CN107652595B - 包含激光可标记的绝缘材料的电线或电缆组合件 - Google Patents

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Abstract

本公开针对包含激光可标记的绝缘材料的电线或电缆组合件。在某些实施方案中，激光可标记的绝缘材料可以包括含氟聚合物和激光可标记的无机颜料。这种颜料可以具有在约0.4微米至约2微米范围内的平均晶粒度和/或在约0.45微米至约2微米范围内的中值粒度(d50)。绝缘材料可以展现改进的初始和热老化对比率，而不减小含有绝缘材料的电缆或电线满足抗电弧起痕和传播性的工业标准的能力。

Description

包含激光可标记的绝缘材料的电线或电缆组合件
本申请为申请日2015年6月19日，申请号201510346903.X，名称为“用于电线或电缆组合件的激光可标记的绝缘材料”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及用于电线或电缆组合件的绝缘材料，并且更具体地说涉及展现改进的初始和热老化对比率的所述绝缘材料。
背景技术
氟化聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)，是化学上惰性的材料，其具有良好的电绝缘特性和承受高温的能力。因此，含氟聚合物用作电线和电缆组合件中的电绝缘体。不可熔融加工的全氟聚合物，诸如PTFE或用小百分比的替代性共聚单体改性的PTFE，是经过挤出以产生膜的糊膏，随后切割这种膜以产生窄条，即，缠绕在导电芯周围并烧结的胶带。
需要用铭牌标记绝缘电线和电缆的表面。标记易读性可以用对比率来量化，对比率是定义标记的感知暗度与绝缘本底的明度之间的差异的感知量度。激光辐射可以用于在含有CH官能团的聚合物的表面上产生暗的、不可消除的标记。然而，全氟聚合物在强辐射下烧蚀而非碳化，并且因此不是固有地激光可标记的。
已知将添加剂并入聚合物基质中，当用激光能辐射绝缘电线时这些添加剂改变颜色，从而产生对比周围绝缘体的亮色而感知的暗标记。所述标记是由激光束产生，而不会使聚合物基质降解或显著破坏绝缘体的表面。举例来说，无色的“白”颜料级二氧化钛粒子在吸收紫外(UV)激光之后变成蓝黑色。
然而，大于60％的初始对比率和大于40％的热老化对比率难以使用二氧化钛颜料和工业上熟知的标准加工技术来达成。
标记的暗度和耐久性可以经由添加UV吸收有机材料，包括含有有机官能团的无机化合物来增强。所述化合物热分解得到黑色的碳基或无机残余物。诸如PTFE的含氟聚合物必须在高达并超过360℃的温度下加工，届时许多有机添加剂经受热分解。已经提出了适合于在PTFE烧结温度下加工的热稳定的UV吸收协同剂；然而，所述化合物在与电弧事件相关的极端温度和绝缘体在电弧起痕和传播测试期间所经受的极端条件下容易分解产生导电残余物。
此外，用于电缆或电线组合件中的所述绝缘胶带必须满足抗电弧起痕和传播性的工业要求。聚酰亚胺电线绝缘体由于其高介电强度和抗切通性而通常被包括于航空航天应用中所用的电线和电缆组合件中。然而，由于瞬时短路起弧事件而特别易受热解和电弧起痕的损害。如果瞬时电短路在两条电线之间发生，那么可能发生聚酰亚胺的充分加热以使聚酰亚胺热焦化(热解)。所述焦化的聚酰亚胺具有足够的电导率以产生电弧，这种电弧沿着电线起痕并且可能传播至相邻的电线。为了防止导致电弧起痕和传播的灾难性的短路起弧事件，内聚酰亚胺层受到在热分解期间不会显著焦化的含氟聚合物绝缘体的外层的保护。绝缘体承受瞬时短路起弧事件并且因此承受电弧起痕和传播的能力高度取决于含氟聚合物绝缘体的组成和完整性。
当采用标准加工条件时，标记对比一般随着二氧化钛颜料的量增加而改进，随后趋于平稳并且最终下降。然而，较高水平的二氧化钛已经与抗电弧起痕和传播性负向相关。
这样的话，需要提供改进的激光可标记的含氟聚合物配方，其达成优良的初始和热老化激光标记对比分辨率，而不损害绝缘体的热稳定性或抗电弧起痕和传播性。
本公开归因于激光可标记的绝缘材料的惊人发现而解决了这些和其它问题，这种激光可标记的绝缘材料可以改进初始和热老化对比率并且不损害绝缘体的热稳定性或抗电弧起痕和传播性。达成新绝缘材料的优良的对比率性能的机制协同地得到绝缘电线和电缆组合件的意外好的抗电弧起痕和传播性。
发明内容
一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料，其具有在约0.4微米至约2微米范围内的平均晶粒度和/或在约0.45微米至约2微米范围内的中值粒度(d50)。
附图说明
实施方案是以实例说明并且不限于随附图式。
图1包括根据本公开的一个实施方案的激光可标记的绝缘材料的一段的透视图的图解。
图2包括根据本公开的一个实施方案的含有绝缘构件的电缆或电线组合件的透视图的图解。
本领域的技术人员应了解，图中的元件是出于简单和清晰而说明并且不一定按比例绘制。举例来说，图中一些元件的尺寸可以相对于其它元件放大以有助于理解本发明的实施方案。
具体实施方式
以下描述与图式组合提供以帮助理解本文所公开的教义。以下论述将集中关注教义的具体实施和实施方案。提供这种集中关注以帮助描述教义并且不应被解释为限制教义的范围或适用性。然而，其它实施方案可以基于如本申请中所公开的教义来使用。
术语“包含”、“包括”、“具有”或其任何其它变化意图涵盖非排他性的包括。举例来说，包含特征的清单的方法、物品或装置不一定仅限于那些特征，而可以包括未明确列出或为所述方法、物品或装置所固有的其它特征。此外，除非相反地明确规定，否则“或”指的是兼或而不是异或。举例来说，条件A或B由以下任一者来满足：A是真的(或存在)并且B是假的(或不存在)，A是假的(或不存在)并且B是真的(或存在)，以及A与B都是真的(或存在)。
此外，“一个(a/an)”的使用用来描述本文所描述的元件和组件。这仅仅是为了方便起见并且为了给出本发明范围的一般含义。除非另有明确意义，否则这种描述应被解读为包括一个、至少一个或单数，同样也包括复数，反之亦然。举例来说，当本文中描述单个项目时，多于一个项目可以替代单个项目使用。类似地，在本文中描述多于一个项目的情况下，单个项目可以代替多于一个项目。
除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的一般技术人员通常所理解的相同的含义。材料、方法以及实施例仅仅是说明性的并且不意图有限制性。在本文未描述的程度上，关于特定材料和加工行为的许多细节是常规的并且可以在绝缘胶带和电缆/电线领域内的教科书和其它来源中找到。
本公开的实施方案一般针对被设计用于电线或电缆组合件中的绝缘材料，其展现改进的初始和热老化激光标记对比并且使含有这些绝缘材料的电线和电缆组合件能够满足抗电弧起痕和传播性的工业要求。现在参考图1，绝缘材料10可以包括基于聚合物的层15，其具有第一主表面20和与第一主表面20相对的第二主表面30。
在某些实施方案中，绝缘材料可以包括聚合物材料和激光可标记的颜料或甚至基本上由聚合物材料和激光可标记的颜料组成。
在某些实施方案中，聚合物材料可以包括一种或多种含氟聚合物或甚至基本上由一种或多种含氟聚合物组成。特定含氟聚合物可以包括例如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基共聚物(PFA)；乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚氯三氟乙烯(PCTFE)；氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；非晶含氟聚合物(AF)；以及乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)；或其组合。
在其它特定实施方案中，聚合物材料可以包括一种或多种全氟聚合物或甚至基本上由一种或多种全氟聚合物组成。
在其它特定实施方案中，聚合物材料可以包括一种或多种不可熔融加工的聚合物或共聚物或甚至基本上由一种或多种不可熔融加工的聚合物或共聚物组成，诸如均聚物PTFE、改性PTFE，或其组合。被设计用于润滑挤出中的不可熔融加工的细粉状PTFE树脂的适合实例为DuPontTM
Figure BDA0001424021370000051
T60、613A；Daikin POLYFLONTM F104、F301、F302、F304；Solvay
Figure BDA0001424021370000052
DF130、DF230、DF261；以及DyneonTM TF 2025z、TF2029z。
在极特定的实施方案中，聚合物材料可以基本上不含氟化共聚物，诸如改性细粉状PTFE。在其它特定实施方案中，聚合物材料可以含有以聚合物材料的总重量计不大于约80wt.％、不大于约70wt.％、不大于约60wt.％、不大于约50wt.％、不大于约40wt.％、不大于约30wt.％、不大于约25wt.％、不大于约20wt.％、不大于约15wt.％、不大于约10wt.％、不大于约5wt.％、或甚至不大于约3wt.％的氟化共聚物，诸如改性PTFE。
在其它极特定的实施方案中，聚合物材料可以包括不可熔融加工的氟化共聚物或甚至基本上由不可熔融加工的氟化共聚物组成，诸如改性PTFE。
