CN102610312A - 电线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电线，在不大幅改变包覆导体的包覆材料自身的性能的情况下提高耐磨性及低摩擦性。该电线，在最外层包覆有在由卤素系聚合物形成的弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的组合物。

Description

电线

技术领域

本发明涉及在滑动环境下耐磨性及低摩擦性优异的电线。

背景技术

由绝缘包覆材料对导体进行包覆的电线在配线、布线时穿过电线管、管道(duct)等中或被拉伸并缠绕。另外，在使用时存在电线之间或与其他部件接触、滑动而使用的情况。因此，要求耐磨性优异的包覆材料是当然的事，此外还要求滑动性良好的低摩擦性能的包覆材料。

作为实现上述要求的方法，通常为将石墨、二硫化钼、四氟乙烯树脂、有机硅树脂、润滑剂等固体润滑剂混合在包覆材料的组合物中的方法，但存在导致拉伸强度等机械强度大幅降低的缺点。

专利文献1：特开平9-320352号公报

专利文献2：特开2001-31903号公报

专利文献3：特开2003-7144号公报

专利文献4：特开2008-218061号公报

发明内容

为了弥补上述缺点，研究了各种方法，但还不能说足够。例如，研究了将混和的固体润滑剂进行微粉化、通过硅烷偶联剂对包覆材料进行表面处理等方法，但其效果还不充分。为此上述方法的利用范围受到很多限制。

本发明是为了解决上述问题而完成的，是为了提供一种在不大幅改变包覆导体的包覆材料自身的性能的情况下提高了耐磨性、低摩擦性的电线。

为了实现上述目的而提出的本发明是一种电线，在最外层包覆有在由卤素系聚合物形成的弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的组合物。

所述组合物可以为，相对于100质量份所述弹性体分散有5～50质量份范围内的所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末。

所述组合物可以为，相对于100质量份所述弹性体分散有1～20质量份范围内的含官能团化合物。

所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末可以由芳香族聚酰胺形成。

所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末可以由对位型芳香族聚酰胺形成。

可选地，所述芳香族高分子纤维的纤维直径为10～150μm，进而纤维长度为50～500μm范围内。

所述芳香族高分子粉末的粒径可以为10～150μm范围内。

根据本发明，可以提供不会大幅改变包覆导体的包覆材料自身的性能而提高了耐磨性及低摩擦性的电线。

具体实施方式

本发明人为了达到上述目的，发现通过将在弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末而形成的组合物作为电线或电缆的最外层而进行包覆，在不大幅改变包覆材料自身的性能的情况下可以赋予电线耐磨性及低摩擦性，从而完成了本发明。

即，本发明为将在由卤素系聚合物形成的弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末而形成的组合物包覆于最外层的电线。此处，所谓电线是指由绝缘体包覆导体的、具有长条形的物质，包括在绝缘电线(由绝缘体包覆导体的长条体)的外周具有护套的电缆。

作为本发明中使用的弹性体，包括乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、腈橡胶、氟橡胶、有机硅橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯等橡胶类包覆材料，上述聚合物中尤其优选氯丁橡胶、氟橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯等卤素系聚合物。其理由在于，因为其高分子相互间的分子间力较高、耐磨性等机械特性优异。可以单独使用也可以与其他聚合物混合使用。另外，作为对上述物质进行改性的目的，还可以与聚乙烯、醋酸乙烯-乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等塑料混合。

本发明中，通过在上述弹性体中混合(分散)芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末，不仅可以显著提高耐磨性还可以显著降低摩擦系数。

作为芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末，包括芳香族聚酯纤维、芳香族聚酰胺酰亚胺纤维、芳香族酰亚胺纤维、芳香族聚酰胺纤维及上述物质的粉末，特别优选对于耐磨性及低摩擦性来说效果较大的芳香族聚酰胺纤维或芳香族聚酰胺粉末。并且，作为芳香族聚酰胺纤维或芳香族聚酰胺粉末分为对位型和间位型两大类，对于低摩擦化而言优选使用前者对位型。

本发明中，还可以同时使用芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末，本说明书中，所谓“分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的组合物”是指分散有芳香族高分子纤维和芳香族高分子粉末的一方或双方的组合物。

将上述芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末相对于弹性体100质量份以5～50质量份的范围内混和。这是因为，如果不足下限值则对于作为目的的低摩擦化而言效果较小，另外如果超过上限值则成形性或拉伸的降低变得较大。本发明的芳香族高分子纤维优选纤维直径为10～150μm范围内，进而纤维长度为50～500μm范围内，不足下限值则由于凝集而分散性显著降低导致挤出外观的平滑性或机械强度的降低较大，而超过上限值则导致机械强度的显著降低。另一方面，芳香族高分子粉末的粒径优选为10～150μm范围内，芳香族高分子纤维的情况也同样，如果不足下限值则发生凝集且分散性显著降低由此导致挤出外观的平滑性或机械强度的降低较大，另外当超过上限值则导致机械强度的显著降低。

所述弹性体和芳香族高分子纤维的亲和性未必一定好，很多情况下由于混和导致拉伸强度和拉伸率等的降低。为此，为了提高两者的亲和性经过反复研究的结果，发现混合含官能团化合物是有效的。相对于弹性体100质量份，混合含官能团化合物(例如羧酸化合物)1～20质量份范围内，如果不足下限值则存在混和效果较小的问题，另外超过上限值则存在在表面上起霜而成形外观显著降低的问题。此处，所谓含官能团化合物包括由丙烯酸锌、丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁等低分子量化合物或马来酸酐接枝醋酸乙烯-乙烯共聚物、马来酸酐-乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸接枝醋酸乙烯-乙烯共聚物、丙烯酸接枝乙烯乙酯-丙烯酸共聚物、缩水甘油醚接枝醋酸乙烯-乙烯共聚物等代表的分子内含有C＝O键的变性聚合物。

