CN105336453A - 双层共挤绝缘辐照交联工艺方法以及低烟无卤阻燃电线 - Google Patents

双层共挤绝缘辐照交联工艺方法以及低烟无卤阻燃电线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过不同的挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，控制挤出机的动力，按照比例将内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线；然后将电线进行辐照。本发明的方法采用双层共挤工艺和辐照交联工艺结合，制备的低烟无卤阻燃电线不仅满足电能传输的安全使用，而且具备低烟、无卤环保、阻燃、耐高温、抗老化、高绝缘以及机械性能优良的突出性能。

Description

双层共挤绝缘辐照交联工艺方法以及低烟无卤阻燃电线
技术领域
本发明属于电线电缆生产技术领域，具体涉及一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法以及低烟无卤阻燃电线。
背景技术
电线电缆是国民经济必不可缺少的“血管和神经”，随着社会和经济发展，特别在室内、大型建筑内部及大型公共场所等场合，对电线电缆的技术和环保性能要求越来越高。目前市面上电线主要分聚氯乙烯绝缘和低烟无卤绝缘两类，聚氯乙烯绝缘电线虽然有优良的机械、电气及加工性能并且在国内已经成熟使用，但是由于环保性能低，含有卤素而燃烧时释放出大量有毒有害的腐蚀性气体和浓烟，并且耐温等级低，容易造成“二次灾害”，使用寿命短。
低烟无卤绝缘材料，如聚乙烯，其具有良好的电性能和加工性能，被广泛的用作电线电缆的绝缘及护套材料，但是聚乙烯材料的使用温度低及具有蠕变性缺陷，限制了使用范围。为了解决这个问题，采用各种交联或者共混技术对聚乙烯改性，提高聚乙烯电缆的使用温度以及耐应力开裂性能。
现在技术中，聚乙烯交联工艺主要有硅烷交联、过氧化物化学交联和辐照交联，过氧化物化学交联主要适用于大规格的中高压和超高压聚乙烯电力电缆，并且成本较高。硅烷交联需要用水做引发剂，水的侵入会导致材料介电性能裂化，在一定程度上限制了硅烷交联聚乙烯的使用。而辐照交联聚乙烯电线具有高效、低能耗、环保的特点。因此，辐照交联是现在提高电线性能的一个较好的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种双层共挤绝缘辐照交联方法以及低烟无卤阻燃电线，该方法采用双层共挤工艺和辐照交联工艺结合，制备的低烟无卤阻燃电线不仅满足电能传输的安全使用，而且具备低烟、无卤环保、阻燃、耐高温、抗老化、高绝缘以及机械性能优良的突出性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，
将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过两台挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，控制两台挤出机的动力之比为1:5-1:3，按照比例将内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线；
然后将电线进行辐照，完成双层共挤绝缘辐照交联工艺，制备获得低烟无卤阻燃电线。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述内绝缘层材料为聚乙烯，所述外绝缘层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，经过辐照后，所述内绝缘层材料成为辐照交联聚乙烯材料，所述外绝缘层材料为辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃材料。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，经过辐照后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料的分子线性结构变为三维网状结构。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料经过双层共挤后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料不可分割的粘连在一起。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，使得内绝缘层材料的厚度为0.1-0.2mm，外绝缘层材料的厚度为0.6-0.8mm。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，辐照剂量为8-16Mrad。
在本发明的一个较佳实施例中，进一步包括，一种低烟无卤阻燃电线，其包括设置在电线中心的铜导体、包覆在所述铜导体外周的内绝缘层、以及包覆在所述内绝缘层外周的外绝缘层。
本发明的有益效果是:
其一、本发明的方法采用双层共挤工艺和辐照交联工艺结合，制备的低烟无卤阻燃电线不仅满足电能传输的安全使用，而且具备低烟、无卤环保、阻燃、耐高温、抗老化、高绝缘以及机械性能优良的突出性能。
其二、本发明的电线双层绝缘料均采用无卤、无毒材料，不含氟、氯、溴、碘、砹等卤素，即使在燃烧过程中也不会产生对人体有毒、由腐蚀性的有害气体；并且该电线具有优良的阻燃性能，至少达到B级(含)以上，燃烧烟雾极少，并且垂直燃烧不延燃。
其三、该电线内层采用高绝缘性能材料，从而杜绝了现在市面上单层低烟无卤材料发生的绝缘性能下降，低烟无卤材料与铜导体直接接触而电老化的情况。
其四、该电线在传统单层低烟无卤阻燃电线的基础上，采用辐照交联技术，将绝缘层的分子由线性结构变为三维网状结构，大大增强了绝缘层的稳定性，从而提升了电线的耐刮磨、抗撕裂、耐弯折等机械性能。
其五、该电线的使用温度范围为-20℃至125℃，远远高于聚氯乙烯绝缘电线正常运行0℃至70℃(或90℃)。并且该电线的使用寿命长，正常使用寿命超过70年，远高于聚氯乙烯绝缘电线10年(或20年)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的低烟无卤阻燃电线的结构示意图。
其中，1-铜导体，2-内绝缘层，3-外绝缘层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中公开了一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，采用双层共挤的形式将两种材料不可分割的粘连在一起，在保证电线阻燃环保的性能上，提升了电线的绝缘性能，随后对电线进行高能电子束的辐照，将绝缘材料的分子线性结构变为三维网状结构，进一步加强了电线绝缘层的稳定性。
具体的，将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过不同的挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，使得内绝缘层材料的厚度为0.1-0.2mm左右，外绝缘层材料的厚度为0.6-0.8mm；控制挤出机的动力之比为1:3，按照比例将铜导体与内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线。