在某些实施方案中，聚合物材料可以包括不可熔融加工树脂的混合物，诸如第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的混合物，其中第一和第二不可熔融加工树脂是不同的。在某些实施方案中，第一不可熔融加工树脂可以包括均聚物或甚至基本上由均聚物组成，诸如均聚物PTFE。在其它实施方案中，第二不可熔融加工树脂可以包括氟化共聚物或甚至基本上由氟化共聚物组成。在某些实施方案中，第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的比率可以为至少约1:9、至少约3:7、至少约4:6、至少约5:5、至少约6:4、或甚至至少约8:2。在其它实施方案中，第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的比率可以不大于约9:1、不大于约8:2、不大于约6:4、不大于约4:6、不大于约3:7、不大于约2:8、或甚至不大于约1:9。在其它实施方案中，第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的比率可以在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内，诸如在约1:9至约9:1的范围内。
树脂类型可以通过本领域的技术人员熟知的组合测试来确定，包括差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)以及拉曼光谱法。绝缘体的物理特性和完整性以及烧结的绝缘体的表面处的空隙结构也可以用于区分树脂类型。
绝缘材料还可以包括一种或多种激光可标记的颜料。如本文所用的短语“激光可标记的颜料”指的是当用激光辐射时经历改变颜料颜色或产生暗色的分解产物的结构转变的颜料。在特定实施方案中，激光可标记的颜料可以包括UV激光可标记的颜料。
激光可标记的颜料可以按任何所需的量存在。在特定实施方案中，激光可标记的颜料可以按至少约0.5pph、至少约0.8pph、至少约1.0pph、至少约1.2pph、至少约1.3pph、或甚至至少约1.5pph的量存在于绝缘材料中。在其它实施方案中，激光可标记的颜料可以按不大于约5pph、不大于约4pph、不大于约3.4pph、不大于约3.2pph、不大于约3.0pph、不大于约2.8pph、不大于约2.6pph、不大于约2.5pph、不大于约2.4pph、不大于约2.2pph、不大于约2.0pph、不大于约1.8pph、不大于约1.5pph、或甚至不大于约1.3pph的量存在于绝缘材料中。在其它实施方案中，激光可标记的颜料可以按上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的量存在于绝缘材料中，诸如在约0.5pph至约3.0pph、约1.0pph至约2.8pph、或甚至约1.0pph至约2.5pph的范围内。
本公开的一个特定优点是达成本文所描述的性能参数，诸如在如下文实施例所说明的激光可标记的颜料的低浓度下极佳的初始和热老化对比率。这些改进的共存是意想不到的。举例来说，在先前的尝试中，需要激光可标记的颜料的高负荷，诸如3.5-4.5pph，以获得令人满意的初始和热老化对比率。然而，如本文所详述，惊讶地发现令人满意的初始和热老化对比率可以在如上文所描述的激光可标记的颜料的低负荷下达成。此外，不希望受理论约束，据信激光可标记的颜料的较低负荷可以协同地改进如下文更详细描述的绝缘电线和电缆组合件的抗电弧起痕和传播性。
在某些实施方案中，激光可标记的颜料可以包括激光可标记的无机颜料或甚至基本上由激光可标记的无机颜料组成。如本文所用的短语“激光可标记的无机颜料”指的是具有无机核心的激光可标记的颜料。特定的激光可标记的无机颜料可以包括激光可标记的无机颜料，诸如基于金属氧化物的激光可标记的无机粒子。
在某些实施方案中，激光可标记的无机粒子可以包括金属氧化物或甚至基本上由金属氧化物组成。在特定实施方案中，金属氧化物可以包括TiO2、Cr2O3、NiO、V2O5、Fe2O3、CuO、CdO、Tl2O3、CeO2、Nb2O5、MoO3、WO3、Sb2O3、SnO2、ZrO、ZnO2，或其组合。应了解，本文所描述的金属氧化物，诸如TiO2，包括掺杂、未掺杂或其组合的金属氧化物。在极特定的实施方案中，金属氧化物可以包括TiO2、掺杂的TiO2或其组合或甚至基本上由TiO2、掺杂的TiO2或其组合组成。基于TiO2的粒子核心可以具有锐钛矿晶体结构、板钛矿晶体结构、金红石晶体结构，或其组合。在极特定的实施方案中，基于TiO2的粒子核心可以包括金红石TiO2或甚至基本上由金红石TiO2组成。TiO2颜料的特定实例可以包括美国专利号5,560,845和美国专利号6,429,237中所描述的那些TiO2颜料，这两个专利都出于所有有用的目的以引用的方式并入本文中。
在其它实施方案中，激光可标记的无机颜料可以包括非金属氧化物，诸如ZnS、CdS、CdSSe以及CeS。
无机颜料的组成可以通过SEM-EDS元素分析或X射线荧光光谱法来确定。SEM-EDS元素分析可以使用Nanoscience Instruments,Inc.Phenom ProX Benchtop扫描电子显微镜进行，并且X射线荧光光谱法可以使用Shimadzu EDX-7000/8000能量色散X射线荧光光谱仪进行。晶体结构可以通过X射线衍射法，使用例如Bruker Corporation D8ADVANCE ECOTMX射线衍射系统来确定。取决于颜料的组成，本领域中已知的各种方法可以用于测量颜料负荷水平。在基于TiO2的颜料分散于不可熔融加工的含氟聚合物绝缘材料中的一个特定实施方案中，可以在1000℃下的马弗炉中进行样品与四硼酸锂的熔合持续5小时，接下来用HCl溶解熔合体(fuseate)来确定TiO2百分比。然后使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)来确定样品中组分的身份和负荷。
在某些实施方案中，激光可标记的颜料可以具有特定粒度。如本文所用的短语“粒度”当用于描述激光可标记的颜料时包括晶粒度与涂料粒度(如果存在的话)。此外，应了解，晶粒度不同于粒度，因为粒子可能由多于一种晶体组成或凝集在一起。粒度还取决于激光可标记的粒子在聚合物基质内解聚和分散的有效性。因此，粒度可以取决于晶粒度以及研磨技术，诸如空气喷射研磨、干式研磨、湿式研磨或统合研磨。
粒度分布(PSD)是根据尺寸(直径)定义所存在的粒子的相对量(通常以质量计)的一列值。如本文所提及的“粒度分布”指的是由质量或体积加权的PSD，因为具有相对窄的粒度分布的一般均质粒子的质量与所述粒子所占据的体积大致成比例。
在某些实施方案中，激光可标记的颜料可以具有至少0.4微米、至少约0.45微米、至少约0.5微米、至少约0.6微米、至少约0.7微米、至少约0.8微米、或甚至至少约0.9微米的中值粒度(d50)。在其它实施方案中，激光可标记的颜料可以具有不大于约3.0微米、不大于约2.5微米、不大于约2.0微米、不大于约1.8微米、不大于约1.6微米、不大于约1.4微米、不大于约1.2微米、不大于约1.0微米、或甚至不大于0.8微米的中值粒度(d50)。在其它实施方案中，激光可标记的颜料可以具有在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的中值粒度(d50)，诸如在0.4微米至约3.0微米、约0.45微米至约2.5微米、约0.5微米至约1.8微米、或甚至约0.6微米至约1.6微米的范围内。
中值粒度(d50)可以通过本领域中熟知的技术，使用可商购的仪器来测量，诸如可获自Horiba Ltd.的Horiba激光散射粒度分布分析仪LA-950、可获自BrookhavenInstruments Corporation的BI-XDC X射线盘式离心机，或可获自CPSInstruments Inc.的CPS盘式离心机DC 24000。
本公开的某些实施方案的一个特定优点是发现上文所描述的特定中值粒度范围帮助改进由各种树脂等级和低颜料负荷组成的配方的初始和热老化对比率以及绝缘电线满足抗电弧起痕和传播性的工业要求的能力。举例来说，传统工业惯例使用具有小粒度，诸如小于约0.4微米的颜料。
分散于含氟聚合物绝缘材料中的无机颜料的粒度范围可以通过扫描电子显微术(SEM)图像分析来确定。存在于绝缘体的表面处的TiO2粒子可以使用Carl
Figure BDA0001424021370000101
Merlin高分辨率SEM系统来成像，这个系统使用电子背散射衍射(EBSD)界定部分嵌入的粒子的周界，并且可以使用Carl
Figure BDA0001424021370000102
KS300图像分析仪进行图像分析，这两个装置都可购自ZeissInternational。或者，晶粒度可以使用可获自FEI Company的Tecnai TF20200kV FEG高分辨率透射电子显微镜(TEM)来成像。为了获得更精确的结果，可以在真空下使用不会显著改变无机颜料的尺寸或晶粒度的方法部分地烧蚀含氟聚合物的表面。所述方法的实例是氧等离子体处理、电子束轰击、γ辐射以及CO2激光束烧蚀。因此，可以使用在>400W的RF功率下产生的氧等离子体烧蚀基于PTFE的绝缘体的表面。或者，可以使用用于轰击样品的约8×104A/m2的电子束流密度来烧蚀表面。作为另一个选项，可以用30至50W的连续CO2激光束在0.05至50MW m-2的平均强度下烧蚀表面。
