CN102446580A - 一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电线电缆领域，涉及一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线及其制造方法。本发明的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，包括线芯和包覆于线芯外表面的绝缘防护层，所述线芯为多股单丝镀镍圆铜线经同芯绞合而成的绞合导电线芯，所述包覆于线芯外表面的绝缘防护层由内而外依次包括已烧结的PTFE薄膜层、未烧结的PTFE薄膜层、玻璃布带层和外表面涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层。本发明的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线电性能、弯曲性能和抗冲击性能优异、体积小、重量轻、耐高低温、耐水、耐盐雾、耐辐射、耐酸碱腐蚀、阻燃、防霉、耐冷却剂，且安全可靠性高，可广泛用于核工业、核电站等领域。
Description
技术领域
本发明属于电线电缆领域，涉及一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线及其制造方法。
背景技术
目前，在我国经济发达、电力负荷集中的沿海地区，核电站已逐渐发展成为电力结构的重要支柱。除了现有的浙江三门、秦山、广东阳江等核电建设项目，预计到2020年，将新建27个百万千瓦级的核电机组。也就是说，今后10年内，将新增核发电装机容量达3000万千瓦，每年将有二到三个核电机组开工建设。
由于核工业所处的特殊环境，对于电线电缆的绝缘材料性能提出了特殊的要求。在具有普通电线电缆的一般电气性能、机械特性的基础上，必须具有低烟无卤、质轻、耐辐射、耐高低温、优异的力学性能，并且还应具有良好的耐水、耐腐蚀、防霉、阻燃(或不燃)和耐冷却剂等特点。但是，目前的核工业中各类电线电缆主要采用聚烯烃等热塑性材料用于传输控制电线绝缘结构，这类绝缘结构存在以下缺点：导体的绝缘层厚，导线体积大，抗冲击性能和弯曲性能差、重量大，并且绝缘结构易松散、外加玻璃丝绝缘编织防护层时容易发生刺穿，耐水性差、不耐酸碱和盐雾，阻燃性和防霉性能不高，造成整个绝缘结构使用寿命短，安全可靠性差。此外，核电驱动机构用引接线绝缘结构形式主要有：a)聚酰亚胺薄膜绕包，玻璃丝编织；b)云母带绕包，玻璃丝编织。虽然绝缘电气性能较好，但主要存在以下缺点：耐水性差、不耐酸碱和盐雾，和防霉性能不高。
发明内容
为了解决现有的核工业用绝缘电线(如传输控制电线和驱动机构用引接线)存在重量大、耐水性和耐腐蚀性差、不耐酸碱和盐雾、易松散、编织层毛刺容易刺入绝缘层等缺点，本发明提供了一种核工业用的电性能优异、体积小、重量轻、耐高低温、耐水、耐盐雾、耐辐射、耐酸碱腐蚀、阻燃、防霉，且安全可靠性高的薄膜绕包复合带绝缘电线及其制造方法。
一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，包括线芯和包覆于线芯外表面的绝缘防护层，所述线芯为多股单丝镀镍圆铜线经同芯绞合而成的绞合导电线芯，所述包覆于线芯外表面的绝缘防护层由内而外依次包括已烧结PTFE薄膜层、未烧结PTFE薄膜层、玻璃布带层和外表面涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层。
所述PTFE代表聚四氟乙烯；
所述聚四氟乙烯薄膜为双向拉伸薄膜。
所述单丝镀镍圆铜线中镍层的体积百分含量为12％～15％；
所述绞合导电线芯的规格可以为127×0.300(mm)。
所述已烧结PTFE薄膜层为已烧结PTFE重叠薄膜绕包层；所述未烧结PTFE薄膜层为未烧结PTFE薄膜绕包层；所述玻璃布带层为玻璃布带绕包层。
所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层与所述未烧结PTFE薄膜绕包层的绕向相反，所述未烧结PTFE薄膜绕包层与所述玻璃布带绕包层的绕向相反。
所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层的绕包搭盖率为45％～55％。
所述未烧结PTFE薄膜绕包层的绕包搭盖率50％～60％。
所述玻璃布带绕包层的绕包搭盖率为5％～15％；
所述玻璃布带为高阻燃玻璃布带；所述高阻燃玻璃布带选自无卤低烟阻燃玻璃布带或阻燃无碱玻璃布带。
所述无卤低烟阻燃玻璃布带和阻燃无碱玻璃布带均采用现有技术中的无卤低烟阻燃玻璃布带和阻燃无碱玻璃布带。
所述玻璃丝编织层的编织密度不小于98％。
所述改性PTFE乳液层占所述外表面涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层的重量百分含量为15％～30％。
所述改性PTFE乳液包括聚偏氟乙烯乳液。
本实用新型的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将多根单丝镀镍圆铜线经同芯绞合制成致密的绞合导电线芯；
(2)、在绞合导电线芯外叠包已烧结的聚四氟乙烯薄膜形成已烧结聚四氟乙烯薄膜层；
(3)、在已烧结聚四氟乙烯薄膜层外反向紧密绕包未烧结聚四氟乙烯薄膜，再将绕包的未烧结聚四氟乙烯薄膜进行高频热熔融粘封形成未烧结聚四氟乙烯薄膜层；
(4)、在未烧结聚四氟乙烯薄膜层外反向紧密绕包玻璃布带形成玻璃布带层；
