CN107735842B - 电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电缆,其包括一个或多个芯部件和覆盖该一个或多个芯部件的鞘层,其中各个芯部件具有导体和覆盖导体的绝缘覆层,其中该鞘层包括内鞘层和覆盖内鞘层的外鞘层,内鞘层包含硅烷交联的极低密度聚乙烯,外鞘层的主要成分是聚氨酯;在100质量份的内鞘层中的树脂成分中,极低密度聚乙烯的含量为20质量份至100质量份,并且极低密度聚乙烯中构成硅烷交联的硅原子的含量为0.05质量%至1质量%。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆。本发明要求于2016年5月2日提交的日本专利申请No.2016-092373的优先权,并且通过引入的方式将该日本申请的全部内容并入本文。
背景技术
已经将由一束电线和覆盖该电线束的外周的鞘层构成的电缆用作诸如电动驻车制动器电缆或汽车用轮速传感器电缆之类的电缆,其中所述电线均由导体和设置在导体周围的由聚乙烯、聚氯乙烯等构成的绝缘覆层形成。这种电缆需要具有耐热性以及韧性和柔性,因为这些电缆会暴露于发动机、制动盘等释放的热量中。
为了满足所要求的耐热性,已经提出了这样一种电缆,其中电线被具有耐热性的阻燃聚氨酯弹性体组合物覆盖,该聚氨酯弹性体组合物包含聚氨酯弹性体、除多溴二苯醚以外的卤素阻燃剂和碳二亚胺化合物,并且其中通过用电子束照射该具有耐热性的阻燃聚氨酯弹性体组合物来形成鞘层(参见日本未审查专利申请公开No.6-212073)。这种现有技术中的电缆利用电子束照射通过鞘层中聚氨酯的电子束交联而获得更高的耐热性。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本未审查专利申请公开No.6-212073
发明内容
技术问题
根据本发明的实施方案的电缆包括:具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆层的至少一个芯;以及覆盖所述至少一个芯的鞘层。鞘层包括内鞘层和覆盖内鞘层的外鞘层。内鞘层包含硅烷交联的极低密度聚乙烯。外鞘层的主要成分是聚氨酯。相对于100质量份的内鞘层中的树脂成分,极低密度聚乙烯的含量为20质量份以上100质量份以下。极低密度聚乙烯中构成硅烷交联的硅原子的含量为0.05质量%以上1质量%以下。
附图说明
[图1]图1是根据本发明的实施方案的电缆的示意性截面图。
具体实施方案
[问题的解决方案]
用于电动驻车制动器、轮速传感器等中的电线具有较大的直径,因此通过用鞘层包覆这种电线束而获得的电缆也具有较大的外径。当电缆的外径较大时,电缆弯曲时产生较大的应力,因此位于电缆外周的鞘层所需的强度增加。为了获得强度,鞘层趋于较厚。由于用于鞘层中聚氨酯的电子束交联的电子束是从鞘层的外侧施加的,所以必须增加电子束的输出以便使位于较厚鞘层的内部的聚氨酯电子束交联。因此,需要高输出电子束设备来生产这种现有技术的电缆,这增加了制造这种电缆的成本。
在上述情况下做出了本发明,并且本发明的目的在于提供一种具有韧性、柔性和耐热性的电缆,该电缆即使在鞘层较厚的情况下也能够以较低的成本生产。
[本发明的有益效果]
根据本发明的电缆具有韧性、柔性和耐热性,并且即使当鞘层较厚时,该电缆也能够以相对低的成本生产。因此,根据本发明的电缆适用于在诸如汽车的电动驻车制动器和轮速传感器等中的电线中使用的电缆。
[实施方案的描述]
根据本发明的实施方案的电缆包括:具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆层的至少一个芯;以及覆盖所述至少一个芯的鞘层,其中所述鞘层包括内鞘层和覆盖所述内鞘层的外鞘层;所述内鞘层包含硅烷交联的极低密度聚乙烯;所述外鞘层的主要成分是聚氨酯;相对于100质量份的所述内鞘层中的树脂成分,所述极低密度聚乙烯的含量为20质量份以上100质量份以下;并且所述极低密度聚乙烯中构成硅烷交联的硅原子的含量为0.05质量%以上1质量%以下。