在某些实施方案中，激光可标记的颜料还可以具有特定的平均晶粒度。举例来说，在特定实施方案中，激光可标记的颜料可以具有至少约0.4微米、至少约0.5微米、至少约0.6微米、或甚至至少约0.7微米的平均晶粒度。在其它实施方案中，激光可标记的颜料可以具有不大于约2微米、不大于约1.5微米、不大于约1.3微米、不大于约1.1微米、不大于约0.9微米、不大于约0.8微米、或甚至不大于约0.7微米的平均晶粒度。此外，在某些实施方案中，激光可标记的颜料可以具有在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的晶粒度，诸如在约0.4微米至约2.0微米、约0.5微米至约1.5微米、或甚至约0.6至约0.7微米的范围内。
平均晶粒度可以通过对成品绝缘材料的样品的透射电子显微术(TEM)照片/电子显微照片进行图像分析来确定。举例来说，可以使用可获自FEI Company的Tecnai TF20200kVFEG高分辨率透射电子显微镜(TEM)获得TEM图像，并且可以使用可购自ZeissInternational的KS300图像分析仪进行图像分析。可以通过参考具有199±6nm的认证尺寸的来自NIST的乳胶NANOSPHERETM尺寸标准3200来验证晶粒度测量。
本公开的某些实施方案的一个特定优点是发现上文所提供的特定晶粒度值帮助改进绝缘材料的性能，并且特别是改进绝缘材料的对比率，同时维持绝缘电线满足如下文更详细论述的抗电弧起痕和传播性的工业要求的能力。
在特定实施方案中，激光可标记的颜料可以具有中值粒度与平均晶粒度的特定比率。举例来说，激光可标记的颜料可以具有不大于约3:1、不大于约2:1、不大于约1.8:1、不大于约1.6:1、不大于约1.4:1、不大于约1.3:1、或甚至不大于约1.2:1的中值粒度与平均晶粒度的比率。
在某些实施方案中，激光可标记的颜料可以包括涂料。在特定实施方案中，激光可标记的颜料可以包括无机涂料，诸如基于二氧化硅的涂料、基于金属的涂料、其氧化物或其组合。在极特定的实施方案中，激光可标记的颜料可以包括基于二氧化硅的涂料，诸如水合、非晶(玻璃样)或半结晶SiO2。在其它特定实施方案中，激光可标记的颜料可以包括基于氧化铝的涂料，诸如水合、非晶或半结晶Al2O3。在极特定的实施方案中，激光可标记的颜料可以包括基于二氧化硅的涂料与基于氧化铝的涂料。
在其它特定实施方案中，激光可标记的颜料可以包括热稳定的有机涂料。举例来说，适合的热稳定的有机涂料可以包括基于聚硅氧烷的涂料和/或氟化有机涂料。
包括于绝缘材料配方中的被设计用于改进对比率的激光可标记的颜料(包括涂料材料)和其它添加剂的特定类型还可以由其在聚合物材料的加工温度下并且在某些实施方案中，在不可熔融加工的含氟聚合物树脂(诸如PTFE)的烧结温度下保持稳定的能力来描述。举例来说，在用PTFE胶带绝缘的电线和电缆组合件的生产中，有必要在340℃至400℃左右的温度下烧结电线或电缆组合件中的绝缘体。因此，在某些实施方案中，激光可标记的颜料(包括涂料材料)和/或其它添加剂在聚合物材料的加工温度下并且在某些实施方案中，在含氟聚合物树脂(诸如PTFE)的烧结温度下是稳定的。此外，在某些实施方案中，激光可标记的颜料(包括涂料材料)和/或其它添加剂可以基本上不含在烧结温度下不稳定的材料。在极特定的实施方案中，激光可标记的颜料(包括涂料材料)和/或其它添加剂可以基本上不含在与电弧事件相关的极端温度下不稳定的材料。
如本文所描述，有机材料(或无法承受约340℃至400℃的温度的其它材料)的存在可以引入导电杂质并且损害绝缘体的物理完整性。本公开的某些实施方案的一个特定优点是尽管不存在可碳化的有机材料，但仍有初始和热老化对比率的联合改进。虽然有机协同剂可能增强对比，但在加工或暴露于前电弧闪烁期间所述材料的降解可能对抗电弧起痕和传播性具有有害影响。
在某些实施方案中，绝缘材料可以包括第一激光可标记的颜料和第二颜料，其中第一激光可标记的颜料和第二颜料是不同的。举例来说，在某些实施方案中，第一激光可标记的颜料可以是上文所描述的激光可标记的颜料中的任一者。
在某些实施方案中，第二颜料可以适于改进聚合物材料的本底发光。举例来说，第二颜料可以是常规的白颜料。
在特定实施方案中，第二颜料可以具有比第一激光可标记的颜料低的中值粒度(d50)。举例来说，在极特定的实施方案中，第二颜料可以具有在约0.1微米至约0.5微米、或甚至约0.2微米至约0.4微米的范围内的中值粒度(d50)。
第二颜料可以按任何所需的量存在于绝缘材料中。在特定实施方案中，第二颜料可以按至少约0.01pph、至少约0.05pph、或甚至至少约0.1pph的量存在于绝缘材料中。在其它实施方案中，第二颜料可以按不大于约1.0pph、不大于约0.8pph、或甚至不大于0.5pph的量存在于绝缘材料中。在其它实施方案中，第二颜料可以按上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的量存在于绝缘材料中，诸如在约0.01pph至约1.0pph、约0.05pph至约0.8pph、或甚至约0.1pph至约0.5pph的范围内。
在某些实施方案中，第二颜料可以包括无机颜料或甚至基本上由无机颜料组成。如本文所用的短语“无机颜料”指的是具有无机核心的颜料。特定无机颜料可以包括基于金属氧化物的粒子。
在某些实施方案中，第二无机颜料可以包括金属氧化物或甚至基本上由金属氧化物组成。在特定实施方案中，金属氧化物可以包括TiO2、Cr2O3、NiO、V2O5、Fe2O3、CuO、CdO、Tl2O3、CeO2、Nb2O5、MoO3、WO3、Sb2O3、SnO2、ZrO、ZnO2，或其组合。在极特定的实施方案中，金属氧化物可以包括TiO2或甚至基本上由TiO2组成。
本公开的某些实施方案的一个特定优点是意外发现添加第二常规白颜料至本文所描述的绝缘材料配方中可以得到改进的对比率，同时令人满意地维持绝缘电线的抗电弧起痕和传播性。此外，意想不到的是颜料的组合可以协同地改进对比率，特别是在低负荷下。
在某些实施方案中，可以对激光可标记的颜料和/或含氟聚合物/颜料混合物进行空气喷射研磨以增强粒子破碎和分散，这可以使对比率以及抗电弧起痕和传播性得到改进。举例来说，可以使用可获自Hosokawa Inc.的Alpine AFG流化床喷射研磨机或可获自Fluid Energy Inc.的Roto-JetTM流化床喷射研磨机对激光可标记的颜料和/或含氟聚合物/颜料混合物进行空气喷射研磨。经过空气喷射研磨的绝缘体可由着色的均质性明显区分。
在其它实施方案中，激光可标记的颜料和/或含氟聚合物/颜料配方可以使用不需要高度专业的研磨设备的传统方法来加工。举例来说，可以使用高剪切掺合机将激光可标记的颜料分散于石蜡油中，并且在罐式研磨机、水泥混合机(转盘混合机)或PK掺合机中与PTFE树脂混合。当采用标准混合技术时，只有在严密检查绝缘体后才可观察到颜料丰富的条痕。
本公开的某些实施方案的一个特定优点是意外发现当使用上文所描述的传统方法加工绝缘材料时可以获得优良的对比率。所述方法未能在PTFE粒子水平上优化粒子分散，这归因于在凝结的细粉状树脂中这些粒子的团聚状态。先前，TiO2粒子必须在PTFE粒子水平上分散以获得高对比率。需要能够破碎PTFE团聚体而不损坏在剪切时非常容易发生原纤化的树脂的低剪切研磨方法，诸如空气喷射研磨，以达到获得足够高的对比率所必需的TiO2粒子分散水平。
绝缘材料可以进一步包括如本领域中所了解的任何额外添加剂。举例来说，绝缘材料或用于形成绝缘材料的组合物可以含有添加剂，诸如表面活性剂、抗静电添加剂、助挤剂、有色颜料或其组合。
再次参考图1，在某些实施方案中，绝缘材料可以具有任何所需的厚度T。在特定实施方案中，绝缘材料可以具有至少约0.0005英寸、至少约0.001英寸、或甚至至少约0.0015英寸的平均(标称)厚度T。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有不大于约0.005英寸、不大于约0.004英寸、不大于约0.003英寸、或甚至不大于约0.0025英寸的平均(标称)厚度T。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的平均(标称)厚度T，诸如在约0.0005英寸至约0.004英寸、或甚至约0.0015英寸至约0.0025英寸的范围内。
在某些实施方案中，绝缘材料可以具有有利的对比率，并且特别是有利的初始对比率与有利的热老化对比率。对比率是绝缘本底和标记的发光相较于绝缘本底的亮度的差异的量度。对比率是本领域中充分了解的量度。如本文所用的对比率可以根据以下等式来确定：
C＝[(Lb-Lm)/Lb]×100％
其中C表示对比率，Lb表示本底材料的亮度，并且Lm表示标记的亮度。在上述等式中，发光被定义为“从表面反射的可见光的定量测量”。亮度是用校准过的电光度计来测定，这个电光度计合并有明视滤光片以模拟人眼的反应。
对比率样品测试构造1
