CN106782893A - 一种高性能高寿命电线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能高寿命电线的制造方法，包括拉丝、绞合、共挤、检测、成圈、入库等步骤，用高纯度铜单线或铜绞线为芯材，拉丝绞合成型后采用三台挤出机共用一个机头的形式，将芯材、内层本色绝缘材料和外层彩色绝缘材料共挤成型。内层采用硅烷交联聚乙烯绝缘材料，外层采用硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料，无卤低烟，环保无毒。成型后的电线芯材纯度高，过载能力强，损耗电量低，双层绝缘、共挤。蒸汽交联的绝缘材料整体综合性能好，使用温度高、使用寿命长，在生产、使用、回收的整个环节中，环境污染很少。

Description

一种高性能高寿命电线的制造方法

技术领域

本发明涉及电线制造领域，具体涉及一种高性能高寿命电线的制造方法。

背景技术

普通家装电线一般采用普通园铜单线做导电线芯，用普通PVC绝缘塑料做单层绝缘挤出形成家装电线。它有很多优点，也有它的的缺点：

1、为了降低成本，铜单线采用的铜材纯度通常为99.95％左右，纯度不是很高，导致电线过载能力不强，损耗电量偏高。

2、PVC绝缘材料主要由PVC树脂组成，含有卤素因子，燃烧时会释放大量的有毒浓烟；PVC绝缘材料在不同环境使用时，适应性不是很好，如低温、紫外线、高温、抗老化、防水、防潮等等。

3、PVC绝缘材料的长期使用温度一般只有70度，普通家装电线的工作温度在70度；也就是PVC绝缘料在满足电性能和环境要求的两个方面不能兼顾同时做到最好。一般情况下，PVC绝缘料的寿命大约是30年，也就是普通家装电线的寿命一般只有30年。

4、电线(PVC绝缘料)在生产、使用、回收的整个环节中，一直都有不同程度的环境污染。

发明内容

本发明意在提供一种高性能高寿命电线的制造方法，以解决普通家装电线过载能力低，不环保的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种高性能高寿命电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用铜单线或铜绞线为芯材，绝缘材料包括内层绝缘材料和外层绝缘材料，内层绝缘材料为硅烷交联聚乙烯材料，外层绝缘材料为硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料；共挤时采用双层共挤、蒸汽交联的形式，内层绝缘材料的厚度占表面绝缘材料总厚度的10％—15％，外层绝缘材料的厚度占表面绝缘材料总厚度的85％—90％。

本方案的优点是：绝缘材料是两层绝缘材料共挤形成，内绝缘材料的厚度薄，但采用硅烷交联聚乙烯材料，电气绝缘性能非常好，虽然耐环境的能力比较差，因为内层不直接接触环境，这个缺点刚好被克服。外绝缘材料较厚，采用硅烷交联聚烯烃绝缘材料，耐环境能力非常好，耐低温、紫外线、高温、抗老化、防水、防潮等方面很好，虽然外层绝缘材料的电气绝缘性能不太好，但主要由内层绝缘材料与芯材接触，电气性能由内层绝缘材料承担，这个缺点也刚好被克服。内、外绝缘料的长期使用温度可以在125度，高性能、高寿命家装电线的工作温度在125度，寿命一般在70年；也就是内、外绝缘料在同时分别满足电性能和环境要求的两个方面可以做到最好。同时，由于内、外绝缘材料采用同时挤出(共挤)的方式生产，使内外绝缘材料在熔融状态下形成完整一体，采用蒸汽交联的方式，大大加强内外绝缘的综合性能。采用硅烷交联聚乙烯材料和硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料，绝缘材料中不含卤素因素，使得在生产、使用、回收的整个环节中，环境污染很少。

优选方案一，作为基础方案的一种改进，共挤时挤出压力为50—80MPa，挤出速度在50—100米/分，挤出温度为145—155℃；挤出后采用蒸汽交联方式使内层绝缘材料和外层绝缘材料熔融为一体，改变两者之间的分层结构。在上述压力、温度和速度范围内使得内、外层绝缘材料能够在挤出过程中充分交联，使内、外层绝缘材料在熔融状态下形成完整一体，增加强度、提高耐温等级、大大延迟老化、提高绝缘性能，加强了内、外绝缘材料的综合性能。

优选方案二，作为基础方案的一种改进，蒸汽交联时先在温度60℃下蒸汽交联2小时；然后在温度90℃下蒸汽交联4小时；蒸汽交联的压力为常压。采用上述温度和时间的控制使得蒸汽交联效果更好，内、外层绝缘材料之间的交联效果更好，使绝缘材料的强度、韧性、稳定性等各项物理性能更好。

优选方案三，作为基础方案的一种改进，所述硅烷交联聚乙烯材料由以下质量份数的材料组成：低密度聚乙烯树脂为100份，硅烷偶联剂为0.5-5份，引发剂为0.2-2份，抗氧剂为0.3-3份，催化剂为0.2-1份。这样配置的内层绝缘材料电气绝缘性能非常好，能够通过6000V电压的检测。