(5)、在玻璃布带层外进行玻璃丝编织形成玻璃丝编织层，在玻璃丝编织层的外表面均匀涂覆改性PTFE乳液，然后将涂覆的改性PTFE乳液层加热固化形成涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层，最终得到所述耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线。
(6)、将得到的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线收卷成盘。
步骤(2)中，所述聚四氟乙烯薄膜为双向拉伸薄膜；
步骤(3)中，所述未烧结聚四氟乙烯薄膜为聚四氟乙烯生料带；所述高频热熔融粘封的温度为270℃～330℃；
步骤(4)中，所述玻璃布带为高阻燃玻璃布带；所述高阻燃玻璃布带选自无卤低烟阻燃玻璃布带或阻燃无碱玻璃布带；
步骤(5)中，所述加热固化的温度为390℃～430℃。
本发明的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线及其制备方法具有以下优点：
1、采用已烧结的聚四氟乙烯薄膜进行叠包，其中聚四氟乙烯薄膜为双向拉伸薄膜，使得绝缘层更加紧密包裹在绞合的导电线芯上，起到耐高温和低温、高绝缘性能和优异的力学性能，且不会和绞合线芯发生粘连的情况。
2、在烧结的聚四氟乙烯薄膜层外，紧密绕包一层未烧结的聚四氟乙烯薄膜(聚四氟乙烯生料带)。聚四氟乙烯生料带具有优异的绝缘性、极强的化学稳定性和良好的密封性能，经过高频加热熔融粘封后，绝缘结构具有很好的耐水、耐酸碱、耐化学腐蚀的整体密封效果。
3、在未烧结的聚四氟乙烯薄膜层上紧密绕包高阻燃玻璃布带，高阻燃玻璃布带可以在200-600℃燃烧时能吸收热量，防止火焰穿过，保护绝缘层免受燃烧，且不吸水并能防止电线在贮存、运输过程中的潮气入侵绝缘层。使得整个绝缘结构具有良好的防潮、阻燃的作用。另外，玻璃布带具有很好的力学强度和编织密度，使得绝缘结构整体的抗冲击性能得到提高，同时可以防止玻璃丝编织层刺穿内部的薄膜绕包绝缘层。
4、绝缘结构的防护层采用玻璃丝编织为主体，并在其外表面涂覆改性PTFE乳液(如聚偏氟乙烯乳液)。改性PTFE乳液除了具有PTFE乳液的一般特性之外，还具有一定的耐辐射性能。由于改性PTFE乳液的表面张力比大多数的金属和无机材料的表面张力小的多，所以能很好的浸润玻璃纤维编织层。在玻璃纤维编织层外涂覆改性PTFE乳液使得玻璃纤维编织层的摩擦系数大大降低，耐霉菌、耐辐射、耐腐蚀、耐气候性提高。涂覆并烧结固化后的绝缘防护层具有了玻璃纤维编织防护和PTFE材料防护的共同优点。
本发明的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线电性能、弯曲性能和抗冲击性能优异、体积小、重量轻、耐高低温、耐水、耐盐雾、耐辐射、耐酸碱腐蚀、阻燃、防霉、耐冷却剂，且安全可靠性高，可广泛用于核工业、核电站等领域。
附图说明
图1为耐水、耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的结构示意图
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线如图1所示，包括线芯1和包覆于线芯外表面的绝缘防护层，所述线芯1为多股单丝镀镍圆铜线经同芯绞合而成的绞合导电线芯，所述包覆于线芯外表面的绝缘防护层由内而外依次包括已烧结的PTFE薄膜层2、未烧结的PTFE薄膜层3、玻璃布带层4和外表面涂覆改性PTFE乳液层6的玻璃丝编织层5。
所述耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，包括如下步骤：
1、将多根单丝镀镍铜圆线经同芯绞合制成致密的绞合导电线芯，其中，所述单丝镀镍圆铜线中镍层的体积百分含量为12％，所述绞合导电线芯的规格为127×0.300(mm)；
2、在绞合导电线芯外叠包已烧结的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜层，其中，所述已烧结聚四氟乙烯薄膜为双向拉伸薄膜，绕包搭盖率为50±0.5％；
3、在已烧结聚四氟乙烯薄膜绕包层外反向绕包未烧结聚四氟乙烯薄膜，其绕包搭盖率为60±0.5％，并对未烧结聚四氟乙烯薄膜绕包层进行高频加热熔融粘封，所述高频加热熔融粘封的温度为270℃；
4、在熔融粘封后的未烧结聚四氟乙烯薄膜层外反向绕包玻璃布带得到玻璃布带绕包层，所述玻璃布带为阻燃无碱玻璃布带或无卤阻燃玻璃布带，绕包搭盖率为50±0.5％；
5、在玻璃布带绕包层外进行玻璃纤维编织得到玻璃丝编织层，其中，所述玻璃丝编织的编织密度为98±0.5％；
6、在玻璃丝编织层外涂覆改性PTFE乳液，并将涂覆改性PTFE乳液层高温加热固化，最终得到所述耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其中，所述改性PTFE乳液涂层占所述涂覆改性PTFE乳液涂层的玻璃丝编织层的重量百分含量为15％，所述高温加热固化的温度为390℃；
7、将得到的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线收卷成盘。
对本实施例所得的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的性能进行测试，测试的结果如表1所示。
实施例2
一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，除所述高频加热熔融粘封的温度为330℃和所述高温加热固化的温度为430℃外，其他步骤与实施例1相同。