如本文所用的短语“对比率样品测试构造1”指的是依照SAE AS4373D绝缘电线测试方法-方法1001电线标记对比(Test Methods for Insulated Electric Wire-Method1001,Wire Marking Contrast)中所规定的要求在模型构造上进行的对比测量。制备具有介于0.01英寸与0.6英寸之间的恒定直径的柔性或半刚性的细长圆柱形样品。在某些实施方案中，进行DSC分析以确保烧结的绝缘体满足SAE AS4373方法813或EN3475-414的要求。在特定实施方案中，进行DSC分析以确保在第一次加热与第二次加热之间熔融的能量差小于3焦耳/克。
然后使用Spectrum Technologies CMS CAPRIS 50-100激光标记系统来标记样品，这个系统采用注量为0.9J·cm-2的固态LongbowTM UV Nd:YAG激光(355nm)。使用也是由Spectrum Technologies,Inc.制造的CMS 2对比测量系统来测量实点符号(●)的对比率。
如上文所提供，本文所描述的绝缘材料可以具有有利的初始对比率。在某些实施方案中，绝缘材料可以具有如根据对比率样品测试构造1测量的至少约55％、至少约57％、至少约60％、至少61％、至少约62％、至少约63％、至少约64％、至少约65％、至少约66％、至少约67％、至少约68％、至少约69％、至少约70％、至少约71％、至少约72％、至少约73％、至少约74％、或甚至至少约75％的初始对比率。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有如根据对比率样品测试构造1测量的不大于约99％、不大于约90％、或甚至不大于约85％的初始对比率。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的初始对比率，诸如在如根据对比率样品测试构造1测量的约55％至约99％、约60％至约99％、约65％至约90％、或甚至约70％至约90％的范围内。
如上文所提供，本文所描述的绝缘材料可以具有有利的热老化对比率。如本文所用的热老化对比率指的是如上文所概述并且对已经在260℃至310℃范围内的温度下热老化168小时的样品所测试的对比率。在某些实施方案中，绝缘材料可以具有如根据对比率样品测试构造1测量的至少约40％、至少约41％、至少约42％、至少约43％、至少约44％、至少约45％、至少约46％、至少约47％、至少约48％、至少约49％、至少约50％、至少约51％、至少约52％、至少约53％、至少约54％、至少约55％、至少约56％、至少约57％、至少约58％、至少约59％、或甚至至少约60％的热老化对比率。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有如根据对比率样品测试构造1测量的不大于约99％、不大于约90％、或甚至不大于约85％的热老化对比率。在其它实施方案中，绝缘材料可以具有在上文所提供的任何最小值和最大值的范围内的热老化对比率，诸如在如根据对比率样品测试构造1测量的约40％至约99％、约45％至约90％、或甚至约50％至约90％的范围内。
如本文献通篇所描述，本发明者惊讶地发现尽管不存在产生焦化的、可热解的有机协同剂，但仍产生具有改进的初始和热老化对比率的绝缘材料的简单协同方式，这种绝缘材料也满足抗电弧起痕和传播性的工业要求。因此，在某些实施方案中，绝缘材料可以基本上不含产生焦化的、可热解的有机协同剂。
现在参考图2，本公开的另一个方面针对电缆或电线组合件50，其含有上文所描述的绝缘材料10的一个实施方案。举例来说，如图2中图解，电缆或电线组合件50可以包括传输构件60以及适于整体上保护传输构件和电缆或电线组合件50的多个绝缘构件10、70。应了解，激光可标记的绝缘材料10可以含有本文所描述的激光可标记的绝缘材料的任何实施方案。
绝缘构件70可以是本领域中所需的任何绝缘材料。举例来说，绝缘构件70可以含有复合膜。在极特定的实施方案中，绝缘构件70可以含有由聚酰亚胺层和含氟聚合物层组成的复合体。在极特定的实施方案中，绝缘构件70可以被着色以改进激光可标记的绝缘材料10的本底发光。
电缆或电线组合件50可以进一步含有适用于特定应用并且如本领域中所了解的任何额外层。
如上文所论述，绝缘材料可以具有有利的对比率。在这方面，含有绝缘材料的电缆或电线组合件也可以具有有利的对比率，特别是有利的初始对比率和有利的热老化对比率。这样的话，在某些实施方案中，除了根据下文所描述的对比率测试中的任一者所测量的之外，电线或电缆组合件可以具有上文关于绝缘材料所列的初始和/或热老化对比率值中的任一者。用于测量已经并入电线组合件中的激光标记的绝缘材料(即，胶带)的对比率的标准化过程可以根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5中任一者的指南来进行。
对比率样品测试构造2
根据对比率样品测试构造1的指南来制备和分析样品。具体地说，将未着色的2.0密耳厚的可热密封含氟聚合物(0.5密耳)/聚酰亚胺(1.0密耳)/含氟聚合物(0.5密耳)复合胶带(0.25英寸宽)，诸如可购自Saint-Gobain Performance PlasticsCorporation的
Figure BDA0001424021370000181
DF1020NAT，使用约53％的重叠率成螺旋形地缠绕在直径为1.5毫米的12英寸长的不锈钢棒上。将2.0密耳厚的激光可标记的绝缘材料切成0.25英寸的宽度，并且使用约53％的重叠率以223克的负荷成螺旋形地缠绕在聚酰亚胺复合层上。然后在对流烘箱中在388℃下烧结绝缘材料缠绕的棒5分钟。
对比率样品测试构造3
除了聚酰亚胺复合体中的一个或多个含氟聚合物层含有TiO2颜料之外，对比率样品测试构造3与对比率样品测试构造2相同。举例来说，在本文所描述的对比率测试3中，可以将激光可标记的绝缘材料缠绕在着色的聚酰亚胺复合体，诸如可购自Saint-GobainPerformance Plastics Corporation的
Figure BDA0001424021370000182
DF2919WHT上。
对比率样品测试构造4
除了使用126克重量代替223克重量之外，对比率样品测试构造5与对比率样品测试构造2相同。
对比率样品测试构造5
除了样品构造不含聚酰亚胺复合层，并且使用126克负荷将激光可标记的绝缘材料成螺旋形地直接缠绕在1.5mm不锈钢棒上之外，对比率样品测试构造5与对比率样品测试构造4相同。
在某些实施方案中，用激光可标记的绝缘材料绝缘的电线或电缆组合件当依照对比率测试2至5测量时可以由上文所列的初始和/或热老化对比率中的任一者来表征。
含有本文所描述的绝缘材料的电缆或电线还可以具有有利的抗电弧起痕和传播性。为了评估本文所描述的绝缘材料配方对电线或电缆组合件的抗电弧起痕和传播性的正向影响，可以建构和比较绝缘电线的样品构造。下文描述了可以用于测试烧结的激光可标记的绝缘体防止电线或电缆组合件中的电弧起痕和传播的能力的各种样品电线构造。
样品电线测试构造1a和1b
样品电线构造1a由可获自Leoni Wire Inc.的直径介于0.365英寸与0.394英寸之间的20AWG绞合(19×32AWG绞合线)镍包铜导电芯组成。2.0密耳厚的可热密封复合胶带，诸如可购自E.I.DuPont de Nemours and Company的DuPontTMOasisTM 200TRT515，其由被两个0.5密耳含氟聚合物层包围的1.0密耳聚酰亚胺层组成，以约53％的重叠率成螺旋形地缠绕在镍包铜导电芯周围。将2.0密耳厚的激光可标记的绝缘材料以约53％的重叠率成螺旋形地缠绕在可密封复合胶带上。使用双同心包带头缠绕胶带，其中光电眼包装直径传感器控制向磁滞制动器供给的电压以随着包装直径减小而降低制动转矩，从而维持恒定的缠绕张力。然后在由两个约六英尺长的Glenro(Paterson,NJ)“Radaround”辐射过程加热器组成的双区垂直IR烘箱中烧结电线，其中两个区都在593℃下操作。将电线以50英尺/分钟的速率牵引通过烘箱。进行DSC分析以确保烧结的绝缘体满足SAE AS4373 4.8.13方法813和EN3475-414的要求，并且在第一次加热与第二次加热之间熔融的能量差小于3焦耳/克。
除了导电芯是22AWG镍包铜导体之外，样品电线构造1b与样品电线测试构造1a完全相同。
样品电线测试构造2a、2b以及2c
除了样品电线测试构造2a中的聚酰亚胺复合体是可购自E.I.DuPont de Nemoursand Company的DuPontTM
Figure BDA0001424021370000201
200FWR919，并且样品电线测试构造2b和2c中的聚酰亚胺复合体是可购自Saint-Gobain Performance Plastics Corporation的
Figure BDA0001424021370000202
DF2919NAT和
Figure BDA0001424021370000203
DF2919WHT之外，样品电线测试构造2a和2b与样品电线测试构造1a完全相同。DF2919NAT没有着色，并且DF2919WHT着白色。
样品电线测试构造3
