CN101656123A - 无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆及其制备方法，其特征是每根七芯中每芯中的单个绞合内导体或双绞合内导体的外层对应设有挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘层，多个绝缘层绞合在一起；绝缘层的外层是编织屏蔽层，编织屏蔽层的外层是护套层。制备方法用电线电缆绞线机绞合镀锡铜内导体，在镀锡铜内导体外用电缆挤塑机挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘，经过电子加速器辐照交联作为绝缘层，用成缆机把多个绝缘线芯绞合在一起，采用编织机编织镀锡铜丝编织单层屏蔽层，在屏蔽层外挤出无卤低烟阻燃环保交联聚烯烃料并经电子加速器辐照作为护套层。优点：薄壁，外径小，耐辐照，重量轻，无卤，低烟，阻燃，环保，符合欧盟ROHS指令要求。

Description

无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆及其制备方法

技术领域：

本发明是无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆及其制备方法，产品外径小、重量轻，解决了用户的敷设空间狭窄及重量限制等问题，适用于对空间及重量、有毒有害物质的特殊要求，属于电缆制备技术领域。

背景技术：

多年来，国内外市场上使用的电线电缆，其绝缘材料主要是聚氯乙烯和聚乙烯材料。这种采用传统的聚氯乙烯、聚乙烯工艺生产的电线电缆短路时易发生火灾，燃烧时烟气密度大，并可产生大量有害卤素气体，直接危害用户的身心健康和财产安全。与此同时，欧盟国家于2002年11月8日完成电气及电子设备报废处理法，并于2003年1月27日正式公布了《报废电子电气设备指令》(WEEE-2002/96/EC)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(RoHS-2002/95/EC)，其主要目的是减少电气及电子设备的废弃物并建立回收及再利用系统，从而降低这些物质在废弃、掩埋及焚烧时对人体及环境所可能造成的冲击及危害。自2006年7月1日起，所有WEEE指令中所规定的电子电气产品在进入欧洲市场时，不能够含有RoHS指令中所提到的有害物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯及多溴联苯醚)。《RoHS指令》和《WEEE指令》这两条指令对电子通讯产品提出更高的环保要求，对产品出口产生巨大影响，涉及产品相关的整个产业链。企业开发绿色环保产品，积极应对欧盟指令，突破绿色贸易堡垒，提高国际竞争能力是企业面临的一个新课题。

另外，伴随电子电器类产品的精密化、轻型化趋势，这些电子产品内部线缆的敷设空间变得越来越紧张，因此要求电线电缆的外径尽量小、重量尽量轻，以适应其应用环境。而普通电缆在外径及重量上已经明显不能适应这样的要求。

发明内容：

本发明提出一种无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆的制备工艺，旨在克服现有技术所存在的缺陷。在火灾环境下烟气低，不延燃，产生气体不含卤素。另外该工艺制造的产品，有毒有害物质含量符合欧盟RoHS指令要求，应用于出口型产品中不会遭遇绿色贸易壁垒。同时又由于该电缆是采用以高能电子射线对有机热塑性材料进行辐照而使其由线性高分子转变成三维立体网状交联结构，即以热塑性转化为不溶不熔的热固态，从而改善和提高了其物理机械性能，大大降低了电线电缆的成品外径，外径比普通电缆降低约20％，重量比普通电缆降低约25％。

本发明的技术解决方案：无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆，其特征是每股七芯中每芯中的单个绞合内导体或双绞合内导体的外层对应设有挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘层，多个绝缘层绞合在一起；绝缘层的外层是编织屏蔽层，编织屏蔽层的外层是护套层。

无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆的制备方法，其特征是用电线电缆绞线机绞合镀锡铜内导体，在镀锡铜内导体外用电缆挤塑机挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘，并经过电子加速器辐照交联作为绝缘层，用成缆机把多个绝缘线芯绞合在一起，采用编织机编织镀锡铜丝编织单层屏蔽层，在屏蔽层外挤出无卤低烟阻燃环保交联聚烯烃料并经过电子加速器辐照作为护套层。本发明的优点：具有(1)机械性能好：对绝缘进行辐照交联，使原来线形结构转变成立体结构，从而提高了绝缘层的机械强度，减小了绝缘外径，降低了产品重量；(2)无卤特性：材料采用低烟无卤材料，电线在火焰燃烧时发烟量小，酸性气体释放少；(3)阻燃性能好：电线绝缘采用特种材料，使电线能达到A类垂直成束燃烧要求；(4)环保特性：有害物质含量符合欧盟ROHS指令中所规定的有害物质含量要求。

附图说明

附图1是无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆单股七芯单导体结构示意图。

附图2是无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆单股七芯双导体结构示意图。

图中的1是内导体、2是绝缘层、3是屏蔽层、4是护套层。

具体实施方式

对照附图1，其结构是每股七芯中每芯中的单导体1的外层对应设有挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘层2，多个绝缘层绞合在一起；绝缘层2的外层是编织屏蔽层3，编织屏蔽层3的外层是护套层4。

