CN106147005B - 一种建筑用长寿命电线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑用长寿命电线，包括：由多根铜丝绞合而成的导电线芯及其外包覆的绝缘层，导电线芯由7～61根铜丝绞合而成，绝缘层的材料辐照交联聚烯烃包括如下重量份数的组分：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物55～65份；高密度聚乙烯18～25份；氢氧化镁30～50份；红磷12～16份；纳米级蒙脱土12～18份；硬脂酸0.1～2份；硅酮2～5份；抗氧剂1010 0.4～6份；抗氧剂DLTP 0.4～6份；三稀丙基异腈脲酸酯1～10份；二叔丁基过氧化物0.1～1份；本发明的电线具有老化性能极佳、使用寿命特长、机械物理性能更好、安全系数更高等特点。

Description

一种建筑用长寿命电线
技术领域
本发明涉及电线电缆制造领域，具体涉及一种建筑用长寿命电线。
背景技术
房屋作为一种建筑产品，有一个使用年限和寿命的问题。依据国家建设部发布的《民用建筑设计通则》，普通建筑和构筑物的设计使用年限一般为50年，从竣工验收之日算起，一般50年便是普通房屋的寿命。建筑内用的电线电缆，其使用寿命为25～30年，仅为房屋使用寿命的一半左右。在国内，由于线缆长期未更换或更换不及时引起的事故屡见不鲜，其引发事故的原因主要为线缆老化后造成短路，在避免或减少此种事故的有效措施中，研发使用与建筑同等寿命的线缆已成为趋势。
交联聚烯烃材料具有优异的机械物理性能、电气性能、使用温度高、耐腐蚀、耐热性能好等优点，正被越来越多地用于制备电力、能源、石油化工、电子、通讯、信息、机车等行业的电线电缆。但现有的交联聚烯烃材料，由于其用途不同，材料性能相差较大，市场上已研发的用于建筑类线缆的交联聚烯烃材料，其寿命虽然比普通材料长，但仍未能达到和建筑物同等寿命，在整个建筑物寿命内，电缆仍需更换，更换不及时仍会出现安全事故。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种建筑用长寿命电线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种建筑用长寿命电线，包括：由多根铜丝绞合而成的导电线芯及其外包覆的绝缘层，所述导电线芯由7～61根铜丝绞合而成，所述绝缘层的材料为辐照交联聚烯烃；所述辐照交联聚烯烃包括如下重量份数的组分：
进一步地，所述导电线芯中7～61根铜丝的排列方式为：中心的一根铜丝作为第一层，第二层的6根铜丝均匀地置于第一层的外表面，其余0～54根铜丝按照每一层比上一层多6根的规则置于上一层的外表面。
进一步地，所述导电线芯用Φ500型绞线机绞合而成。
进一步地，所述辐照交联聚烯烃采用Φ65单螺杆挤出机挤出，挤出机从进料口到模具7个温区的温度设定依次为：125℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、145℃、145℃。
进一步地，所述辐照交联聚烯烃的厚度为1.2～2.5mm。
进一步地，所述辐照交联聚烯烃采用高能电子加速器产生的1-3MeV的电子束辐照，辐照剂量为6～10Mrad。
进一步地，所述辐照交联聚烯烃的制造方法为：
步骤一：用筛选机将红磷、纳米级蒙脱土过滤，去除粉料中的大颗粒和杂质；将氢氧化镁、硬脂酸分别置于干燥器中24h，去除或减少其中的水分；将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘干器中，在70～80℃的恒温状态下烘干4h。
步骤二：按重量份数将经步骤一干燥的氢氧化镁30～50份、硬脂酸0.1～2份投入密封的容器，容器放置于85～95℃的恒温水浴中加热，并用转速为100～1000r/min的搅拌器在容器内搅拌，搅拌50～60min后取出备用。
步骤三：按重量份数将经步骤一烘干的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55～65份、高密度聚乙烯18～25份、红磷12～16份、纳米级蒙脱土12～18份以及步骤二处理后的氢氧化镁30～50份和硬脂酸0.1～2份混合物依次投入密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min，密炼均匀。
步骤四：按照重量份数将硅酮2～5份、抗氧剂1010 0.4～6份、抗氧剂DLTP 0.4～6份、三烯丙基异腈脲酸酯1～10份、二叔丁基过氧化物0.1～1份依次投入所述步骤三密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min后出料。
步骤五：将从所述步骤四密炼机中出来的料用双锥喂入长径比为28:1的Φ90～Φ120型双螺杆混炼机进行混炼，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，混炼均匀后出料。