除了样品电线测试构造3中的聚酰亚胺复合体是1.2密耳可密封复合胶带，诸如可购自E.I.DuPont de Nemours andCompany的DuPontTM OasisTM 200TRT561，其由被0.10密耳含氟聚合物层和0.45含氟聚合物层包围的0.65密耳聚酰亚胺层组成之外，样品电线测试构造3与样品电线测试构造1a完全相同。
样品电线测试构造4
除了聚酰亚胺复合体是1.2密耳可密封复合胶带，诸如可购自E.I.DuPont deNemours and Company的DuPontTM
Figure BDA0001424021370000204
120FN616，或可购自Kaneka AmericasHolding,Inc.的Kaneka
Figure BDA0001424021370000205
120AF616，或可购自Saint-GobainPerformancePlastics Corporation的
Figure BDA0001424021370000206
120FH616，其由被两个0.1密耳含氟聚合物层包围的1.0密耳聚酰亚胺层组成之外，样品电线测试构造4与样品电线测试构造1a完全相同。
样品电线测试构造5-1至5-4
除了2.0密耳厚的激光可标记的绝缘材料以约67％的重叠率缠绕之外，样品电线测试构造5-1至5-4与样品电线测试构造1至4中所进行的那些相同。
样品电线测试构造6-1至6-4
除了将基于含氟聚合物的胶带的额外层成螺旋形地缠绕在激光可标记的绝缘材料的第一层下方之外样品电线测试构造6-1至6-4与样品电线测试构造1至4中的那些相同。
如本文献通篇所描述，本公开的某些实施方案的一个特定优点是绝缘材料抑制电弧起痕和传播并且因此抑制绝缘体失效的能力。当前使用几种不同的标准工业测试方法来评估电线和电缆组合件中的介电绝缘体对电弧起痕和传播的抗性，这些方法包括被设计用于测试抗干电弧起痕和传播性、抗湿电弧起痕和传播性以及湿短路的那些。用于评价抗湿电弧起痕和传播性的工业标准的三个实例为：EN 3475-605、SAE AS4373E4.5.9方法509以及EN 3475-603。用于评价抗干电弧起痕和传播性的工业标准的实例包括SAE AS4373E4.5.8方法508和EN 3475-604。
在SAE AS4373E 4.5.9方法509抗湿电弧传播性(Wet ArcPropagationResistance)下，如果满足以下三个准则：1)最少67条电线通过介电测试；2)在任一束中三条或更少的电线未通过介电测试(SAE AS4373E 4.5.10方法510)；以及3)在任何测试束中对电线的实际损坏不超过3英寸，那么电线合格。
在EN 3475-603抗湿电弧起痕性(Resistance to Wet ArcTracking)，1)最少75％的并联电线通过耐介电电压测试(EN3475-302)；以及2)电线损坏不大于70毫米。
在EN 3475-605-2010湿短路测试(Wet Short Circuit Test)下，如果电线损坏不大于70毫米，那么电线合格。
在SAE AS 4373E 4.5.8方法508抗干电弧传播性(Dry ArcPropagationResistance)下，如果满足以下三个准则：1)最少67条电线通过介电测试；2)在任一束中三条或更少的电线未通过介电测试(SAE AS4373E 4.5.10方法510)；以及3)在任何测试束中对电线的实际损坏不超过3英寸，那么电线合格。
在EN 3475-604抗干电弧传播性(Resistance to Dry ArcPropagation)下，如果1)最少75％的并联电线通过耐介电电压测试(EN 3475-302)；以及2)电线损坏不大于70毫米，那么电线合格。
因此，在某些实施方案中，含有本文所描述的绝缘材料的样品电线构造在如使用上文所提供的样品电线测试构造中的任一者测试的标准SAE AS4373E 4.5.9方法509、EN3475-603和/或EN 3475-605中的任一者下可以满足抗湿电弧起痕和传播性的要求。
在其它实施方案中，含有本文所描述的绝缘材料的样品电线构造在如使用上文所提供的样品电线测试构造中的任一者测试的标准SAE AS4373E 4.5.8方法508、EN 3475-604中的任一者或其组合下可以满足抗干电弧起痕和传播性的要求。
本公开的某些实施方案的一个特定优点是满足抗电弧起痕和传播性的标准测试方法的要求，同时维持或甚至改进初始和热老化对比率的能力。因此，在某些实施方案中，含有本文所描述的绝缘材料的电线或电缆组合件可以对电弧起痕和传播具抗性。如本文所用的短语“电线或电缆组合件对电弧起痕和传播具抗性”指的是电线达到抗电弧起痕和传播性的各种工业要求的能力。可以用于判定电缆或电线组合件是否对电弧起痕和传播具抗性的可能测试标准的实例提供于上文。基于当前工业认知未预期获得优良的对比率(与树脂等级无关)，同时仍然使绝缘电线和电缆能够满足抗电弧起痕和传播性的工业要求的协同方式的发现。
实施例
实施例1a和1b
将TiO2颜料和18至22pph(以树脂重量计)Isopar称重加入塑料容器中，随后将其置于冰浴中。使用Ross高剪切混合机将悬浮液掺合10分钟的时段。在冷却至低于19℃的宽口0.5加仑罐中，将悬浮液小心地添加至1磅的均聚物PTFE树脂中。使混合物通过筛子(具有0.0937英寸开口的8号ASTME-11)以去除大块，并且在低于19℃下在罐式研磨机上混合20分钟。在室温下孵育12小时后，将混合物冷却至低于19℃并且在罐式研磨机上混合5分钟。升温至室温后，使用实验室规模的糊膏挤出机将混合物以糊膏状挤出以产生0.1英寸圆柱形小珠。使小珠从架上悬吊下来，并且将33克砝码栓系至每个小珠的底部以防止小珠卷曲。在对流烘箱中在360℃下烧结小珠5分钟。
依照如上文所论述的对比率测试构造1进行对比率测量。在实施例1a和1b中在290℃下进行热老化96小时。96小时后停止热老化，这是因为热老化研究证实在290℃下热老化96小时与168小时之间对比率没有显著变化。
实施例1a中所用的TiO2颜料是Altiris 550，其可购自Huntsman Corporation并且具有约0.7至0.8微米的中值粒度(d50)和约0.6至0.7微米的平均晶粒度。实施例1b中的TiO2颜料是Altiris 800，其也可购自Huntsman并且具有约1.0至1.1的中值粒度(d50)和约0.9至1.0微米的平均晶粒度。
对比率测量提供于下表1中(pph＝树脂的百分率；CR＝对比率)。
表1：
实施例1a 实施例1b
聚合物基质 均聚物PTFE 均聚物PTFE
激光聚合物颜料 Altiris 550 Altiris 800
颜料负荷(pph) 3.2 3.2
在CR测试1下的初始CR 65％ 62％
在CR测试1下的老化CR 56％ 53％
实施例2至11
除了将TiO2/Isopar悬浮液喷射至在转盘混合机内翻滚的树脂上之外，以类似于在实施例1中在实验室规模上制备混合物的方式来制备含有30磅的不可熔融加工的全氟聚合物树脂、TiO2颜料以及18至22pph Isopar的混合物。在室温下孵育12小时后，将混合物压成预成型体以去除气孔，并且在柱塞式挤出机中经由平模挤出预成型体。压延片状挤出物以产生薄膜，将其转移至已加热的蒸汽发生器上以蒸发润滑剂。将所得50微米膜切割成胶带的窄条以供测试。实施例2至8中所用的聚合物类型、TiO2等级以及TiO2负荷列于下表2中。
还测量了对比率并且在表1中报道。根据如上文所描述的对比率样品测试构造2至5中的任一者或两者来进行对比率测量。在290℃下进行热老化168小时。
实施例12至13
除了树脂批量大小为75磅之外，在实施例12至13中使用与实施例2至11中所使用的相同的过程。此外，绝缘材料的厚度为3密耳。
表2：
Figure BDA0001424021370000241
Figure BDA0001424021370000251
Figure BDA0001424021370000261
比较实施例
使用与实施例1a和1b相同的过程来制备实施例14至18。TiO2颜料负荷为3.2pph，并且聚合物基质为100％均聚物PTFE。依照对比率测试1来测量对比率。对比率结果以及粒子和颜料尺寸在下表3中报道。
表3：
Figure BDA0001424021370000262
除了将绝缘材料以67％的重叠率成螺旋形地缠绕在不锈钢棒周围之外，使用与实施例2中所使用的相同的过程来制备比较样品19至21并且依照对比率测试5进行测量。配方由均聚物PTFE与不可熔融加工的全氟化共聚物的40:60掺合物组成。变量和结果在下表4中报道。
表4：
Figure BDA0001424021370000263
Figure BDA0001424021370000271
在比较实施例14至21中，至少56％的初始对比率和至少42％的热老化对比率甚至在高达2.8至3.2pph的TiO2负荷仍无法获得。相比之下，根据本公开的实施方案制备的样品全部由至少超过57％并且一般超过65％的初始对比率与显著高于40％并且一般高于55％的热老化对比率的组合来表征，这与树脂类型无关。此外，所述对比率甚至在极低TiO2负荷下仍可达成。
除了在一些情况下使用649℃的烘箱设定点和60英尺/分钟的线速度之外，使用针对样品电线测试构造2b和2c所描述的相同的过程来制备样品22至28。胶带的切割宽度为0.25英寸。依照对比率测试1来测量对比率。对比率结果以及粒子和颜料尺寸在下表5中报道。