优选方案四，作为优选方案三的一种改进，硅烷偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷；引发剂为过氧化二碳酸(2-乙基)己酯。这样使得内层绝缘材料不含卤素因素，燃烧时仅会释放少量无毒烟雾，在生产、使用、回收等过程中对环境和人体的损害小，更加环保健康。

优选方案五，作为优选方案四的一种改进，所述硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料由以下质量份数的材料组成：硅烷接枝的聚烯烃200份；改性阻燃剂50～150份；抗氧剂0.3～1.2份；加工助剂1.5～5份；催化剂0.5～5份；抗铜剂0.01～5份。这样的外层绝缘材料耐环境能力非常好，耐低温、紫外线、高温、抗老化、防水、防潮等效果很好，使电线在日常使用过程中更耐用，使用寿命更长。

优选方案六，作为优选方案五的一种改进，所述改性阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺；抗氧剂为N,N-二苯基对苯胺。用聚磷酸三聚氰胺作为阻燃剂，产品使用过程中若受热燃烧，聚磷酸三聚氰胺会在表面生成炭质层，起到较好的隔热、隔氧、抑烟功效，使外层绝缘材料具有较好的阻燃效果，且低烟、低毒，无腐蚀气体产生，更加环保。

优选方案七，作为基础方案至优选方案六任一的一种改进，铜单线的纯度大于99.99％。这样使得线芯接近于纯铜材质，芯材纯度高，导电效果更好，过载能力更强，电量损耗更少。

优选方案八，作为优选方案七的一种改进，共挤成型后的电线通过激光打码器打印加密线码，检测步骤中对线码进行扫描验收。加密线码通过电脑系统平台生成并留档，通过激光打码机打印在电线本体上的线码，是采用激光烧蚀电线本体形成的，因此不会被擦掉，也不会被修改，不会失去防伪功能，打印出的线码经过加密处理，仿冒者无法知晓上述防伪码所代表的信息，无法进行仿冒，而且即便仿冒，由于线码进入了电脑系统平台，用户只需要发送相应的线码给系统平台查询，系统平台将上述线码进行解密后，将线码所代表的信息发送给用户，用户即可了解到相关产品信息是否与产品本身相符，若相符则产品为真，若不符则产品为假。

本发明的优点在于：1、铜单线芯材的纯度高达99.99％以上，过载能力强，损耗电量低，使得电线的性能更好。2、绝缘材料是内、外两层绝缘材料共挤形成，内层本色硅烷交联聚乙烯绝缘材料的厚度有10％--15％毫米，电气绝缘性能非常好，能够通过6000V电压的检测；外层彩色硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料的厚度有85％--90％毫米，耐环境性能优异；内外层绝缘材料均不含有卤素因子，燃烧时不会释放大量的有毒浓烟；环境污染少。3、采用内外不同性能的绝缘材料同时双层共挤、蒸汽交联成型，使内、外绝缘材料在熔融状态下形成完整一体，性能互补，大大加强内、外绝缘的综合性能，电线的使用温度、使用寿命远超普通PVC绝缘材料电线。

附图说明

图1为本发明中高性能高寿命电线的截面结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1中附图标记为：外层绝缘材料1、内层绝缘材料2、芯材3。如图1所示：

实施例1，一种高性能高寿命电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用纯度大于99.99％的铜单线为芯材3，表面绝缘材料包括内层绝缘材料2和外层绝缘材料1，内层绝缘材料2为硅烷交联聚乙烯材料，由以下材料组成：低密度聚乙烯树脂100kg，γ-氯丙基三乙氧基硅烷0.5kg，过氧化二碳酸(2-乙基)己酯0.2kg，N,N-二苯基对苯胺0.3kg，催化剂0.2kg。外层绝缘材料1为硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料；由以下材料组成：硅烷接枝的聚烯烃200kg；聚磷酸三聚氰胺50kg；N,N-二苯基对苯胺0.3kg；加工助剂1.5kg；催化剂0.5kg；抗铜剂0.01kg；通过以下步骤制造：

拉丝，对铜杆进行连拉连退火进行，经过多道次拉丝；最后一道拉丝时拉丝速度为1200m/min；或者进行绞线工艺，形成铜绞线线芯。

共挤，采用双层共挤形式挤包内层绝缘材料2和外层绝缘材料1，内层绝缘材料2的厚度为0.1mm，外层绝缘材料1的厚度为0.6mm。共挤时挤出压力为50MPa，挤出速度在50米/分，挤出温度为145℃；挤出后采用蒸汽交联使内层绝缘材料2和外层绝缘材料1熔融为一体。蒸汽交联时先在温度60℃下蒸汽交联2小时；然后在温度90℃下蒸汽交联4小时；蒸汽交联的压力为常压。

检测，在电线本体上通过激光打码机打印加密后的线码，并在一圈电线上贴上对应的圈码，一箱电线的箱体上贴上相应的箱码来实现电线的防伪，上述线码、圈码和箱码均进入系统平台，每箱产品成型后，通过联网的扫描枪扫描箱码后入库，并将扫描的信息存入系统平台的存储器。