根据该电缆,内鞘层含有硅烷交联的极低密度聚乙烯,其含量在上述范围内,并且构成硅烷交联的硅原子的含量在上述下限值以上。由于这些特征,极低密度聚乙烯具有网状聚合物结构,该网状聚合物结构是通过硅烷交联基团与水接触时发生的交联反应而形成的。由于硅烷交联的聚合物结构使得内鞘层的耐热性得到改善,所以该电缆至少对于内鞘层而言不需要电子束交联。因此,电缆不需要用于制造的电子束设备,或者仅需要足以用于外鞘层的电子束交联的低输出电子束设备。由此可以抑制电子束照射的成本。因此,即使当鞘层较厚时,制造电缆的成本也相对较低。此外,由于构成硅烷交联的硅原子的含量在上限值以下,所以抑制了由内鞘层中的硅烷交联基团引起的硬化,由此电缆具有柔性。此外,电缆的外鞘层的主要成分是聚氨酯。聚氨酯容易附着于极低密度聚乙烯,并且易于维持内鞘层和外鞘层之间的粘合强度。因此,这种电缆的内鞘层和外鞘层几乎不会彼此分离。由于使用聚氨酯作为主要成分,所以机械强度得到提高,且电缆具有韧性。
内鞘层可以进一步含有非交联树脂。当内鞘层进一步含有相对廉价的非交联树脂时,可以进一步降低制造电缆的成本。
非交联树脂可以是具有酯键的乙烯基单体与乙烯的共聚物。该共聚物相对廉价并且对作为外鞘层的主要组分的聚氨酯具有高粘合性。因此,当非交联树脂为该共聚物时,可以进一步降低制造电缆的成本,并且内鞘层和外鞘层更难以彼此分离。
外鞘层中的聚氨酯优选是脲基甲酸酯交联聚氨酯。当外鞘层中的聚氨酯是脲基甲酸酯交联聚氨酯时,可以进一步提高外鞘层的强度,并且可以提高电缆的韧性。由于不需要在外鞘层上进行电子束交联,所以不需要电子束设备,并且可以进一步降低制造电缆的成本。
“极低密度聚乙烯”是指比重为0.9以下的聚乙烯。“主要成分”是指含量最高的成分,其实例是含量为50质量%以上、优选90%以上的成分。
[本发明的实施方案的详细描述]
现在将详细描述根据本发明的实施方案的电缆。
图1所示的电缆包括两个芯1和覆盖两个芯1的鞘层2。该电缆适合用作在汽车的电线中使用的电缆,例如电动驻车制动器电缆或轮速传感器电缆。
<芯>
两个芯1均是传输电信号的电线,并且各自包括导体1a和覆盖导体1a的绝缘覆层1b。
两个芯1被布置成使得它们的外周在长度方向上接触。尽管两个芯1可以并排布置,但是它们优选是扭绞的。当两个芯1被扭绞时,可以增强电缆的柔性。
芯1的导体1a被构造成单线或绞合线。导体1a的绞合线可以是任何能够承载电流的绞合线,例如其实例包括诸如镀锡铜线和铜合金线之类的退火铜线。
根据芯1所需的电阻值等适当确定导体1a的平均外径。导体1a的平均外径的下限优选为0.5mm,更优选为0.7mm。导体1a的平均外径的上限优选为3mm,更优选为2.6mm。当导体1a的平均外径小于该下限时,芯1的电阻值变得过高,并且可能不能充分地传输电信号。相反,当导体1a的平均外径超过该上限时,芯1变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。导体的“平均外径”是指通过在长度方向上对具有与导体的横截面相同的面积的圆的直径进行平均而获得的值。
芯1的绝缘覆层1b的主要成分可以是任何物质,只要保持绝缘性即可,并且可以使用聚乙烯、聚氨酯等树脂。树脂优选通过电子束照射而交联。当树脂交联时,芯1的耐热性提高。
绝缘覆层1b的平均厚度的下限优选为0.15mm,更优选为0.2mm。绝缘覆层1b的平均厚度的上限优选为0.8mm,更优选为0.7mm。当绝缘覆层1b的平均厚度小于该下限时,芯1的绝缘性变得不足,并且在相邻芯1之间可能发生短路。相反,当绝缘覆层1b的平均厚度超过该上限时,芯1变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。
根据需要,可以向绝缘覆层1b适当添加诸如抗氧化剂和阻燃剂之类的添加剂。耐热防老化剂的实例包括:酚类抗氧化剂,如四-[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷和十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯;以及胺类抗氧化剂,如4,4'-二辛基二苯胺和N-苯基-N'-1,3-二甲基丁基-对苯二胺。阻燃剂的实例包括溴有机化合物、三氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝和氢氧化钙。