表5：
Figure BDA0001424021370000272
湿电弧起痕和传播测试
将样品2至13和比较样品19至22并入本文所概述的样品电线测试构造中的每一者中，根据以下标准来测试包括实施例22至28的绝缘电线的抗电弧起痕和传播性：(湿)SAEAS4373E 4.5.9方法509、EN 3475-603、EN 3475-605；以及(干)SAE AS4373E 4.5.8方法508、EN 3475-604。预期当将实施例2至14中所描述的全部展现极佳的初始和热老化对比率的绝缘材料并入本文所概述的各种样品电线测试构造中时，绝缘电线构造中的至少一者并且优选每一者将通过上文所列的各种抗湿电弧和/或干电弧起痕和传播性测试中的至少一者并且优选每一者。
许多不同方面和实施方案是可能的。这些方面和实施方案中的一些描述于下文。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员应了解，这些方面和实施方案仅仅是说明性的并且不限制本发明的范围。实施方案可以依照如下文所列项目中的任一者或多者。
项目1.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料，其具有在约0.45微米至约2微米范围内的中值粒度(d50)。
项目2.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料，其具有在约0.4微米至约2微米范围内的平均晶粒度。
项目3.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料，其具有在约0.4微米至约2微米范围内的平均晶粒度和/或在约0.45微米至约2微米范围内的中值粒度(d50)。
项目4.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含不可熔融加工的含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料，其具有不大于约2:1的平均粒度与平均晶粒度的比率。
项目5.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料
c.其中所述绝缘材料具有：
i.如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率测试4和/或对比率样品测试构造5测量的至少约55％的初始对比率；和/或
ii.如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率测试4和/或对比率样品测试构造5测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约42％的热老化对比率。
项目6.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料
c.其中所述绝缘材料具有：
i.如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率测试4和/或对比率样品测试构造5测量的至少约55％的初始对比率；和/或
ii.如根据对比率样品测试构造1测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约42％的热老化对比率；以及
d.其中依照AS4373E 4.5.9方法509、EN 3475-603和/或EN 3475-605并且如根据样品电线测试构造1a、样品电线测试构造1b、样品电线测试构造2a、样品电线测试构造2b、样品电线测试构造3、样品电线测试构造4、样品电线测试构造5-1至5-4和/或样品电线测试构造6-1至6-4通过形成含有所述激光可标记的绝缘材料的样品电线构造所测试，含有所述激光可标记的绝缘材料的绝缘电线满足抗湿电弧起痕和传播性的要求。
项目7.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料，其包含含氟聚合物；以及
b.激光可标记的无机颜料
c.其中所述绝缘材料具有：
i.如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率测试4和/或对比率样品测试构造5测量的至少约55％的初始对比率；和/或
ii.如根据对比率样品测试构造1测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约42％的热老化对比率；以及
d.其中如使用样品电线测试构造1a、样品电线测试构造1b、样品电线测试构造2a、样品电线测试构造2b、样品电线测试构造3、样品电线测试构造4、样品电线测试构造5-1至5-4和/或样品电线测试构造6-1至6-4所测试，依照SAE AS4373E 4.5.8方法508、EN 3475-604或其组合，含有所述激光可标记的绝缘材料的绝缘电线满足抗干电弧起痕和传播性的要求。
项目8.一种激光可标记的绝缘材料，其包含：
a.聚合物材料；以及
b.激光可标记的无机颜料
c.其中所述激光可标记的绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1测量的至少约55％的初始对比率；
d.其中所述激光可标记的绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约42％的热老化对比率；以及
e.其中含有所述激光可标记的绝缘材料的绝缘电线对电弧起痕和传播具抗性。
项目9.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中含有所述激光可标记的绝缘材料的绝缘电线对湿电弧起痕和传播以及干电弧起痕和传播具抗性。
项目10.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含全氟聚合物。
项目11.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含不可熔融加工的聚合物材料。
项目12.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含不可熔融加工的共聚物材料。
项目13.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含以下或基本上由以下组成：聚四氟乙烯(PTFE)、不可熔融加工的改性PTFE、全氟烷氧基共聚物(PFA)；乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚氯三氟乙烯(PCTFE)；氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；非晶含氟聚合物(AF)；以及乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)；或其组合。
项目14.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含均聚物PTFE或基本上由均聚物PTFE组成。
项目15.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含氟化共聚物或基本上由氟化共聚物组成。
项目16.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含不可熔融加工的氟化共聚物，其量以所述聚合物材料的总重量计不大于约80wt.％、不大于约70wt.％、不大于约60wt.％、不大于约50wt.％、不大于约40wt.％、不大于约30wt.％、不大于约25wt.％、不大于约20wt.％、不大于约15wt.％、不大于约10wt.％、不大于约5wt.％、或甚至不大于约3wt.％的氟化共聚物。
项目17.如项目13所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述不可熔融加工的氟化共聚物包括改性PTFE。
项目18.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的混合物或基本上由第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的混合物组成，并且其中所述第一和第二不可熔融加工树脂是不同的。
项目19.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含均聚物PTFE与氟化共聚物的混合物或基本上由均聚物PTFE与氟化共聚物的混合物组成。
项目20.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含第一不可熔融加工树脂和第二不可熔融加工树脂，其中所述第一和第二不可熔融加工树脂是不同的，并且其中所述第一不可熔融加工树脂与所述第二不可熔融加工树脂的比率为至少约1:9、至少约3:7、至少约4:6、至少约5:5、至少约6:4、或甚至至少约8:2。