然后将电线进行辐照，辐照剂量为8-16Mrad，完成双层共挤绝缘辐照交联工艺，制备获得低烟无卤阻燃电线。
在本实施例中，所述内绝缘层材料为聚乙烯，所述外绝缘层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，经过辐照后，所述内绝缘层材料成为辐照交联聚乙烯材料，所述外绝缘层材料为辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃材料。经过辐照后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料的分子线性结构变为三维网状结构。所述内绝缘层材料和外绝缘层材料经过双层共挤后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料不可分割的粘连在一起。
在本实施例中，优良材料选择和双层共挤、辐照交联等特殊工艺，使电线除了具有优良的电传输性能，还具有优良的安全性能、环保性能和机械性能。
实施例2
本实施例中公开了一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，采用双层共挤的形式将两种材料不可分割的粘连在一起，在保证电线阻燃环保的性能上，提升了电线的绝缘性能，随后对电线进行高能电子束的辐照，将绝缘材料的分子线性结构变为三维网状结构，进一步加强了电线绝缘层的稳定性。
具体的，将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过不同的挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，使得内绝缘层材料的厚度为0.1-0.2mm左右，外绝缘层材料的厚度为0.6-0.8mm；控制挤出机的动力之比为1:5，按照比例将铜导体与内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线。
然后将电线进行辐照，辐照剂量为8-16Mrad，完成双层共挤绝缘辐照交联工艺，制备获得低烟无卤阻燃电线。
实施例3
本实施例中公开了一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，采用双层共挤的形式将两种材料不可分割的粘连在一起，在保证电线阻燃环保的性能上，提升了电线的绝缘性能，随后对电线进行高能电子束的辐照，将绝缘材料的分子线性结构变为三维网状结构，进一步加强了电线绝缘层的稳定性。
具体的，将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过不同的挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，使得内绝缘层材料的厚度为0.1-0.2mm左右，外绝缘层材料的厚度为0.6-0.8mm；控制挤出机的动力之比为1:4，按照比例将铜导体与内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线。
然后将电线进行辐照，辐照剂量为8-16Mrad，完成双层共挤绝缘辐照交联工艺，制备获得低烟无卤阻燃电线。
实施例4
实施例4采用实施例1-3的工艺方法制备了一种低烟无卤阻燃电线，该电线的结构如图1中所示，其包括设置在电线中心的铜导体1、包覆在所述铜导体1外周的内绝缘层2、以及包覆在所述内绝缘层2外周的外绝缘层3。
上述电线在铜导体1包覆内绝缘层2，从而杜绝了现在市面上单层低烟无卤材料发生的绝缘性能下降，低烟无卤材料与铜导体直接接触而电老化的情况。
本发明的电线双层绝缘料均采用无卤、无毒材料，不含氟、氯、溴、碘、砹等卤素，即使在燃烧过程中也不会产生对人体有毒、由腐蚀性的有害气体；并且该电线具有优良的阻燃性能，至少达到B级(含)以上，燃烧烟雾极少，并且垂直燃烧不延燃。
经过测试，本发明中的电线的使用温度范围为-20℃至125℃，远远高于聚氯乙烯绝缘电线正常运行0℃至70℃(或90℃)。并且该电线的使用寿命长，正常使用寿命超过70年，远高于聚氯乙烯绝缘电线10年(或20年)。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，采用双层共挤法，在铜导体外依次包覆内绝缘层材料和外绝缘层材料，制备成电线，然后对制备的电线进行高能电子束辐照，其特征在于，
将内绝缘层材料和外绝缘层材料分别通过两台挤出机挤出，在机头内设置有分流器，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，控制两台挤出机的动力之比为1:5-1:3，按照比例将内绝缘层材料和外绝缘层材料一次成型挤出，制成电线；
然后将电线进行辐照，完成双层共挤绝缘辐照交联工艺，制备获得低烟无卤阻燃电线。
2.根据权利要求1所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，其特征在于，所述内绝缘层材料为聚乙烯，所述外绝缘层材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，经过辐照后，所述内绝缘层材料成为辐照交联聚乙烯材料，所述外绝缘层材料为辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃材料。
3.根据权利要求2所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，其特征在于，经过辐照后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料的分子线性结构变为三维网状结构。
4.根据权利要求3所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，其特征在于，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料经过双层共挤后，所述内绝缘层材料和外绝缘层材料不可分割的粘连在一起。
5.根据权利要求1所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，其特征在于，按照比例分配内绝缘层材料和外绝缘层材料的出胶量，使得内绝缘层材料的厚度为0.1-0.2mm，外绝缘层材料的厚度为0.6-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法，其特征在于，辐照剂量为8-16Mrad。
7.一种低烟无卤阻燃电线，其由权利要求1-6任意一项中所述的双层共挤绝缘辐照交联工艺方法制备而成，其特征在于，其包括设置在电线中心的铜导体、包覆在所述铜导体外周的内绝缘层、以及包覆在所述内绝缘层外周的外绝缘层。
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