芯1的平均外径的下限优选为1mm,更优选为1.3mm。芯1的平均外径的上限优选为4mm,更优选为3.8mm。当芯1的平均外径小于该下限时,导体1a的平均外径或绝缘覆层1b的平均厚度变得不足,因此芯1的导电性可能变得不足,或者绝缘性可能变得不足。相反,当芯1的平均外径超过该上限时,芯1变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。
<鞘层>
鞘层2包括覆盖两个芯1的内鞘层2a和覆盖内鞘层2a的外鞘层2b。
(内鞘层)
内鞘层2a含有硅烷交联的极低密度聚乙烯(VLDPE)。
相对于100质量份的内鞘层2a中的树脂成分,VLDPE的含量的下限为20质量份,优选为40质量份,更优选为50质量份。当VLDPE的含量低于该下限时,电缆中的硅烷交联可能变得不足。对VLDPE的含量的上限没有特别限制,并且可以为100质量份。为了包含下述的非交联树脂,上限更优选为90质量份。
内层鞘层2a中构成VLDPE中的硅烷交联的硅原子的含量的下限为0.05质量%,更优选为0.1质量%。硅原子的含量的上限为1质量%,更优选为0.5质量%。当硅原子的含量小于该下限时,由电缆中的硅烷交联带来的耐热性改进效果可能变得不足。相反,当硅原子的含量超过该上限时,电缆的柔性可能会降低。
内鞘层2a优选含有非交联树脂。当内鞘层2a中含有相对廉价的非交联树脂时,可以进一步降低制造电缆的成本。非交联树脂的实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)以及乙烯与含有酯键的乙烯基单体的共聚物。这些非交联树脂可以单独使用,也可以作为混合物组合使用。在此,“非交联树脂”是指未交联的树脂。
特别地,乙烯与含有酯键的乙烯基单体的共聚物优选作为非交联树脂。该共聚物相对廉价,并且与作为外鞘层2b的主要组分的聚氨酯具有高粘合性。因此,当该共聚物用作非交联树脂时,不仅可以进一步降低制造电缆的成本,而且可以使内鞘层2a和外鞘层2b甚至更加难以分离。共聚物的实例包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物和乙烯甲基丙烯酸丁酯共聚物。
在内鞘层2a含有非交联树脂的情况下,相对于100质量份的内鞘层2a中的树脂成分,非交联树脂的含量的下限优选为10质量份,更优选为20质量份。非交联树脂的含量的上限优选为80质量份,更优选为60质量份。当非交联树脂的含量小于该下限时,通过使用非交联树脂带来降低制造电缆成本的效果可能变得不足。相反,当非交联树脂的含量超过该上限时,硅烷交联的VLDPE的量相对减少,由电缆的硅烷交联带来的耐热改善效果可能变得不足。
适当确定内鞘层2a的平均外径,使得内鞘层2a可以覆盖两个芯1。内鞘层2a的平均外径的下限优选为3mm,更优选为3.4mm。内鞘层2a的平均外径的上限优选为12mm,更优选为11mm。当内鞘层2a的平均外径小于该下限时,由电缆中的硅烷交联带来的耐热性改善效果可能变得不足。相反,当内鞘层2a的平均外径超过该上限时,电缆变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。
覆盖彼此相邻的两个芯1的内鞘层2a的厚度通常是不均匀的。内鞘层2a的平均最小厚度的下限优选为0.3mm,更优选为0.45mm。内鞘层2a的平均最小厚度的上限优选为3mm,更优选为2.5mm。当内鞘层2a的平均最小厚度小于该下限时,由电缆中的硅烷交联带来的耐热性改善效果可能变得不足。相反,当内鞘层2a的平均最小厚度超过该上限时,电缆变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。内鞘层的“平均最小厚度”是指在长度方向上,对内鞘层的外周上的任意点与芯的外周上的任意点之间的距离的最小值进行平均而获得的值。
优选将用于加速交联的催化剂添加到内鞘层2a中。