成圈，用电线成圈机将经过线码扫描检测的电线捆扎成圈。

入库，将成圈的电线装箱入库保存。

实施例2，本实施例与实施例1的区别在于，内层绝缘材料2为硅烷交联聚乙烯材料，由以下材料组成：低密度聚乙烯树脂100kg，γ-氯丙基三乙氧基硅烷5kg，过氧化二碳酸(2-乙基)己酯2kg，N,N-二苯基对苯胺3kg，催化剂1kg。外层绝缘材料1为硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料；由以下材料组成：硅烷接枝的聚烯烃200kg；聚磷酸三聚氰胺150kg；N,N-二苯基对苯胺1.2kg；加工助剂5kg；催化剂5kg；抗铜剂5kg。内层绝缘材料2的厚度为0.15mm，外层绝缘材料1的厚度为0.75mm。共挤时挤出压力为80MPa，挤出速度在100米/分，挤出温度为155℃。

实施例3，本实施例与实施例1的区别在于，内层绝缘材料2为硅烷交联聚乙烯材料，由以下材料组成：低密度聚乙烯树脂100kg，γ-氯丙基三乙氧基硅烷3kg，过氧化二碳酸(2-乙基)己酯1kg，N,N-二苯基对苯胺1.5kg，催化剂0.7kg。外层绝缘材料1为硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料；由以下材料组成：硅烷接枝的聚烯烃200kg；聚磷酸三聚氰胺100kg；N,N-二苯基对苯胺0.8kg；加工助剂3kg；催化剂3kg；抗铜剂2.5kg。内层绝缘材料2的厚度为0.12mm，外层绝缘材料1的厚度为0.7mm。共挤时挤出压力为75MPa，挤出速度在75米/分，挤出温度为150℃。

对比例4，为市面购买的以纯度为99.95％的铜线为芯材，以PVC绝缘材料为外层绝缘材料的普通电线，将之与本发明实施例制得的电线对比，结果如下：

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					电量损耗(％)	1.5	1.5	1.5	2.5
电气绝缘性能	优	优	优	良
					耐环境能力	优	优	优	差
工作温度(℃)	115	130	135	70
					使用寿命(Y)	68	75	70	30
燃烧对环境影响	低烟、无毒	低烟、无毒	低烟、无毒	浓烟、有毒

通过上述对比可见采用本发明技术方案制造的电线相比于现有市面售卖的电线，不管在电量损耗、使用温度、使用寿命或是对环境的影响上均具有显著的提高，采用独特的原料配比和生产工艺，使得本发明制造的电线具有强大的过载能力，通电后电流的损耗很小，绝缘材料采用双层共挤、蒸汽交联的工艺，内层采用电气性能强的无卤硅烷交联聚乙烯材料，外层采用耐环境能力强的硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料，蒸汽交联双层共挤使内外层绝缘材料在熔融状态下形成完整一体，性能上相互弥补，大幅提升电线的使用温度和寿命，且保证电线在生产、使用、回收的多个环节中对环境的污染降低，使得电线的综合性能远高于普通PVC绝缘电线。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种高性能高寿命电线的制造方法，包括拉丝、共挤、检测、成圈和入库步骤，采用铜单线为芯材，绝缘材料包括内层绝缘材料和外层绝缘材料，其特征在于，内层绝缘材料为硅烷交联聚乙烯材料，外层绝缘材料为硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料；共挤时采用双层共挤、蒸汽交联的形式挤包内层绝缘材料和外层绝缘材料，内层绝缘材料的厚度占绝缘材料总厚度的10%--15%，外层绝缘材料的厚度占绝缘材料总厚度的85%--90%。

2.根据权利要求1所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：共挤时挤出压力为50—80MPa，挤出速度在50—100米/分，挤出温度为145—155℃；挤出后采用蒸汽交联方式改变内外层绝缘材料的结构，使内层绝缘材料和外层绝缘材料熔融为一体。

3.根据权利要求1所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：蒸汽交联时先在温度60℃下蒸汽交联2小时；然后在温度90℃下蒸汽交联4小时；蒸汽交联的压力为常压。

4.根据权利要求1所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：所述硅烷交联聚乙烯材料由以下质量份数的材料组成：低密度聚乙烯树脂为100份，硅烷偶联剂为0.5-5份，引发剂为0.2-2份，抗氧剂为0.3-3份，催化剂为0.2-1份。

5.根据权利要求4所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷；所述引发剂为过氧化二碳酸（2-乙基）己酯。

6.根据权利要求5所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：所述硅烷交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘材料由以下质量份数的材料组成：硅烷接枝的聚烯烃200份；改性阻燃剂50～150份；抗氧剂0.3～1.2份；加工助剂1.5～5份；催化剂0.5～5份；抗铜剂0.01～5份。

7.根据权利要求6所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：所述改性阻燃剂为聚磷酸三聚氰胺，所述抗氧剂为N,N-二苯基对苯胺。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：铜单线的纯度大于99.99%。

9.根据权利要求8所述的一种高性能高寿命电线的制造方法，其特征在于：共挤成型后的电线通过激光打码器打印加密线码，检测步骤中对线码进行扫描验收。