CN104810111A

CN104810111A - 信号传输用电缆线芯

Info

Publication number: CN104810111A
Application number: CN201510194102.6A
Authority: CN
Inventors: 许珂; 曹东燕
Original assignee: Dezhou University
Current assignee: Dezhou University
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2015-07-29

Abstract

本发明所述的信号传输用电缆线芯，属于数据线的技术领域。所述电缆线芯包括铜导体和包覆在所述铜导体上的绝缘层；所述铜导体外表面形成有镀锡保护层，所述绝缘层为热塑性树脂绝缘层。本发明的信号传输用电缆线芯在保证电气性能和物理机械性能的同时，还保证了良好的柔软性、阻燃性能和耐老化性能，具有优异的综合性能。

Description

信号传输用电缆线芯

技术领域

本发明涉及数据线的技术领域，更具体地说本发明涉及一种信号传输用电缆线芯。

背景技术

随着信息技术和计算机技术的飞速发展，其在各个行业广泛应用，而且随着元件小型化、高集成化以及轻量化的发展趋势，对其中的连接线也提出了越来越高的要求，其不仅要求结构简单、美观，具有一定的抗电磁干扰性能，并且需要兼具良好的耐久性和柔韧性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种信号传输用电缆线芯。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种信号传输用电缆线芯，包括铜导体和包覆在所述铜导体上的绝缘层；所述铜导体外表面形成有镀锡保护层，所述绝缘层为热塑性树脂绝缘层。

其中，所述铜导体由铜合金经过粗轧制线、中间退火、酸洗、拉拔以及罩式退火制备得到，并且所述铜合金按照质量百分比计，含有0.60~0.90wt%的Ni、0.12~0.20wt%的Si、0.05~0.20wt%的Cr、0.02~0.05wt%的Zr、20ppm以下的O，以及余量的Cu和不可避免的杂质。

其中，所述铜合金中还含有0.01~0.05wt%的Mg。

其中，所述铜合金按照质量百分比计，由0.60~0.90wt%的Ni、0.12~0.20wt%的Si、0.05~0.20wt%的Cr、0.02~0.05wt%的Zr、0.01~0.05wt%的Mg 、20ppm以下的O，以及余量的Cu和不可避免的杂质组成。

其中，所述铜导体中结晶粒径为15 μm以下。

其中，所述铜导体的抗拉强度为550~650 N/mm²，伸长率为10~15%，硬度为160~180HB，导电率为55~60 % IACS。

其中，所述绝缘层由热塑性树脂组合物经过挤出包覆形成在所述形成有镀锡保护层的铜导体上。所述热塑性树脂组合物由ABS树脂、低密度聚乙烯、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、聚四氟乙烯、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂和改性空心微珠组成。

其中，所述热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50~55wt%的ABS树脂、8~10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8~10wt%的膦酸酯阻燃剂、3~6wt%的三氧化二锑、5~8wt%的SEBS-g-MAH、3~5wt%的低密度聚乙烯、1.0~1.5wt%的润滑剂、0.1~0.5wt%的聚四氟乙烯、0.2~0.3wt%的抗氧化剂，和余量的改性空心微珠。

其中，所述空心微珠经过以下改性处理：将空心微珠分散于甲苯溶液中，加入反应釜中，然后加入а-甲基苯乙烯、N-异丙醇二乙醇胺、丙烯腈和催化剂在60℃的温度下搅拌反应3.0 h，然后分别用甲醇和无水乙醇进行洗涤、并进行真空干燥，研磨后即可得到所述改性空心微珠。