步骤六：将从所述步骤五双螺杆混炼机中出来的料喂入长径比为7:1的Φ120单螺杆造粒机，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，挤出后切成均匀的颗粒。
步骤七：将所述步骤六切出的颗粒进行烘干，即得到该制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的导电线芯通过采用7～61根铜丝的排列加工方式，制得的导电线芯中每一根单丝的位置均轮流在绞线上部的伸长区和绞线下部的压缩区，当绞线弯曲时，导电线芯不会发生变形，弯曲半径更小，产品更加柔软，在建筑内敷设时，可随意弯曲。
2、按照本发明的材料组分、重量份数、制造方法得到的辐照交联聚烯烃挤包于导电线芯后，具有老化性能极佳、使用寿命特长、机械物理性能更好、安全系数更高等特点。
3、本发明的电线热寿命检测高达62年，远高于普通电线28年的使用年限，远长于普通建筑的寿命；一次敷设，终身不用更换，节约了维修成本；同时，各项性能指标较普通电线优异，安全性能更高，为用户的生命财产提供了保障。
附图说明
图1是本发明实施例1建筑用长寿命电线示意图。
图中：1、铜丝；2、导电线芯；3、绝缘层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
一种建筑用长寿命电线，由多根铜丝1绞合而成的导电线芯2及其外包覆的绝缘层3，所述导电线芯2由7～61根铜丝1绞合而成，所述绝缘层3的材料为辐照交联聚烯烃；所述辐照交联聚烯烃包括如下重量份数的组分：
本实施例中，导电线芯2由7根铜丝1绞合而成，7根铜丝1的排列方式为：中心的一根铜丝作为第一层，第二层的6根铜丝均匀地置于第一层的外表面。
需要说明的是，本实施例只是以导电线芯7根铜丝的绞合作为举例说明，当铜丝的数量大于7小于61时，第一层和第二层的排列方式与7根铜丝的排列方式相同，其余0～54根铜丝按照每一层比上一层多6根的规则置于上一层的外表面。
实施例2：
本发明建筑用长寿命电线的绝缘层辐照交联聚烯烃的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：用筛选机将红磷、纳米级蒙脱土过滤，去除粉料中的大颗粒和杂质；将氢氧化镁、硬脂酸分别置于干燥器中24h，去除或减少其中的水分；将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘干器中，在70～80℃的恒温状态下烘干4h。
步骤二：按重量份数将经步骤一干燥的氢氧化镁30～50份、硬脂酸0.1～2份投入密封的容器，容器放置于85～95℃的恒温水浴中加热，并用转速为100～1000r/min的搅拌器在容器内搅拌，搅拌50～60min后取出备用。
步骤三：按重量份数将经步骤一烘干的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55～65份、高密度聚乙烯18～25份、红磷12～16份、纳米级蒙脱土12～18份以及步骤二处理后的氢氧化镁30～50份和硬脂酸0.1～2份混合物依次投入密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min，密炼均匀。
步骤四：按照重量份数将硅酮2～5份、抗氧剂1010 0.4～6份、抗氧剂DLTP 0.4～6份、三烯丙基异腈脲酸酯1～10份、二叔丁基过氧化物0.1～1份依次投入所述步骤三密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min后出料。
步骤五：将从所述步骤四密炼机中出来的料用双锥喂入长径比为28:1的Φ90～Φ120型双螺杆混炼机进行混炼，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，混炼均匀后出料。
步骤六：将从所述步骤五双螺杆混炼机中出来的料喂入长径比为7:1的Φ120单螺杆造粒机，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，挤出后切成均匀的颗粒。
步骤七：将所述步骤六切出的颗粒进行烘干，即得到该制品。
实施例3：
一种建筑用长寿命电线的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：将7～61根铜丝按照中心放置一根作为第一层，第二层的6根均匀的置于第一层的外表面，其余0～54根按照每一层比上一层多6根的规则放置于上一层的外表面，用Φ500型绞线机绞合成导电线芯。
步骤二：将按照实施例2的方法制备的辐照交联聚烯烃加入Φ65单螺杆挤出机，挤出机从进料口到模具7个温区的温度设定依次为：125℃、135℃、140℃、150℃、145℃、140℃、140℃。
步骤三：参照工艺要求，调节挤出机的螺杆转速和牵引速度，使挤出的辐照交联聚烯烃材料均匀的按照工艺规定厚度挤包在导电线芯表面，冷却吹干后过工频火花试验机进行在线缺陷检测，通过后收入盘具，得到半成品电线。