对照附图2，其结构是每股七芯中双导体1的外层对应设有挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘层2，多个绝缘层绞合在一起；绝缘层2的外层是编织屏蔽层3，编织屏蔽层3的外层是护套层4。

无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆的制备方法，用电线电缆绞线机或束线机绞合镀锡铜内导体，在内导体外用电缆挤塑机挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘，并经过电子加速器辐照交联作为绝缘层，用成缆机把绝缘线芯绞合在一起，采用编织机编织镀锡铜丝编织单层屏蔽层，在屏蔽外挤出低烟无卤阻燃环保聚烯烃料并经过电子加速器辐照作为护套层。

所述的用电线电缆绞线机或束线机绞合镀锡铜内导体：一般来讲，民用产品如控制线缆的导体多采用硬结构，比如BV线，及时软结构导线比如RV导线和AVRZ导线，导体为通常的束丝工艺。束丝导体表面不是很平整，有时有翘丝现象，在绝缘层比较厚的情况下，这种导体表面的不平整不易觉察，通过加厚绝缘层掩盖导体缺陷。但在薄壁挤出产品上，这种现象显的尤其突出，甚至造成产品检验时电击穿。为了避免此类情况，设计的导体结构全部为正规绞合工艺，导体股数为7芯，19芯或37芯，这样从物理排列结构上看具有较好的圆整度。在从工艺上并线模具上采用紧压工艺，束合外径，绞出的导体紧密、光滑、平整。对于下一道挤出工序制备提供了必要的前提条件。

所述的在内导体外用电缆挤塑机挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘，并经过电子加速器辐照交联作为绝缘层。

采用的发明技术是首先设备稳定性要调整到最佳状态，保持收放线的张力稳定在一个合理的范围，使得外径能够均匀稳定。其次模具要求具有最佳比例，无论是挤出的压力，速度要调节匹配好。最后偏心度要控制在90％以上，因为本身绝缘材料就很薄，如果偏心度不加严控制，最薄点有可能造成电气击穿和机械强度受力不均而破坏。

由于交联薄壁导线一般外径不是很大，采用辐照交联更能达到较好的材料特性，辐照本身不向聚合物添加任何添加剂。而且是在干燥环境下进行加工，不像过氧化物硫化交联或硅烷交联那样需要高温水蒸气或温水等条件，这样会造成材料吸收水分后绝缘电阻下降。

辐照交联要严格控制产品的热延伸率，这是材料交联度的间接反映。交联度过大会造成提早的材料老化，过小又会造成交联不彻底，达不到耐温和机械强度要求。

所述的在屏蔽外挤出低烟无卤阻燃环保聚烯烃料，并经过电子加速器辐照作为护套层。

辐照交联是线缆行业最近几年兴起的新型工艺，最早应用于军工产品，目前逐渐扩展到民用产品。交联工艺过程是将线性分子结构的聚烯烃类材料，通过特定的高能电子辐照加工工艺方式，高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。使其分子结构由原来的线型结构转变成网状结构。

长期允许工作温度由70℃提高到105℃(或更高)，短路允许温度由160℃提高到250℃(或更高)，短路时抗瞬间高载流量得到大大提高。在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能，在电性能、机械性能方面也有其独性的优良特性。

本发明环保特性完全符合产品环保特性符合SJ/T 11363-2006的规定，在低烟、无卤、阻燃特性上的指标满足JB/T 10491-2004《额定电压450/750V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆》的相应规定。该电缆具有耐温等级高、外径小、重量轻、电气性能和机械物理性能优异等显著特点。同时该电缆是采用以高能电子射线对有机热塑性材料进行辐照而使其由线性高分子转变成三维立体网状交联结构，即以热塑性转化为不溶不熔的热固态，改善和提高了物理机械性能，降低了电线电缆的成品外径。

Claims (2)

1、无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆，其特征是每根七芯中每芯中的单个绞合内导体或双绞合内导体的外层对应设有挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘层，多个绝缘层绞合在一起；绝缘层的外层是编织屏蔽层，编织屏蔽层的外层是护套层。

2、无卤低烟阻燃环保型薄壁交联电缆的制备方法，其特征是用电线电缆绞线机绞合镀锡铜内导体，在镀锡铜内导体外用电缆挤塑机挤出无卤低烟阻燃环保薄壁绝缘，并经过电子加速器辐照交联作为绝缘层，用成缆机把多个绝缘线芯绞合在一起，采用编织机编织镀锡铜丝编织单层屏蔽层，在屏蔽层外挤出无卤低烟阻燃环保交联聚烯烃料并经过电子加速器辐照作为护套层。

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