催化剂的实例包括诸如锡、锌、铁、铅、钴、钡和钙之类的金属的羧酸盐,钛酸酯,有机碱,无机酸和有机酸。相对于100质量份的内鞘层2a中的树脂,催化剂的含量的下限优选为0.01质量份,更优选为0.03质量份。催化剂的含量的上限优选为0.15质量份,更优选为0.12质量份。当催化剂的含量低于该下限时,内鞘层2a中的VLDPE的交联可能不能充分进行。相反,当催化剂的含量超过该上限时,硅烷交联的VLDPE的量相对减少,并且通过硅烷交联改善电缆的耐热性的效果可能变得不足。
根据需要,可以适当地将添加剂(如耐热防老化剂和阻燃剂)添加到内鞘层2a中。耐热防老化剂和阻燃剂的实例可以与用于绝缘覆层1b的耐热防老化剂和阻燃剂相同。如此确定内鞘层2a中的添加剂的含量,使得在保持通过硅烷交联的VLDPE带来的耐热改进效果的同时呈现添加剂的效果,并且相对于每100质量份的树脂,添加剂的含量可以为0.1质量份以上15质量份以下。
(外鞘层)
外鞘层2b的主要成分是聚氨酯(PU)。特别地,优选柔性优异的热塑性聚氨酯。
聚氨酯可以是电子束交联的聚氨酯,并且优选是脲基甲酸酯交联聚氨酯。当外鞘层2b中的聚氨酯是脲基甲酸酯交联聚氨酯时,外鞘层2b的强度进一步增强,并且可以增强电缆的韧性。由于不需要在外鞘层2b上进行电子束交联,并且由于硅烷交联的VLDPE使得不需要在内鞘层2a上进行电子束交联,所以不需要用于交联鞘层2的电子束设备2。因此,可以进一步降低制造电缆的成本。
可以通过使用(例如)这样的化合物来制备脲基甲酸酯交联聚氨酯,该化合物通过向聚氨酯基础树脂中添加二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己烷二异氰酸酯等多价异氰酸酯化合物而制得;或者通过使用外鞘层用树脂组合物来制备脲基甲酸酯交联聚氨酯,该外鞘层用树脂组合物为例如通过向聚氨酯基础树脂中添加异氰酸酯基团而制备的脲基甲酸酯交联性聚合物。相对于100质量份的构成外鞘层2b的树脂成分,多价异氰酸酯化合物的含量的下限优选为2质量份,更优选为4质量份。多异氰酸酯化合物的含量的上限优选为15质量份,更优选为12质量份。
相对于100质量份的外鞘层2b中的树脂成分,PU的含量的下限优选为50质量份,更优选为80质量份,进一步优选为90质量份。当PU的含量小于该下限时,内鞘层2a和外鞘层2b之间的粘合强度可能变得不足。对PU的含量的上限没有特别的限制,并且可以为100质量份。
外鞘层2b的平均厚度的下限优选为0.2mm,更优选为0.3mm。外鞘层2b的平均厚度的上限优选为0.7mm,更优选为0.6mm。当外鞘层2b的平均厚度小于该下限时,电缆的强度可能变得不足。当外鞘层2b的平均厚度超过该上限时,电缆变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。当在外鞘层2b中使用电子束交联聚氨酯时,需要高输出的电子束设备来使外鞘层2b进行电子束交联,并且降低电缆制造成本的效果可能变得不足。
根据需要,可以向外鞘层2b中适当地添加诸如耐热防老化剂和阻燃剂之类的添加剂。耐热防老化剂和阻燃剂的实例可以与绝缘覆层1b的耐热防老化剂和阻燃剂相同。
电缆的平均外径的下限优选为3.5mm,更优选为4mm。电缆的平均外径的上限优选为13mm,更优选为12mm。当电缆的平均外径小于该下限时,鞘层2的厚度变得不足,并且电缆的绝缘性可能变得不足。当电缆的平均外径超过该上限时,电缆变得不期望的较厚,因此电缆的柔性可能会降低。
在90°剥离试验中,电缆的内鞘层2a和外鞘层2b之间的粘合强度的下限优选为2.5N/cm,更优选为3.5N/cm。当粘合强度小于该下限时,当电缆在使用中时,内鞘层2a和外鞘层2b可能会彼此分离。对粘合强度的上限没有特别的限制,但通常为约5N/cm。在此,“90°剥离试验中的粘合强度”是指根据JIS-K-6854(1999)中所述的90°剥离试验测定的值。
电缆在25℃下的弹性模量的上限优选为30MPa,更优选为25MPa。当弹性模量超过该上限时,电缆的柔性可能变得不足。对弹性模量的下限没有特别的限制,并且从后述的耐热性的观点出发,可以为(例如)5MPa。在此,“弹性模量”是指通过动态粘弹性测量方法测量的储存弹性模量的值。
电缆在150℃下的弹性模量的下限优选为0.1MPa,更优选为0.2MPa。当弹性模量小于该下限时,电缆的耐热性可能变得不足。对弹性模量的上限没有特别的限制,并且从柔性的观点出发,可以为(例如)0.8MPa。