本发明中，为了使上述组成发生交联，通常加入交联剂。进一步，还可以适当加入交联助剂稳定剂、抗氧化剂、填充剂、增强剂、着色剂、润滑剂、软化剂、增塑剂等添加剂。需要说明的是，为了有效地改善上述包覆材料的表面，作为交联助剂稳定剂，偏苯三酸三辛酯、甲基丙烯酸单体、间苯撑双马来酰亚胺、三烯丙基异氰酸酯等多官能团单体是有效的。

将由上述组成形成的包覆材料挤出包覆在导体或电线芯部上之后，通过加热蒸气、高频波、远红外线等的加热、电子束等电离性放射线等的辐照而将硅烷偶联剂接枝于弹性体，通过脱水缩合而引起的硅烷交联等交联方法而发生交联，制得电线。

在电子束辐照中使用电子束加速器在空气中进行照射由此进行交联，但为了有效地进行交联，优选在氮气、氩气、氦气、氖气、氙气等非活性气体气氛下进行照射。另外，照射温度通常可以为常温，但通过采取高温可以促进交联。

综上所述，本发明的电线中，通过将在由卤素系聚合物形成的弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的组合物包覆在最外层，由此在不大幅改变包覆材料自身的性能(拉伸特性等)的情况下能够提高耐磨性和低摩擦性。

本发明不限于上述实施方式，当然地可以附加各种变更。

实施例

基于表1所示的实施例及比较例对本发明进行具体地说明。

表1

^*1シヨウプレン(注册商标，ShowaDenko Chloroprene，氯丁二烯)(昭和电工)

^*2ELASLEN401(氯化聚乙烯)(昭和电工)

^*31，3-双叔丁基过氧异丙基苯(日本油脂)

^*4三烯丙基异氰酸酯(日本化成)

^*5氧化锌(堺化学工业)

^*6铝碳酸镁DHT4A(协和化学工业)

^*7二苯胺DDA(川口化工业)

^*8Nocrac224(2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物)(大内新兴化学)

^*9MS滑石(日本滑石)

^*10旭#70G(Asahicarbon会社)

^*11NP24(出光兴业)

^*12DINP(ジエイプラス会社，J-Plus)

^*13聚酰胺12(粒径50μm)

^*14特瓦伦5011(粒径55μm，帝人)

^*15特瓦伦1088(纤维径12μm，纤维长250μm)

^*16M201F(Kureha Corporation)

^*17马来酸酐接枝醋酸乙烯-乙烯共聚物(醋酸乙烯含量28mass％，马来酸酐接枝量5mass％)

^*18×10^-3mm³/Nm

关于包覆材料，按照表1所示的配合组成，通过保持为100℃的热辊对配合材料进行混合后，通过热压在180℃×10分的条件使其发生交联，制得厚度1mm、长度150mm、横100mm的片材。接下来，对上述片材的评价法进行说明。另外，在实施例、比较例中，虽然为了评价组合物的特性而将试验材料成形为片材状并进行试验，但作为上述电线或电缆的包覆材料而用于最外层时也可以得到相同的效果。

(1)耐磨性、摩擦系数(滑动特性)

试验中使用推力磨损试验仪。按照JIS K7218，将片材试料裁剪为40mm见方、厚度1mm的试验片，作为对象材料而使用SUS304制的圆柱环(外径25.6mm、内径20.6mm、表面粗糙度Ra 0.2μm)。使该圆柱环与改性的表面发生滑动，进行试验。

取面压为0.1MPa、周速30m/分、测定时间为60分、在干燥气氛下，周围温度为25℃。试验后测定重量，由重量变化算出比摩耗量，同时由转矩算出摩擦系数。通过该方法分别对3点进行测定，将其算术平均值示于表1。

(2)拉伸试验(拉伸特性)

按照JIS K3005，通过夹具从片材分别取得5根哑铃3号试验片。在拉伸速度500mm/分、标线间距离为20mm、温度20℃的气氛下进行拉伸试验，测定拉伸强度及断裂伸长率。表1中示出了各5点的算术平均值。

如表1所示，实施例1～7的任一项均呈现比摩耗量较小耐磨性优异，且摩擦系数也较小，滑动特性优异。

相对于此，未混合有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末、或混和量不足下限值的比较例1、2的摩擦系数较高。另外，芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的混和量超过上限值的比较例3，虽然摩擦系数大幅降低但发生拉伸强度的显著降低而缺乏强韧性。另外，使用芳香族系以外的高分子粉末的比较例4及使用了非高分子纤维的碳纤维炭素纤维的比较例5，摩擦系数均较高，缺乏低摩擦性。

根据以上说明的本发明，如由实施例和比较例的对比可知，可以实现优异的耐磨性、低摩擦性，对于电线的长寿化及布线和使用时的操作性的提高等做出贡献。

Claims (7)

1.一种电线，其特征在于，在最外层包覆有在由卤素系聚合物形成的弹性体中分散有芳香族高分子纤维或芳香族高分子粉末的组合物。

2.根据权利要求1所述的电线，所述组合物为相对于100质量份所述弹性体分散有5～50质量份范围内的所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末。

3.根据权利要求2所述的电线，所述组合物为相对于100质量份所述弹性体分散有1～20质量份范围内的含官能团化合物。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电线，所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末由芳香族聚酰胺形成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电线，所述芳香族高分子纤维或所述芳香族高分子粉末由对位型芳香族聚酰胺形成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电线，所述芳香族高分子纤维的纤维直径为10～150μm且纤维长度为50～500μm范围内。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的电线，所述芳香族高分子粉末的粒径为10～150μm范围内。