其中，以重量份数计，空心微珠为100重量份、а-甲基苯乙烯为15重量份、N-异丙醇二乙醇胺为2.2重量份、丙烯腈为5.8重量份、催化剂为0.05重量份。

与现有技术相比，本发明所述信号传输用电缆线芯具有以下有益效果：

本发明的信号传输用电缆线芯在保证电气性能和物理机械性能的同时，还保证了良好的柔软性、阻燃性能和耐老化性能，具有优异的综合性能。

具体实施方式

以下将结合具体的实施例对本发明进行详细说明。但本发明的保护范围并不受限于以下所公开的实施例。

在本发明中，所述信号传输用电缆线芯，包括铜导体和包覆在所述铜导体上的绝缘层，而所述铜导体外表面形成有镀锡保护层，所述绝缘层为热塑性树脂绝缘层。具体来说，所述铜导体由铜合金圆杆锭经过粗轧制线、中间退火、酸洗、拉拔以及罩式退火制备得到。在本发明中，所述铜合金按照质量百分比计，含有0.60~0.90wt%的Ni、0.12~0.20wt%的Si、0.05~0.20wt%的Cr、0.02~0.05wt%的Zr、20ppm以下的O，以及余量的Cu和不可避免的杂质；进一步地还可以含有0.01~0.05wt%的Mg。中间退火一般在还原性气氛，例如由CO和H₂组成的还原性气氛下，与800~850 ℃保持2小时，然后随炉冷却至室温，并利用稀酸例如盐酸等去除表面的氧化膜，然后进行冷拉伸加工，制作直径为5~10mm的线材；然后在罩式炉中于480~520 ℃保温处理15~20 min，其中升温时间为100~120 min，如此可以得到粒径为15 μm以下的内部晶粒，并且维持所述铜导体的抗拉强度为550~650 N/mm²，伸长率为10~15%，硬度为160~180HB，导电率为55~60 % IACS；兼有良好的抗拉和耐磨性能，也具有合适的拉伸延展性。在本发明中，所述绝缘层由热塑性树脂组合物经过挤出包覆形成在所述形成有镀锡保护层的铜导体上。所述热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50~55wt%的ABS树脂、8~10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8~10wt%的膦酸酯阻燃剂、3~6wt%的三氧化二锑、5~8wt%的SEBS-g-MAH、3~5wt%的低密度聚乙烯、1.0~1.5wt%的润滑剂、0.1~0.5wt%的聚四氟乙烯、0.2~0.3wt%的抗氧化剂，和余量的改性空心微珠。将计量的热塑性树脂组合物加入混料机中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的物料送入带有强制喂料系统的双螺杆挤出机中塑化挤出，进行造粒即可，其中螺杆各区温度为180~200℃。将得到的粒料通过挤出机中塑化成均匀的熔化体，并通过挤出机的机头在210～230℃挤出并包覆在穿过挤出机机头的铜导体的外表面上即可以得到电缆线芯。

实施例

准备含氧的电解铜作为起始原料，所述电解铜中的氧含量为30 ppm。将电解铜在坩埚中加热熔融（惰性气氛），在1200℃的温度下吹入CO气体对其中的游离氧进行还原去除其中的氧，得到氧含量低于5 ppm的铜液，然后在所述铜液中加入Ni、Si、Cr、Zr等合金化元素进行搅拌，将得到的铜合金液浇注到模具中，得到铜合金圆杆锭。所述铜导体由铜合金圆杆锭经过粗轧制线、中间退火、酸洗、拉拔以及罩式退火制备得到。中间退火在由15%CO和85%H₂的气氛下，与800 ℃保持2小时，然后随炉冷却至室温，并利用盐酸等去除表面的氧化膜，然后进行冷拉伸加工，制作直径为6mm的线材；最后在罩式炉中于520 ℃保温处理15 min，其中从室温升温至520 ℃的时间为100min。制备的铜合金导体如表1所示。

表1 （余量为铜和不可避免的杂质，除O外单位为wt%）

制备得到的铜合金导体的性能如表2所示。

表2

由表2可以看出，采用本发明的铜合金，经过适当的退火处理，可以得到兼有良好抗拉、耐磨性，并且良好拉伸延展性的用于电缆线芯的铜合金导体。

实施例6

在本实施例中，涉及本发明实施例中用于热塑性树脂组合物中的改性空心微珠的制备。采用的空心微珠的密度为1.1g/cm³，粒径为1μm及以下。并且所述空心微珠经过以下改性处理：将空心微珠分散于甲苯溶液中，加入反应釜中，然后加入а-甲基苯乙烯、N-异丙醇二乙醇胺、丙烯腈和过氧化二月桂酰在60℃的温度下搅拌反应3.0 h，然后分别用甲醇和无水乙醇进行洗涤、并进行真空干燥，研磨后即可得到所述改性空心微珠。其中，以重量份数计，空心微珠为100重量份、а-甲基苯乙烯为15重量份、N-异丙醇二乙醇胺为2.2重量份、丙烯腈为5.8重量份、过氧化二月桂酰为0.05重量份。

实施例7

在本实施例中，热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50wt%的ABS树脂、10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8wt%的膦酸酯阻燃剂、6wt%的三氧化二锑、6wt%的SEBS-g-MAH、4wt%的低密度聚乙烯、1.0wt%的聚乙烯蜡、0.2wt%的聚四氟乙烯、0.2wt%的抗氧化剂1010，和余量的改性空心微珠。将计量好的组合物加入混料机中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的物料送入带有强制喂料系统的双螺杆挤出机中塑化挤出，进行造粒，其中螺杆各区温度为180~200℃。