对本实施例所得的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的性能进行测试，测试的结果如表1所示。
实施例3
一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，除所述单丝镀镍圆铜线中镍层的体积百分含量为15％、所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层的绕包搭盖率为45％、所述改性PTFE乳液涂层占所述涂覆改性PTFE乳液涂层的玻璃丝编织层的重量百分含量为30％、所述高频加热熔融粘封的温度为300℃和所述高温加热固化的温度为410℃外，其他步骤与实施例1相同。
对本实施例所得的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的性能进行测试，测试的结果如表1所示。
实施例4
一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，除所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层的绕包搭盖率为55％、所述高频加热熔融粘封的温度为300℃和所述高温加热固化的温度为410℃外，其他步骤与实施例1相同。
对本实施例所得的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的性能进行测试，测试的结果如表1所示。
表1
Claims (10)
1.一种耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，包括线芯和包覆于线芯外表面的绝缘防护层，所述线芯为多股单丝镀镍圆铜线经同芯绞合而成的绞合导电线芯，所述包覆于线芯外表面的绝缘防护层由内而外依次包括已烧结的PTFE薄膜层、未烧结的PTFE薄膜层、玻璃布带层和外表面涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层。
2.如权利要求1所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述单丝镀镍圆铜线中镍层的体积百分含量为12％～15％。
3.如权利要求1所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述已烧结的PTFE薄膜层为已烧结的PTFE薄膜重叠绕包层，所述未烧结的PTFE薄膜层为未烧结PTFE薄膜绕包层，且所述PTFE薄膜均为双向拉伸薄膜；所述玻璃布带层为玻璃布带绕包层。
4.如权利要求3所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层与所述未烧结PTFE薄膜绕包层的绕向相反，所述未烧结PTFE薄膜绕包层与所述玻璃布带绕包层的绕向相反。
5.如权利要求3或4所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述已烧结PTFE薄膜重叠绕包层的绕包搭盖率为45％～55％；所述未烧结PTFE薄膜绕包层的绕包搭盖率为50％～60％；所述玻璃布带绕包层的绕包搭盖率为5％～15％。
6.如权利要求1所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述玻璃布带为高阻燃玻璃布带；所述高阻燃玻璃布带选自无卤低烟阻燃玻璃布带或阻燃无碱玻璃布带。
7.如权利要求1所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述玻璃丝编织层的编织密度不小于98％。
8.如权利要求1所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线，其特征在于，所述改性PTFE乳液涂层占所述外表面涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层的重量百分含量为15％～30％。
9.如权利要求1-8任一所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将多根单丝镀镍圆铜线经同芯绞合制成致密的绞合导电线芯；
(2)、在绞合导电线芯外叠包已烧结的聚四氟乙烯薄膜形成已烧结聚四氟乙烯薄膜层；
(3)、在已烧结聚四氟乙烯薄膜层外反向紧密绕包未烧结聚四氟乙烯薄膜，再将绕包的未烧结聚四氟乙烯薄膜进行高频热熔融粘封形成未烧结聚四氟乙烯薄膜层；
(4)、在未烧结聚四氟乙烯薄膜层外反向紧密绕包玻璃布带形成玻璃布带层；
(5)、在玻璃布带层外进行玻璃丝编织形成玻璃丝编织层，而后在玻璃丝编织层的外表面均匀涂覆改性PTFE乳液，并将涂覆的改性PTFE乳液层高温加热固化形成涂覆改性PTFE乳液层的玻璃丝编织层，最终得到所述耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线。
10.如权利要求9所述的耐水耐腐蚀薄膜复合绕包绝缘电线的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高频热熔融粘封的温度为270℃～330℃；步骤(5)中，所述高温加热固化的温度为390℃～430℃。
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