构成，以及由此生产的传感器电缆用于机械工业、工厂建造、汽车工业、铁道或航空与航天工业中。
4.根据权利要求3的线状产品，其特征在于它由电导体与包围导体的引线绝缘构成，传感器由电子元件与附着在其上的塑料外套构成，以及引线绝缘与传感器外套中含有能模塑在一起且进行交联的聚合物。
5.根据权利要求4的线状产品，其特征在于引线绝缘由阻燃的、无卤素的可交联聚合物层组成，该层又含有聚酰胺、聚烯烃或聚烯烃的共混物。
6.根据权利要求4的线状产品，其特征在于传感器外套由与引线绝缘相容且交联的塑料组成，该塑料含有至少一种聚酰胺或聚烯烃。
7.根据权利要求2的线状产品，其特征在于它由数个电导体和一个封装导体的套管组成，以及在电缆一端有一个可见的接头装置，该接头装置又由电子元件和附着在其上的塑料外套组成，其特征在于套管与接头装置的外套含有可模塑与交联的聚合物。
8.生产权利要求1的线状产品，从而使该产品在其热塑条件下形成预定结构形状的方法，其特征在于该线状产品的聚合物要在最终一个工艺步骤中进行交联，以此增强即凸饰成预定结构。
9.适合于生产权利要求4的线状产品的方法，其特征在于至少一个接头和/或固定装置要在其热塑性条件下与线状产品联接，且随后要使线状产品的聚合物与接头和/或固定装置外套的聚合物进行交联。
10.权利要求9的生产线状产品的方法，其特征在于要将非交联原电缆切割成单独的电缆段，然后将各段的末端以导电方式与一个接头装置联接并热塑地模塑在一起，以及在于然后把引线绝缘的聚合物即套管与传感器外套聚合物进行交联。
11.根据权利要求10的生产线状产品的方法，其中所述接头装置为传感器。
12.根据权利要求9-11任一项的生产线状产品的方法，其特征在于要使聚合物在高能电子辐射下进行交联。
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