项目21.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的混合物，其中所述第一和第二不可熔融加工树脂是不同的，并且其中所述第一不可熔融加工树脂与所述第二不可熔融加工树脂的比率不大于约9:1、不大于约8:2、不大于约6:4、不大于约4:6、不大于约3:7、或甚至不大于约2:8。
项目22.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述聚合物材料包含第一不可熔融加工树脂与第二不可熔融加工树脂的混合物，其中所述第一和第二不可熔融加工树脂是不同的，并且其中所述第一不可熔融加工树脂与所述第二不可熔融加工树脂的比率在约1:9至约9:1、或甚至约2:8至约8:2的范围内。
项目23.如项目17至19所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述第一不可熔融加工树脂是均聚物PTFE树脂，并且所述第二不可熔融加工树脂是共聚物PTFE树脂。
项目24.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含激光可标记的无机颜料或甚至基本上由激光可标记的无机颜料组成。
项目25.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料以至少约0.5pph、至少约0.8pph、至少约1pph、至少约1.2pph、至少约1.3pph、或甚至至少约1.5pph的量存在于所述绝缘材料中。
项目26.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料以不大于约5.0pph、不大于约4.0pph、不大于约3.4pph、不大于约3.2pph、不大于约3.0pph、不大于约2.8pph、不大于约2.6pph、不大于约2.5pph、或甚至不大于约2.4pph的量存在于所述绝缘材料中。
项目27.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料以约0.5pph至约3.0pph、约1.0pph至约2.8pph、或甚至约1.0pph至约2.5pph的范围存在于所述绝缘材料中。
项目28.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含金属氧化物或甚至基本上由金属氧化物组成。
项目29.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含金属氧化物或甚至基本上由金属氧化物组成，所述金属氧化物包括TiO2、Cr2O3、NiO、V2O5、Fe2O3、CuO、CdO、Tl2O3、CeO2、Nb2O5、MoO3、WO3、Sb2O3、SnO2、ZrO、ZnO2，或其组合。
项目30.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含TiO2、掺杂的TiO2或其组合或甚至基本上由TiO2、掺杂的TiO2或其组合组成。
项目31.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含金红石TiO2或甚至基本上由金红石TiO2组成。
项目32.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料包含非金属氧化物，诸如ZnS、CdS、硫硒化镉和/或硫化铈。
项目33.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有至少0.4微米、至少约0.45微米、至少约0.5微米、至少约0.6微米、至少约0.7微米、或甚至至少约0.8微米的中值粒度(d50)。
项目34.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有不大于约3微米、不大于约2.5微米、不大于约2.0微米、不大于约1.8微米、不大于约1.6微米、不大于约1.4微米、不大于约1.2微米、不大于约1微米、或甚至不大于约0.8微米的中值粒度(d50)。
项目35.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有在约0.5微米至约3.0微米、约0.5微米至约2.5微米、约0.5微米至约1.8微米、或甚至约0.6微米至约1.6微米的范围内的中值粒度(d50)。
项目36.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有至少约0.4微米、至少约0.5微米、或甚至至少约0.6微米的晶粒度。
项目37.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有不大于约2.0微米、不大于约1.5微米、不大于约1.3微米、不大于约1.1微米、不大于约0.9微米、不大于约0.8微米、或甚至不大于约0.7微米的平均晶粒度。
项目38.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有在约0.3微米至约2.0微米、约0.4微米至约1.5微米、或甚至约0.5至约0.8微米的范围内的平均晶粒度。
项目39.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料具有不大于约3:1、不大于约2:1、不大于约1.8:1、不大于约1.6:1、不大于约1.4:1、不大于约1.3:1、或甚至不大于约1.2:1的粒度与晶粒度的比率。
项目40.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的粒子包含涂料。
项目41.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的粒子包含基于二氧化硅的涂料、基于金属的涂料、其氧化物或其组合。
项目42.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的粒子包含包括二氧化硅、氧化铝或其组合的涂料。
项目43.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的粒子基本上不含在所述聚合物基质材料的烧结温度下降解的涂料。
项目44.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料基本上不含在所述聚合物基质材料的烧结温度下降解的材料。
项目45.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料基本上不含在电弧事件期间由闪烁产生的温度下降解的材料。
项目46.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料的所述粒度是通过空气喷射研磨而降低。
项目47.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述含氟聚合物树脂经受空气喷射研磨。
项目48.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述含氟聚合物树脂与所述激光可标记的无机颜料的混合物经受空气喷射研磨。
项目49.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的颜料经过干式研磨。
项目50.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中使用空气喷射研磨技术使所述激光可标记的无机颜料不分散于所述聚合物材料内。
项目51.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括适于改进所述聚合物材料的发光的额外颜料，其中所述额外颜料不同于所述激光可标记的颜料。
项目52.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括额外的常规白颜料，并且其中所述额外颜料不同于所述第一激光可标记的颜料。
项目53.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括包含二氧化钛、掺杂的二氧化钛或其组合的额外颜料。
项目54.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括适于改进所述聚合物材料的发光的额外颜料，并且其中所述额外颜料以至少约0.01pph、至少约0.05pph、或甚至至少约0.1pph的量存在于所述激光可标记的绝缘材料中。
项目55.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括适于改进所述聚合物材料的发光的额外颜料，并且其中所述额外颜料以不大于约1pph、不大于约0.8pph、或甚至不大于约0.5pph的量存在于所述激光可标记的绝缘材料中。