<电缆的制造方法>
可以通过(例如)这样的方法来制造电缆,该方法包括制备用于形成鞘层2的树脂组合物的步骤、和树脂组合物的挤出成形步骤。
(树脂组合物制备步骤)
在树脂组合物制备步骤中,制备用于形成内鞘层2a的内鞘层用树脂组合物和用于形成外鞘层2b的外鞘层用树脂组合物。
作为内鞘层树脂组合物,例如,可以使用向VLDPE基础树脂中添加硅烷化合物而制得的化合物,或者含有VLDPE基础树脂和活性硅烷基团的硅烷交联性聚合物。也可以添加诸如用于加速交联反应的催化剂和耐热防老化剂之类的添加剂。当内鞘层2a中含有非交联树脂时,向内鞘层用树脂组合物中进一步加入非交联树脂。例如,利用开炼机、加压捏合机、班伯里密炼机、双螺杆挤出机等对内鞘层用树脂组合物进行熔融捏合,并且形成颗粒。
硅烷化合物的实例包括烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。
硅烷交联性聚合物可以通过(例如)如下方法制造,该方法包括:向VLDPE基础树脂中添加硅烷化合物;在室温下用超级混合机等搅拌所得混合物;以及在将混合物加热至VLDPE的熔点以上的温度的同时,利用加压捏合机、班伯里密炼机或者双螺杆或单螺杆挤出机等捏合所得混合物。其结果是,硅烷化合物被接枝到基础树脂上,并获得硅烷交联性聚合物。
为了加速硅烷化合物的接枝,可以将自由基产生剂与硅烷化合物一起加入。自由基产生剂的实例包括二枯基过氧化物、α,α'-双(叔丁基过氧化二异丙基)苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二苯甲酰过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、叔丁基过氧新戊酸酯和叔丁基过氧-2-乙基己酸酯。
相对于100质量份的基础树脂,自由基产生剂的含量的下限优选为0.02质量份,更优选为0.05质量份。自由基产生剂的含量的上限优选为0.15质量份,更优选为0.12质量份。当自由基产生剂的含量低于该下限时,硅烷化合物的接枝可能变得不足。当自由基产生剂的含量超过该上限时,内鞘层2a的可加工性可能会降低,并且当由于局部接枝的发生,内鞘层2a成形时的外观可能劣化。
作为外鞘层树脂组合物,例如,可以使用含有聚氨酯的组合物。该组合物可以进一步含有添加剂,如耐热防老化剂。
例如,在将外鞘层2b进行脲基甲酸酯交联时,作为外鞘层用树脂组合物,可以使用(例如)如下化合物:通过向聚氨酯基础树脂中添加二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己烷二异氰酸酯等多价异氰酸酯化合物而制备的化合物;或者通过向聚氨酯基础树脂中添加异氰酸酯基团而制备的脲基甲酸酯交联性聚合物。还可以加入用于加速交联反应的催化剂。关于脲基甲酸酯交联性聚合物的制造方法,其可以与通过使用聚氨酯基树脂和多价异氰酸酯化合物来制造硅烷交联性聚合物的方法相同。
(挤出成形步骤)
在挤出成形步骤中,例如,将内鞘层用树脂组合物和外鞘层用树脂组合物挤出到扭绞在一起的两个芯1的外周上,使得外鞘层用树脂组合物位于外侧。
可以使用公知的熔融挤出机进行挤出成形。可以通过如下方式进行挤出:首先将内鞘层用树脂组合物挤出到芯1的周边,然后将外鞘层用树脂组合物挤出到内鞘层用树脂组合物的外周上;或者可以同时挤出内鞘层用树脂组合物和外鞘层用树脂组合物,使得使外鞘层用树脂组合物位于外侧。
挤出后对鞘层2进行交联处理。交联处理可以通过在室温下使鞘层2静置来进行;然而,为了缩短该步骤所花费的时间,可以采用使用水、水蒸气等的水交联作为交联处理。例如在高湿度恒温器中,在温度为50℃以上100℃以下、湿度为85%以上95%以下的条件下,进行水交联24小时以上。
可以用电子束照射鞘层2以进一步进行电子束交联;然而,优选不进行电子束照射。即使不进行电子束照射,由于硅烷交联的VLDPE而使得电缆也表现出更高的耐热性。由于不进行电子束照射,因此不需要用于使鞘层2交联的电子束设备,并且可以进一步降低制造电缆的成本。
<优点>