实施例8

在本实施例中，热塑性树脂组合物按质量百分比包括：55wt%的ABS树脂、8wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、10wt%的膦酸酯阻燃剂、3wt%的三氧化二锑、5wt%的SEBS-g-MAH、3wt%的低密度聚乙烯、1.2wt%的硬脂酸钡、0.2wt%的聚四氟乙烯、0.2wt%的抗氧化剂1010，和余量的改性空心微珠。将计量好的组合物加入混料机中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的物料送入带有强制喂料系统的双螺杆挤出机中塑化挤出，进行造粒，其中螺杆各区温度为180~200℃。

对比例4

在本对比例中，热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50wt%的ABS树脂、10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8wt%的膦酸酯阻燃剂、6wt%的三氧化二锑、6wt%的SEBS-g-MAH、4wt%的低密度聚乙烯、1.0wt%的聚乙烯蜡、0.2wt%的聚四氟乙烯、0.2wt%的抗氧化剂1010，和余量的空心微珠。将计量好的组合物加入混料机中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的物料送入带有强制喂料系统的双螺杆挤出机中塑化挤出，进行造粒，其中螺杆各区温度为180~200℃。

对比例5

在本对比例中，热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50wt%的ABS树脂、10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8wt%的膦酸酯阻燃剂、6wt%的三氧化二锑、6wt%的SEBS-g-MAH、4wt%的低密度聚乙烯、1.0wt%的聚乙烯蜡、0.2wt%的聚四氟乙烯、0.2wt%的抗氧化剂1010，和余量的改性空心微珠。将计量好的组合物加入混料机中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的物料送入带有强制喂料系统的双螺杆挤出机中塑化挤出，进行造粒，其中螺杆各区温度为180~200℃。其中，所述改性空心微珠通过以下方法制备得到：将空心微珠分散于浓度为0.1M的N-甲基-N-丙烯基吗菲啉季铵盐离子液体中搅拌混合后得到，其中空心微珠与N-甲基-N-丙烯基吗菲啉季铵盐离子液体的配比为1:15。

按照标准GB/T8815-2002，对实施例7~8以及对比例4~5得到的热塑性树脂组合物料进行检测，检测结果如表3和表4所示。

表3

表4

表2中热老化试验温度为100±2 ℃，热老化试验时间为168 h。

以上对通过具体实施例对本发明进行了示例性描述，但是需要理解地是，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种信号传输用电缆线芯，包括铜导体和包覆在所述铜导体上的绝缘层，其特征在于：所述铜导体外表面形成有镀锡保护层，所述绝缘层为热塑性树脂绝缘层。

2. 根据权利要求1所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述铜导体由铜合金经过粗轧制线、中间退火、酸洗、拉拔以及罩式退火制备得到；并且所述铜合金按照质量百分比计，含有0.60~0.90wt%的Ni、0.12~0.20wt%的Si、0.05~0.20wt%的Cr、0.02~0.05wt%的Zr、20ppm以下的O，以及余量的Cu和不可避免的杂质。

3. 根据权利要求2所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述铜合金中还含有0.01~0.05wt%的Mg。

4. 根据权利要求2所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述铜导体中结晶粒径为15 μm以下。

5. 根据权利要求2所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述铜导体的抗拉强度为550~650 N/mm²，伸长率为10~15%，硬度为160~180HB，导电率为55~60 % IACS。

6. 根据权利要求1所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述绝缘层由热塑性树脂组合物经过挤出包覆形成在所述形成有镀锡保护层的铜导体上。

7. 根据权利要求6所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述热塑性树脂组合物由ABS树脂、低密度聚乙烯、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、SEBS-g-MAH、聚四氟乙烯、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂和改性空心微珠组成。

8. 根据权利要求7所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述热塑性树脂组合物按质量百分比包括：50~55wt%的ABS树脂、8~10wt%的苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、8~10wt%的膦酸酯阻燃剂、3~6wt%的三氧化二锑、5~8wt%的SEBS-g-MAH、3~5wt%的低密度聚乙烯、1.0~1.5wt%的润滑剂、0.1~0.5wt%的聚四氟乙烯、0.2~0.3wt%的抗氧化剂，和余量的改性空心微珠。

9. 根据权利要求7所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：所述空心微珠经过以下改性处理：将空心微珠分散于甲苯溶液中，加入反应釜中，然后加入а-甲基苯乙烯、N-异丙醇二乙醇胺、丙烯腈和催化剂在60℃的温度下搅拌反应3.0 h，然后分别用甲醇和无水乙醇进行洗涤、并进行真空干燥，研磨后即可得到所述改性空心微珠。

10. 根据权利要求9所述的信号传输用电缆线芯，其特征在于：以重量份数计，空心微珠为100重量份、а-甲基苯乙烯为15重量份、N-异丙醇二乙醇胺为2.2重量份、丙烯腈为5.8重量份、催化剂为0.05重量份。