步骤四：将所述半成品电线用高能电子加速器产生的电子束(1-3MeV)辐照，辐照剂量为6～10Mrad，辐照后通过工频火花试验机进行在线缺陷检测，检测通过后即的到该电线。
本发明的建筑用长寿命电线经过检测，所有检测指标均符合预期设计，其中热寿命试验按照GB/T 11026.1中规定的方法进行，通过阿累尼乌斯(Arrhenius)曲线推导出导体70℃工作温度下电线的使用寿命为62年，远高于房屋的使用寿命，主要检测结果见表1。
表1建筑用长寿命电线主要性能指标
序号 性能项目 单位 检测结果
1 抗拉强度 Mpa 22.3
2 断裂伸长率 份 330.6
3 老化后抗拉强度 Mpa 21.9
4 老化后断裂伸长率 份 323.9
5 热收缩 —— 0.1％
6 热延伸 —— 1％
7 氧指数 —— 36
8 烟密度 —— 13
9 卤酸气体释出量 mg/g 0.01
10 毒性指数 —— 0
11 热寿命试验 年 62
本发明的建筑用长寿命电线与普通电线进行综合性能评比，结果表明，本发明提出的建筑用长寿命电线各项综合指标优异。具体对比结果见表2。
表2建筑用长寿命电线与普通电线综合性能对比表
综上，本发明的一种建筑用长寿命电线，解决了现有建筑用电线使用寿命短、更换不及时易造成事故等问题，具有与建筑同等或超过其寿命的特点，一次敷设，终身不用更换，节约了维修成本，同时，各项性能指标较普通电线优异，安全性能更高，为用户的生命财产提供了一定的保障。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种建筑用长寿命电线，包括：由多根铜丝(1)绞合而成的导电线芯(2)及其外包覆的绝缘层(3)，其特征在于：所述导电线芯(2)由7～61根铜丝(1)绞合而成，所述导电线芯(2)中7～61根铜丝(1)的排列方式为：中心的一根铜丝作为第一层，第二层的6根铜丝均匀地置于第一层的外表面，其余0～54根铜丝按照每一层比上一层多6根的规则置于上一层的外表面；
所述绝缘层(3)的材料为辐照交联聚烯烃，所述辐照交联聚烯烃包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的建筑用长寿命电线，其特征在于：所述导电线芯(2)用Φ500型绞线机绞合而成。
3.根据权利要求1所述的建筑用长寿命电线，其特征在于：所述辐照交联聚烯烃采用Φ65单螺杆挤出机挤出，挤出机从进料口到模具7个温区的温度设定依次为：125℃、135℃、140℃、150℃、145℃、140℃、140℃。
4.根据权利要求1所述的建筑用长寿命电线，其特征在于：所述辐照交联聚烯烃的厚度为1.2～2.5mm。
5.根据权利要求1所述的建筑用长寿命电线，其特征在于：所述辐照交联聚烯烃采用高能电子加速器产生的1-3MeV的电子束辐照，辐照剂量为6～10Mrad。
6.根据权利要求1所述的建筑用长寿命电线，其特征在于：所述辐照交联聚烯烃的制造方法为：
步骤一：用筛选机将红磷、纳米级蒙脱土过滤，去除粉料中的大颗粒和杂质；将氢氧化镁、硬脂酸分别置于干燥器中24h，去除或减少其中的水分；将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加到烘干器中，在70～80℃的恒温状态下烘干4h；
步骤二：按重量份数将经步骤一干燥的氢氧化镁30～50份、硬脂酸0.1～2份投入密封的容器，容器放置于85～95℃的恒温水浴中加热，并用转速为100～1000r/min的搅拌器在容器内搅拌，搅拌50～60min后取出备用；
步骤三：按重量份数将经步骤一烘干的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55～65份、高密度聚乙烯18～25份、红磷12～16份、纳米级蒙脱土12～18份以及步骤二处理后的氢氧化镁30～50份和硬脂酸0.1～2份混合物依次投入密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min，密炼均匀；
步骤四：按照重量份数将硅酮2～5份、抗氧剂1010 0.4～6份、抗氧剂DLTP 0.4～6份、三烯丙基异腈脲酸酯1～10份、二叔丁基过氧化物0.1～1份依次投入所述步骤三密炼机中，在140～160℃的温度下密炼5～8min后出料；
步骤五：将从所述步骤四密炼机中出来的料用双锥喂入长径比为28:1的Φ90～Φ120型双螺杆混炼机进行混炼，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，混炼均匀后出料；
步骤六：将从所述步骤五双螺杆混炼机中出来的料喂入长径比为7:1的Φ120单螺杆造粒机，从进料口到机头各温区的设定温度为130～150℃，挤出后切成均匀的颗粒；
步骤七：将所述步骤六切出的颗粒进行烘干，即得到该制品。
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