电缆包括内鞘层2a,其含有硅烷交联的极低密度聚乙烯,相对于100质量份的内鞘层2a中的树脂组分,极低密度聚乙烯的含量为20质量份以上100质量份以下,并且构成硅烷交联键的硅原子的含量为0.05质量%以上。因此,极低密度聚乙烯具有由硅烷交联基团与水接触而发生的交联反应产生的网状聚合物结构。由于通过硅烷交联的聚合物结构改善了内鞘层2a的耐热性,因此至少对于内鞘层2a而言,该电缆不需要进行电子束交联。因此,电缆不需要用于生产的电子束设备,或者仅需要足够用于外鞘层2b的电子束交联的低输出电子束设备。因此,可以抑制电子束照射所需的成本。
因此,即使在鞘层2的厚度大的情况下,制造电缆的成本也相对较低。由于构成硅烷交联的硅原子的含量为1质量%以下,所以由硅烷交联基团引起的内鞘层2a的硬化受到抑制,并且电缆显示出柔性。此外,电缆的外鞘层2b的主要成分是聚氨酯。由于聚氨酯和极低密度聚乙烯容易彼此粘合,并且容易保持内鞘层2a和外鞘层2b之间的粘合强度,所以电缆的内鞘层2a和外鞘层2b很少彼此分离。另外,由于作为主要组分的聚氨酯增加了机械强度,所以电缆表现出韧性。
[其他实施方案]
本文公开的实施方案在所有方面都是说明性的,而不应被认为是限制性的。本发明的范围不受上述实施方案的特征限制,而是由权利要求限定。在权利要求及其等同物的范围和含义内的所有修改和改变均包括在本发明的范围内。
在上述实施方案中,设置有两个芯。作为可供选择的实施方案,芯的数目可以是1个或3个以上。
电缆可以进一步包括位于芯和鞘层之间、或位于鞘层的外周上的其他层。位于芯和鞘层之间的层的实例是便于从电缆中去除芯的纸带层。位于鞘层的外周上的层的实例是屏蔽层。
在上述实施方案中,描述了通过在挤出成形之后进行交联处理来制造电缆的方法。或者,可以在对树脂组合物进行交联处理之后进行挤出成形。
在上述实施方案中,将含有非交联树脂并经过了熔融捏合的内鞘层树脂组合物供给至挤出机。或者,可以在挤出成形时混合非交联树脂。具体而言,可以将内鞘层树脂组合物和非交联树脂分别制成颗粒,并将该颗粒注入到挤出机中,以便于在挤出的同时混合非交联树脂。
电缆不限于用于汽车的电线中的电缆,并且可以用作(例如)用于汽车的电源的电缆,用于需要具有耐热性的电子设备的电缆等。
实施例
现在将通过不限制本发明的实施例来更具体地描述本发明。
[No.1]
首先,将作为基础树脂的比重为0.870的VLDPE(由Dow Chemical Company制造的“ENGAGE 8100”)和作为硅烷化合物的烷氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicones制造的“KBM1003”)混合,使得VLDPE中构成硅烷交联的硅原子的含量(Si含量)为0.2质量%。向超级混合机中加入100质量份的该混合物、和1质量份的用作自由基产生剂的二枯基过氧化物(由NOF CORPORATION制造的“PERCUMYL D”),在室温下通过在60rpm下旋转转子来搅拌所得混合物。然后将该混合物加入到具有3L混合容量的加压捏合机中,在30rpm下旋转转子,并将混合物在100℃的起始温度和200℃的捏合结束温度下熔融捏合,从而获得含硅烷交联基团的VLDPE。
准备由含硅烷交联基团的VLDPE、非交联EVA(由DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALSCO.,LTD.制造的“Evaflex EV360”)、抗氧化剂(由BASF制造的Irganox 1010)和催化剂(二辛基锡)构成的混合物作为内鞘层用树脂组合物,以具有表1所示的组成。
准备醚基聚氨酯(由BASF制造的“ET385-50”)作为外鞘层用树脂组合物。这种聚氨酯是不含脲基甲酸酯交联基团的聚氨酯。
将内鞘层用树脂组合物和外鞘层用树脂组合物同时挤出成形至绞合在一起的两个芯(导体直径:2.4mm,绝缘覆层厚度:0.3mm)的周边上,使得外鞘层用树脂组合物位于外侧。在挤出成形中,使用模具使得电缆的平均外径为8.3mm,外鞘层的平均厚度为0.5mm。挤出成形后,在高湿度高温室中,在温度为60℃、湿度为90%的条件下进行24小时的交联处理,以得到电缆No.1。
[No.2至4和No.8]
按照与No.1相同的方式获得电缆No.2至4和No.8,不同之处在于:改变No.1的内鞘层用树脂组合物,使之具有表1中所示的含硅烷交联基团的VLDPE含量和未交联的EVA含量。
