CN107325372A - 电子连接线 - Google Patents
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Abstract
本发明申请属于电子线技术领域,具体公开了一种电子连接线,包括导体、绝缘层、填充层和保护层,所述绝缘层包覆在导体表面,所述保护层包覆在填充层表面,所述保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48‑70份、氯丁橡胶25‑30份、芳纶纤维10‑12份、复合填料18‑25份、复合阻燃剂5‑8份、氧化镁2‑3份、增塑剂4‑6份、二甲基氨苯0.8‑1份、XH‑3 0.8‑1.5份、抗老化剂0.6‑1份、硫化剂4‑7份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48‑65份、氯化石蜡5‑6份、三氧化二锑2‑3份、碳酸钙8‑10份、粘土4‑6份、增塑剂4‑6份、硅烷偶联剂3‑5份、抗氧剂2‑5份、硫化剂3‑6份。本发明的电子连接线的保护层、绝缘层在性能上均有很大的提高,在保护层、绝缘层的包覆下,电子连接线的使用寿命大大延长。
Description
技术领域
本发明属于电子线技术领域,尤其涉及一种电子连接线。
背景技术
电子连接线是连接电气线路的组件之一,主要是在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起电连接和信号传递的作用,并且保持系统与系统之间不发生信号失真和能量损失的变化,其品质好坏关系到系统设备整体运作的可靠性。
电子连接线从里到外一般包括以下几部分:导体、绝缘层、填充层和包裹在填充层外的保护层,绝缘层主要用于保护导体,填充层用于增强电子连接线的整体强度,而保护层主要对电子连接线有保护作用,防止电子连接线被腐蚀、被外物划损。现有的电子连接。保护层用在电子连接线的外部,面对较为恶劣的环境,因此需有较高的强度、硬度、耐热性、耐烧蚀性、抗老化性能等;而绝缘层用于包裹导体,导体在工作过程中会产生较多的热量,要求绝缘层具有较好的耐热性,而且经常会对电子连接线进行拉伸、弯曲,要求绝缘层具有较好的拉伸性。现有电子连接线的保护层、绝缘层在性能上均有很大的提升空间。
发明内容
本发明的目的在提供一种电子连接线,电子连接线的保护层、绝缘层在性能上均有很大的提高,在保护层、绝缘层的包覆下,电子连接线的使用寿命大大延长。
为了达到上述目的,本发明的基础方案为:电子连接线,包括导体、绝缘层、填充层和保护层,所述绝缘层包覆在导体表面,所述保护层包覆在填充层表面,其特征在于,所述保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48-70份、氯丁橡胶25-30份、芳纶纤维10-12份、复合填料18-25份、复合阻燃剂5-8份、氧化镁2-3份、增塑剂4-6份、二甲基氨苯0.8-1份、XH-3 0.8-1.5份、抗老化剂0.6-1份、硫化剂4-7份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48-65份、氯化石蜡5-6份、三氧化二锑2-3份、碳酸钙8-10份、粘土4-6份、增塑剂4-6份、硅烷偶联剂3-5份、抗氧剂2-5份、硫化剂3-6份。
生产保护层的原料:聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好。氯丁橡胶有良好的物理机械性能,耐热,耐燃,耐日光,耐酸碱,缺点是耐寒性和贮存稳定性较差,价格偏贵。将聚乙烯和适量的氯丁橡胶并用,可以降低生产成本,改善胶料的总体性能。芳纶纤维在氯丁橡胶中起骨架作用,芳纶纤维有固结碳层和提高材料耐烧结的作用。如果配方中不加入芳纶纤维,线烧蚀率很高,但芳纶纤维为有机纤维,耐热性有限,加之胶中纤维难以杂乱形式存在,纤维含量超过12份,胶料的连续性、整体性受到影响,线烧蚀率反而升高。经过研究发现,芳纶纤维的加入量为10-12份最为适宜。原料中硫化剂的加入能够改善材料的关联性能,提高耐热性,但原料中的硫化剂在硫化结束后,剩余的硫化剂继续存在会加快材料的老化,使拉伸强度和断裂伸长率下降。通过添加二甲基氨苯、XH-3、抗老化剂配合组合基料聚乙烯、氯丁橡胶,组合协同作用改善了保护层的老化性能。