项目56.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述激光可标记的绝缘材料进一步包括适于改进所述聚合物材料的发光的额外颜料，并且其中所述额外颜料以约0.01pph至约1pph、约0.05pph至约0.8pph、或甚至约0.1pph至约0.5pph的范围存在于所述激光可标记的绝缘材料中。
项目57.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有至少约0.0005英寸、至少约0.001英寸、或甚至至少约0.0015英寸的平均(标称)厚度。
项目58.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有不大于约0.005英寸、不大于约0.004英寸、不大于约0.003英寸、或甚至不大于约0.002英寸的平均(标称)厚度。
项目59.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有在约0.0005英寸至约0.004英寸、约0.001英寸至约0.003英寸、或甚至约0.0015英寸至约0.0025英寸的范围内的平均(标称)厚度。
项目60.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的至少约55％、至少约60％、至少约61％、至少约62％、至少约63％、至少约64％、至少约65％、至少约66％、至少约67％、至少约68％、至少约69％、至少约70％、至少约71％、至少约72％、至少约73％、至少约74％、或甚至至少约75％的初始对比率。
项目61.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的不大于约99％、不大于约90％、或甚至不大于约85％的初始对比率。
项目62.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的在约55％至约99％、约60％至约99％、约65％至约90％、或甚至约70％至约90％的范围内的初始对比率。
项目63.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约40％、至少约41％、至少约42％、至少约43％、至少约44％、至少约45％、至少约46％、至少约47％、至少约48％、至少约49％、至少约50％、至少约51％、至少约52％、至少约53％、至少约54％、至少约55％、至少约56％、至少约57％、至少约58％、至少约59％、或甚至至少约60％的热老化对比率。
项目64.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后不大于约99％、不大于约90％、或甚至不大于约85％的热老化对比率。
项目65.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料具有如根据对比率样品测试构造1、对比率样品测试构造2、对比率样品测试构造3、对比率样品测试构造4和/或对比率样品测试构造5测量的在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后在约40％至约99％、约45％至约90％、或甚至约50％至约90％的范围内的热老化对比率。如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中如使用样品电线测试构造1a、样品电线测试构造1b、样品电线测试构造2a、样品电线测试构造2b、样品电线测试构造3、样品电线测试构造4、样品电线测试构造5-1至5-4和/或样品电线测试构造6-1至6-4所测试，在AS4373E 4.5.9方法509、EN 3475-603和/或EN 3475-605下，所述绝缘材料通过抗湿电弧起痕和传播。
项目66.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中如使用样品电线测试构造1a、样品电线测试构造1b、样品电线测试构造2a、样品电线测试构造2b、样品电线测试构造3、样品电线测试构造4、样品电线测试构造5-1至5-4和/或样品电线测试构造6-1至6-4所测试，在标准SAE AS4373 4.5.8方法508、EN 3475-604中的任一者或其组合下，所述绝缘材料通过抗干电弧起痕和传播。
项目67.如前述项目中任一项所述的激光可标记的绝缘材料，其中所述绝缘材料在将其并入电线或电缆组合件中之前未烧结。
项目68.如前述项目中任一项所述的绝缘材料，其中所述绝缘材料适于形成电线或电缆组合件中的外部绝缘构件。
项目69.如前述项目中任一项所述的绝缘材料，其中所述绝缘材料是通过涂布、熔融挤出、削磨、糊膏挤出或其组合而形成。
项目70.如前述项目中任一项所述的绝缘材料，其中所述绝缘材料是通过糊膏挤出而形成。
项目71.一种电线或电缆组合件的子组件，其包括如前述项目中任一项所述的绝缘材料。
项目72.一种电线或电缆组合件，其包括如前述项目中任一项所述的绝缘材料。
项目73.一种电线或电缆组合件，其包括包含以下的激光可标记的绝缘材料：
a.聚合物材料；以及
b.激光可标记的无机颜料
c.其中：
i.所述电线或电缆组合件具有至少约55％的初始对比率；和/或
ii.所述电线或电缆组合件具有在290℃至310℃范围内的温度下老化168小时后至少约42％的热老化对比率；和/或
iii.所述电线或电缆组合件对电弧起痕和传播具抗性。
项目74.如前述项目中任一项所述的电缆或电线组合件，其中所述电缆或电线组合件包括传输构件、缠绕在所述传输构件周围的第一绝缘构件、以及缠绕在所述缠绕的第一绝缘构件周围的第二绝缘构件，并且其中所述第二绝缘构件包括如前述项目中任一项所述的绝缘材料。
应注意，并非所有在上文一般描述或实施例中所描述的动作都是需要的，可能不需要特定动作的一部分，并且除了所描述的那些之外可以进行一个或多个其它动作。此外，列出动作的顺序不一定是其进行的顺序。
益处、其它优点以及问题的解决方案已经在上文关于特定实施方案加以描述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可以使得任何益处、优点或解决方案发生或变得更为显著的任何特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或基本特征。
本文所描述的实施方案的说明和图解意图提供各种实施方案的结构的一般理解。说明和图解并不意图充当使用本文所描述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽而全面的描述。独立的实施方案也可以按单个实施方案组合提供并且相反地为简便起见在单个实施方案的情形中描述的各种特征也可以独立地或以任何子组合形式提供。此外，提及在范围内所陈述的值包括在那个范围内的每一个值。许多其它实施方案可以仅在阅读本说明书之后为技术人员显而易见。可以从本公开中使用并衍生出其它实施方案，以使得在不脱离本公开的范围的情况下可以作出结构替换、逻辑替换或另一种变化。因此，本公开应被视为说明性而非限制性的。

Claims (8)

1.一种电线或电缆组合件，所述电线或电缆组合件包含传输构件和绝缘材料，其中所述绝缘材料包含无机激光可标记的颜料和聚合物材料，其中所述聚合物材料以基于所述聚合物材料的总重量不大于80重量％的量包含不可熔融加工的氟化共聚物材料，并且其中所述电线或电缆组合件满足根据SAE AS4373E 4.5.9方法509对抗湿电弧起痕和传播性的要求。
2.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含全氟聚合物。
3.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含不可熔融加工的聚合物材料。
4.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含不可熔融加工的共聚物材料。
5.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含：聚四氟乙烯(PTFE)、不可熔融加工的改性PTFE、全氟烷氧基共聚物(PFA)；乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚氯三氟乙烯(PCTFE)；氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；非晶含氟聚合物(AF)；以及乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)；或其组合。
6.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含均聚物PTFE。
7.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述聚合物材料包含氟化共聚物。
8.如权利要求1所述的电线或电缆组合件，其中所述不可熔融加工的氟化共聚物包括改性PTFE。
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