[No.5]
通过将100质量份的No.2聚氨酯和20质量份的含多价异氰酸酯化合物的聚氨酯(由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造的CROSSNATE EM-30,多价异氰酸酯化合物含量为30质量%以上40质量%以下的聚氨酯)混合,从而制备含有脲基甲酸酯交联基团的聚氨酯作为外鞘层用树脂组合物。相对于100质量份的构成外鞘层的树脂成分,混合后的多价异氰酸酯化合物的含量为5质量份以上6.6质量份以下。按照与No.1相同的方式获得电缆No.5,不同之处在于使用该外鞘层用树脂组合物。
[No.6]
将作为基础树脂的比重为0.870的VLDPE(由Dow Chemical Company制造的“ENGAGE 8100”)和用作硅烷化合物的烷氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicones制造的“KBM1003”)混合,使得VLDPE中构成硅烷交联的硅原子的含量(Si含量)为0.7质量%。按照与No.1相同的方式获得电缆No.6,不同之处在于使用该混合物。
[No.7]
准备未交联的EVA(由DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS CO.,LTD.制造的“EvaflexEV360”)和抗氧化剂(由BASF制造的Irganox 1010)的混合物作为内鞘层用树脂组合物,以具有表1所示的组成。
按照与No.1相同的方式进行挤出成形,不同之处在于使用该内鞘层用树脂组合物。挤出成形后,施加180kGy的电子束以进行交联处理。结果得到电缆No.7。
[No.9和10]
按照No.1相同的方式获得电缆No.9和10,不同之处在于,在制备含硅烷交联基团的VLDPE时,将作为基础树脂的VLDPE和作为硅烷化合物的烷氧基硅烷混合,使得Si含量如表1中所示。
[No.11]
将作为基础树脂的比重为0.929的低密度聚乙烯(LDPE)(由Japan PolyethyleneCorporation制造的“Novatec LF280H”)和作为硅烷化合物的烷氧基硅烷(由Shin-EtsuSilicones制造的“KBM1003”)混合,使得Si含量为0.2质量%。通过使用该混合物,在与No.2相同的条件下进行熔融捏合以获得含硅烷交联基团的LDPE。“低密度聚乙烯”是指比重大于0.9但不大于0.93的聚乙烯。
按照与No.1相同的方式获得电缆No.11,不同之处在于使用这种含有硅烷交联基团的LDPE。
[No.12]
按照与No.11相同的方式获得电缆No.12,不同之处在于,改变No.11的内鞘层用树脂组合物,使之具有表1所示的含硅烷交联基团的VLDPE含量和未交联的EVA含量。
[No.13]
将作为基础树脂的比重为0.936的EVA(由Asahi Kasei Corporation制造的“SUNTEC EF1531”)和作为硅烷化合物的烷氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicones制造的“KBM1003”)混合,使得Si含量为0.2质量%。通过使用该混合物,在与No.2相同的条件下进行熔融捏合。结果得到含硅烷交联基团的EVA。
按照与No.2相同的方式获得电缆No.13,不同之处在于使用该含有硅烷交联基团的EVA。
[No.14]
按照与No.13相同的方式获得电缆No.14,不同之处在于,改变No.13的内鞘层用树脂组合物,使之具有表1所示的含有硅烷交联基团的EVA含量和未交联的EVA含量。
[评价方法]
测量No.1至14的电缆,以确定内鞘层和外鞘层之间的粘合强度、以及在25℃和150℃下的弹性模量。结果如表1所示。
(粘合强度)
根据JIS-K-6854(1999)中所述的90°剥离测试测量粘合强度。将2.5N/cm以上的粘合强度评价为内鞘层与外鞘层之间具有高粘合强度。
(弹性模量)