生产绝缘层的原料:粘土的耐热性和可塑性好、强度相对较高,加入硅烷偶联剂,硅烷偶联剂能与粘土发生接枝反应,提高粘土与聚乙烯的相互作用,从而提高绝缘层的强度、耐热性能。
本基础方案的有益效果在于:
1、保护层用在电子连接线的外部,采用上述原料生产保护层,不但生产成本降低,得到的保护层在强度、硬度、耐热性、耐烧蚀性、抗老化性能等性能均有了极大的提高。利用该保护层对电子连接线进行包覆,即使在恶劣的环境下,也能够保护电子连接线的内部结构不受损坏,安全可靠。
2、绝缘层用于包裹导体,导体在工作过程中会产生热量,要求绝缘层具有较好的耐热性;而且经常会对电子连接线进行拉伸、弯曲,要求绝缘层具有较好的拉伸性。使用上述原料生产得到的绝缘层,耐热性好,而且在强度相对较高的情况下,其拉伸性能也较好。
进一步,所述复合填料包括纳米粘土10-12份、炭黑18-24份、白炭黑8-10份。炭黑的加入能使材料的耐磨性、拉伸强度提高;白炭黑比炭黑粒子更细,表面积更大,白炭黑能使材料的耐磨性、拉伸强度、撕裂强度明显提高。而且粘土、炭黑等价格较为便宜,填料的加入有助于降低生产成本。
进一步,所述保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯68份、氯丁橡胶25份、芳纶纤维10份、复合填料24份、复合阻燃剂8份、氧化镁2份、增塑剂5份、二甲基氨苯0.8份、XH-3 1.2份、抗老化剂0.8份、硫化剂5份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯62份、氯化石蜡5份、三氧化二锑2份、碳酸钙9份、粘土6份、增塑剂5份、硅烷偶联剂3份、抗氧剂3份、硫化剂3份。经过申请人的多次实践证明,采用本配比生产的保护层、绝缘层综合性能较好。
进一步,所述保护层的制备工艺包括以下步骤:(1)将所述聚乙烯在78-82℃的密炼机中塑炼8-10min;(2)加入所述芳纶纤维、氯丁橡胶混炼2-3min;(3)加入所述复合阻燃剂混炼2-3min;(4)再加入所述纳米粘土、炭黑、白炭黑、氧化镁、增塑剂混炼,混炼均匀,然后在开炼机上薄通3-4次,摆胶5-6次,然后在压延机上开条出片;(5)混炼胶料停放10-15h后,再次将混炼胶料放入密炼机,再加入硫化剂混炼,硫化温度152-160℃,硫化时间1-1.2h。制备保护层的原料并非同时加入进行混炼,而是有顺序的加入,采用这种加入方式生产得到保护层在耐烧蚀性、抗老化性等性能方面上均有了很大的提高。
进一步,所述绝缘层的制备工艺包括为:(1)对粘土进行酸处理:在粘土中加入水配制粘土溶液,使粘土在水中的质量分数为18-25%;往粘土溶液中加入酸,调节PH至6.3-6.8;
(2)将经过酸处理的粘土与硅烷偶联剂在水相中发生反应,反应温度为48-65℃,反应时间1-1.5h,得到溶液a;(3)对溶液a进行干燥,得到物质b;(4)将物质b、三氧化二锑、碳酸钙、增塑剂、抗氧剂等在开放式炼胶机上混炼均匀,混炼温度达105-112℃时,加入硫化剂继续混炼2-2.5min;(5)混炼完成后,将混炼胶料在开炼机上薄通3-4次,摆胶4-5次,然后在压延机上开条出片。对粘土进行酸处理,能够提高粘土表面可反应翔基数量,这些羟基存在粘土的表面,可以与硅烷偶联剂反应。加入硅烷偶联剂,使粘土的羟基与硅烷偶联剂接触发生接枝缩合反应, 提高粘土与聚乙烯的相互作用,使两者间界面强度增大,从而提高产品的强度、耐热性能。在硫化过程中,硅烷偶联剂的另一端官能团还能参与胶料的硫化,与胶料分子连接,克服了粘土在高温高压条件下的聚集的问题,使粘土分布均匀,提高产品的耐热性能。
进一步,所述复合阻燃剂包括所述复合阻燃剂包括氯化石蜡6-7份、三氧化二锑6-8份、氢氧化镁5-8份、磷酸三甲苯酯3-4份。氯化石蜡和三氧化二锑并用,同时加入氢氧化镁和磷酸三甲苯酯并用,共同达到阻燃效果。三氧化二锑和释放出的氯化氢生成碱式盐,然后碱式盐热分解,在吸收大量热的同时生成三氯化锑。三氯化锑在火焰温度下,分解出氯·游离基,与火焰中的H·、·OH等结合,起到抑制火焰的作用。同时碱式盐、三氯化锑蒸汽比重大,附于物料表面,起到隔绝空气作用。而磷酸三甲苯酯吸收氢氧化镁分解释放大量水分,并受热生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等,这些有氧酸可促使聚乙烯脱水碳化。通过两组具有协同效应的阻燃体系可以大大提高材料的阻燃性能。
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:
实施例1
本实施例公开一种电子连接线,从里到外依次包括导体、绝缘层、填充层和保护层,绝缘层包覆在导体表面,保护层包覆在填充层表面。保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯68份、氯丁橡胶25份、芳纶纤维10份、纳米粘土5.4份、炭黑10份、白炭黑4.2份、氯化石蜡1.3份、三氧化二锑1.5份、氢氧化镁1.3份、磷酸三甲苯0.8份、氧化镁2份、增塑剂5份、二甲基氨苯0.8份、XH-3 1.2份、抗老化剂0.8份、硫化剂5份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯62份、氯化石蜡5份、三氧化二锑2份、碳酸钙9份、粘土6份、增塑剂5份、硅烷偶联剂3份、抗氧剂3份、硫化剂3份。
保护层的制备工艺包括以下步骤:(1)将所述聚乙烯在78℃的密炼机中塑炼10min;(2)加入所述芳纶纤维、氯丁橡胶混炼2min;(3)加入所述复合阻燃剂混炼2min;(4)再加入所述纳米粘土、炭黑、白炭黑、氧化镁、增塑剂混炼,混炼均匀,然后在开炼机上薄通3次,摆胶5次,然后在压延机上开条出片;(5)混炼胶料停放12h后,再次将混炼胶料放入密炼机,再加入硫化剂混炼,硫化温度158℃,硫化时间1h。
绝缘层的制备工艺包括为:(1)对粘土进行酸处理:在粘土中加入水配制粘土溶液,使粘土在水中的质量分数为22%;往粘土溶液中加入酸,调节PH至6.6;(2)将经过酸处理的粘土与硅烷偶联剂在水相中发生反应,反应温度为55℃,反应时间1.2h,得到溶液a;(3)对溶液a进行干燥,得到物质b;(4)将物质b、三氧化二锑、碳酸钙、增塑剂、抗氧剂等在开放式炼胶机上混炼均匀,混炼温度达108℃时,加入硫化剂继续混炼2min;(5)混炼完成后,将混炼胶料在开炼机上薄通3次,摆胶5次,然后在压延机上开条出片。
检测采用本实施例生产得到的保护层,其拉伸强度/(MPa):17.1,撕拉强度/(MPa):14.1,线烧蚀率/(mm/s):0.058,氧指数/(%):46;检测采用本实施例生产得到的绝缘层,其拉伸强度/(MPa):14.8,撕拉强度/(MPa):14.6,氧指数/(%):42,短时间可承受125℃高温。
实施例2
本实施例公开一种电子连接线,从里到外依次包括导体、绝缘层、填充层和保护层,绝缘层包覆在导体表面,保护层包覆在填充层表面。保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯65份、氯丁橡胶26份、芳纶纤维12份、纳米粘土6.2份、炭黑10.2份、白炭黑4份、氯化石蜡1.8份、三氧化二锑1.6份、氢氧化镁1.3份、磷酸三甲苯酯1份、氧化镁2份、增塑剂5份、二甲基氨苯0.8份、XH-3 1份、抗老化剂0.7份、硫化剂6份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯65份、氯化石蜡5份、三氧化二锑3份、碳酸钙10份、粘土6份、增塑剂6份、硅烷偶联剂3份、抗氧剂2份、硫化剂4份。
保护层的制备工艺包括以下步骤:(1)将所述聚乙烯在82℃的密炼机中塑炼8min;(2)加入所述芳纶纤维、氯丁橡胶混炼3min;(3)加入所述复合阻燃剂混炼2min;(4)再加入所述纳米粘土、炭黑、白炭黑、氧化镁、增塑剂混炼,混炼均匀,然后在开炼机上薄通4次,摆胶6次,然后在压延机上开条出片;(5)混炼胶料停放13h后,再次将混炼胶料放入密炼机,再加入硫化剂混炼,硫化温度160℃,硫化时间1h。