通过动态粘弹性测量方法测量在25℃和150℃下的储存弹性模量,从而确定25℃和150℃下的弹性模量。测量中,测量频率为10Hz,应变为0.08%。当25℃下的弹性模量为30Mpa以下时,确定电缆具有优异的柔性。当150℃下的弹性模量为0.1MPa以上时,确定电缆具有抗热变形性和优异的耐热性。
在表1中,示出材料的栏中的“-”表示不包含该材料。示出电子束照射的栏中的“-”表示未进行电子束照射。示出150℃下的弹性模量的栏中的“-”表示电缆在150℃下过度软化并且不能测量其弹性模量。
表1表明电缆No.1至6具有高粘合强度和优异的柔性和耐热性。特别地,电缆No.1至6具有与经过电子束照射的电缆No.7相当的粘合强度和柔性。
相比之下,电缆No.8由于内鞘层中硅烷交联的VLDPE含量低,因而具有较差的耐热性。电缆No.9由于在内鞘层中构成硅烷交联的硅原子含量高而具有较差的柔性。电缆No.10由于在内鞘层中构成硅烷交联的硅原子的含量低而具有较差的耐热性。电缆No.11至14由于在内鞘层中不存在硅烷交联的VLDPE而具有较差的粘合强度和柔性。
比较了No.2和No.6,其中No.2和No.6之间的唯一不同之处在于VLDPE中构成硅烷交联的硅原子的含量。No.2具有与No.6相当的耐热性和粘合强度,并且具有优异的柔性。这表明,通过将VLDPE中构成硅烷交联的硅原子的含量调节至0.1质量%以上0.5质量%以下,可以进一步提高柔性。
上述结果表明,当在内鞘层中使用硅烷交联的VLDPE,相对于100质量份的内鞘层中的树脂成分,将极低密度聚乙烯的含量调节至20质量份以上100质量份以下的范围内,并且将极低密度聚乙烯中构成硅烷交联的硅原子的含量调节至0.05质量%以上1质量%以下的范围内时,可以在没有电子束照射的情况下获得具有优异的韧性、柔性和耐热性的电缆。
参考符号列表
1 芯
1a 导体
1b 绝缘覆层
2 鞘层
2a 内鞘层
2b 外鞘层
Claims (10)
1.一种电缆,其包括:具有导体和覆盖所述导体的绝缘覆层的至少一个芯;以及覆盖所述至少一个芯的鞘层,
其中所述鞘层包括内鞘层和覆盖所述内鞘层的外鞘层;所述内鞘层包含硅烷交联的极低密度聚乙烯;所述外鞘层的主要成分是聚氨酯;相对于100质量份的所述内鞘层中的树脂成分,所述极低密度聚乙烯的含量为20质量份以上100质量份以下;并且所述极低密度聚乙烯中构成硅烷交联的硅原子的含量为0.05质量%以上1质量%以下,其中所述外鞘层中的所述聚氨酯是脲基甲酸酯交联聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的电缆,其中所述硅原子源自选自由烷氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷构成的组中的至少一种硅烷化合物。
3.根据权利要求1或2所述的电缆,其中所述电缆在25℃下的储存弹性模量为5MPa以上30MPa以下。
4.根据权利要求1或2所述的电缆,其中所述电缆在150℃下的储存弹性模量为0.1MPa以上0.8MPa以下。
5.根据权利要求1或2所述的电缆,其中所述内鞘层还包含自由基产生剂。
6.根据权利要求5所述的电缆,其中所述自由基产生剂为选自由二枯基过氧化物、α,α'-双(叔丁基过氧化二异丙基)苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二苯甲酰过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷、叔丁基过氧新戊酸酯和叔丁基过氧-2-乙基己酸酯构成的组中的至少一种化合物。
7.根据权利要求5所述的电缆,其中相对于100质量份的所述内鞘层中的树脂成分,所述自由基产生剂的含量为0.02质量份以上0.12质量份以下。
8.根据权利要求1或2所述的电缆,其中根据JIS-K-6854(1999)中的90°剥离试验测定的电缆的内鞘层和外鞘层之间的粘合强度为2.5N/cm以上。
9.根据权利要求1或2所述的电缆,其中所述内鞘层还包含乙烯与含有酯键的乙烯基单体的共聚物。
10.根据权利要求1或2所述的电缆,其中所述电缆用于汽车的电动驻车制动器和轮速传感器中。
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