绝缘层的制备工艺包括为:(1)对粘土进行酸处理:在粘土中加入水配制粘土溶液,使粘土在水中的质量分数为20%;往粘土溶液中加入酸,调节PH至6.5;(2)将经过酸处理的粘土与硅烷偶联剂在水相中发生反应,反应温度为58℃,反应时间1.2h,得到溶液a;(3)对溶液a进行干燥,得到物质b;(4)将物质b、三氧化二锑、碳酸钙、增塑剂、抗氧剂等在开放式炼胶机上混炼均匀,混炼温度达108℃时,加入硫化剂继续混炼2min;(5)混炼完成后,将混炼胶料在开炼机上薄通4次,摆胶5次,然后在压延机上开条出片。
检测采用本实施例生产得到的保护层,其拉伸强度/(MPa):17.0,撕拉强度/(MPa):14.12,线烧蚀率/(mm/s):0.062,氧指数/(%):45;检测采用本实施例生产得到的绝缘层,其拉伸强度/(MPa):14.6,撕拉强度/(MPa):14.7,氧指数/(%):41,短时间可承受124℃高温。
实施例3
本实施例公开一种电子连接线,从里到外依次包括导体、绝缘层、填充层和保护层,绝缘层包覆在导体表面,保护层包覆在填充层表面。保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯70份、氯丁橡胶25份、芳纶纤维11份、纳米粘土6.5份、炭黑11份、白炭黑4.8份、氯化石蜡2份、三氧化二锑1.3份、氢氧化镁1.4份、磷酸三甲苯酯0.8份、氧化镁3份、增塑剂6份、二甲基氨苯1份、XH-3 1份、抗老化剂0.8份、硫化剂5份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯64份、氯化石蜡5份、三氧化二锑3份、碳酸钙9份、粘土6份、增塑剂5份、硅烷偶联剂5份、抗氧剂2份、硫化剂4份。
保护层的制备工艺包括以下步骤:(1)将所述聚乙烯在82℃的密炼机中塑炼8min;(2)加入所述芳纶纤维、氯丁橡胶混炼3min;(3)加入所述复合阻燃剂混炼2min;(4)再加入所述纳米粘土、炭黑、白炭黑、氧化镁、增塑剂混炼,混炼均匀,然后在开炼机上薄通4次,摆胶6次,然后在压延机上开条出片;(5)混炼胶料停放13h后,再次将混炼胶料放入密炼机,再加入硫化剂混炼,硫化温度160℃,硫化时间1h。
绝缘层的制备工艺包括为:(1)对粘土进行酸处理:在粘土中加入水配制粘土溶液,使粘土在水中的质量分数为20%;往粘土溶液中加入酸,调节PH至6.5;(2)将经过酸处理的粘土与硅烷偶联剂在水相中发生反应,反应温度为58℃,反应时间1.2h,得到溶液a;(3)对溶液a进行干燥,得到物质b;(4)将物质b、三氧化二锑、碳酸钙、增塑剂、抗氧剂等在开放式炼胶机上混炼均匀,混炼温度达108℃时,加入硫化剂继续混炼2min;(5)混炼完成后,将混炼胶料在开炼机上薄通4次,摆胶5次,然后在压延机上开条出片。
检测采用本实施例生产得到的保护层,其拉伸强度/(MPa):16.8,撕拉强度/(MPa):14.2,线烧蚀率/(mm/s):0.057,氧指数/(%):44;检测采用本实施例生产得到的绝缘层,其拉伸强度/(MPa):14.7,撕拉强度/(MPa):14.6,氧指数/(%):43,短时间可承受125℃高温。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于:对比例1没有加入芳纶纤维。检测采用本对比例生产得到的保护层,其线烧蚀率/(mm/s):0.152。通过对比可以看出,芳纶纤维的加入有助于降低保护层的线烧蚀率。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于:对比例2中没有加入硅烷偶联剂。检测采用本对比例生产得到的绝缘层,其拉伸强度/(MPa):11.9,撕拉强度/(MPa):11.4,短时间可承受85℃高温。通过对比可以看出,硅烷偶联剂的加入有助于提高绝缘层的拉伸强度以及耐热性等。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于:对比例3中绝缘层的制备工艺没有包括对粘土进行酸处理。检测采用本对比例生产得到的绝缘层,其拉伸强度/(MPa):12.4,撕拉强度/(MPa):12.7,短时间可承受92℃高温。通过对比可以看出,对粘土进行酸处理有助于提高绝缘层的性能。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于:对比例4中使用常用的阻燃剂氢氧化镁替代由氯化石蜡、三氧化二锑、氢氧化镁、磷酸三甲苯构成的复合阻燃剂。检测采用本对比例生产得到的保护层,其氧指数/(%):33。由此可以看出,使用复合阻燃剂,保护层的阻燃性能明显优于使用不同阻燃剂。
对比例5
对比例5为市场上售卖的电子连接线,该电子连接线保护层的拉伸强度/(MPa):11.9,撕拉强度/(MPa):12.4,线烧蚀率/(mm/s):0.153,氧指数/(%):35;而该电子连接线绝缘层的拉伸强度/(MPa):11.7,撕拉强度/(MPa):12.6,氧指数/(%):34,短时间可承受92℃高温。通过对比可以看出,实施例1中电子连接线的保护层、绝缘层性能比普通电子连接线保护层、绝缘层更优。
Claims (6)
1.电子连接线,包括导体、绝缘层、填充层和保护层,所述绝缘层包覆在导体表面,所述保护层包覆在填充层表面,其特征在于,所述保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48-70份、氯丁橡胶25-30份、芳纶纤维10-12份、复合填料18-25份、复合阻燃剂5-8份、氧化镁2-3份、增塑剂4-6份、二甲基氨苯0.8-1份、XH-3 0.8-1.5份、抗老化剂0.6-1份、硫化剂4-7份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯48-65份、氯化石蜡5-6份、三氧化二锑2-3份、碳酸钙8-10份、粘土4-6份、增塑剂4-6份、硅烷偶联剂3-5份、抗氧剂2-5份、硫化剂3-6份。
2.如权利要求1所述的电子连接线,其特征在于,所述复合填料包括纳米粘土10-12份、炭黑18-24份、白炭黑8-10份。
3.如权利要求1所述的电子连接线,其特征在于,所述保护层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯68份、氯丁橡胶25份、芳纶纤维10份、复合填料24份、复合阻燃剂8份、氧化镁2份、增塑剂5份、二甲基氨苯0.8份、XH-3 1.2份、抗老化剂0.8份、硫化剂5份;所述绝缘层由以下质量份数的原料组成:聚乙烯62份、氯化石蜡5份、三氧化二锑2份、碳酸钙9份、粘土6份、增塑剂5份、硅烷偶联剂3份、抗氧剂3份、硫化剂3份。
4.如权利要求2所述的电子连接线,其特征在于,所述保护层的制备工艺包括以下步骤:(1)将所述聚乙烯在78-82℃的密炼机中塑炼8-10min;
(2)加入所述芳纶纤维、氯丁橡胶混炼2-3min;
(3)加入所述复合阻燃剂混炼2-3min;
(4)再加入所述纳米粘土、炭黑、白炭黑、氧化镁、增塑剂混炼,混炼均匀,然后在开炼机上薄通3-4次,摆胶5-6次,然后在压延机上开条出片;
(5)混炼胶料停放10-15h后,再次将混炼胶料放入密炼机,再加入硫化剂混炼,硫化温度152-160℃,硫化时间1-1.2h。
5.如权利要求1所述的电子连接线,其特征在于,所述绝缘层的制备工艺包括为:
(1)对粘土进行酸处理:在粘土中加入水配制粘土溶液,使粘土在水中的质量分数为18-25%;往粘土溶液中加入酸,调节PH至6.3-6.8;
(2)将经过酸处理的粘土与硅烷偶联剂在水相中发生反应,反应温度为48-65℃,反应时间1-1.5h,得到溶液a;
(3)对溶液a进行干燥,得到物质b;
(4)将物质b、三氧化二锑、碳酸钙、增塑剂、抗氧剂等在开放式炼胶机上混炼均匀,混炼温度达105-112℃时,加入硫化剂继续混炼2-2.5min;
(5)混炼完成后,将混炼胶料在开炼机上薄通3-4次,摆胶4-5次,然后在压延机上开条出片。
6.如权利要求1所述的电子连接线,其特征在于,所述复合阻燃剂包括氯化石蜡6-7份、三氧化二锑6-8份、氢氧化镁5-8份、磷酸三甲苯酯3-4份。
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