CN109036726A - 一种易剥离无残留电缆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易剥离无残留电缆的制备方法,包括以下步骤:A、将绞合导体材料预热至温度为50~80℃;B、在挤出机中将绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上,得挤出物;C、所述挤出物通过三个冷却区,冷却温度均为15~25℃;在绞合导体表面形成一绝缘层。该制备方法在全自动压接机生产过程中,能够以100%的最大速度生产,且过程稳定,提高线束生产效率,生产过程中不受放线端路径影响降低电线的性能,快速的剥皮过程不会有任何的绝缘残留,对线束的压降不会产生任何影响,将电气绝缘性能发挥到最佳。
Description
技术领域
本发明涉及电缆制备技术领域,尤其涉及一种易剥离无残留电缆及其制备方法和应用。
背景技术
汽车电器需要导线去连接,自从点火系统的应用,在汽车的发动机周围开始出现了若干布线。汽车电线、端子、插接器、套管、胶带经过加工组合在一起就是线束,如果把汽车比做人体,那么车内线路就相当于人的神经网络——将大脑的信号传达给相应的功能零件,如:车窗玻璃,空调、车灯、音响等等。同时,汽车线又能将车内的探测装置得到的信号传达给乘客或汽车的大脑,如倒车影像、速度、油箱剩余油量等。
电线到线束的必经过程:裁断、剥皮、端子压接(雨塞)或超声焊接。当前线束厂普遍使用的是全自动高速连续裁断、剥皮压接机,送线最大速度12m/s,为连续、稳定、高效的实现这个过程,需要汽车电线绝缘层和芯线导体层间无相对移动,电线绝缘层和导体层间的附着力稳定性高,绝缘层按照不同设定长度被剥离后,导体表面以及导体内不能有残留的绝缘杂质或绝缘碎屑。
汽车电线在全自动压接机生产过程中,放线端需要顺畅的从包装物中引出来,绕过转向轮,穿过预送线装置,通过校直轮降低电线残余内应力,并通过导向嘴穿出至切刀进行裁断、剥皮、压端子,汽车电线受速度、预送线、过线路径、校直张力等影响,经裁断、剥皮、压接后导线绝缘层与绞合导体层间发生相对移动,实际剥皮长度不稳定,引起压接传感器报错,中断生产。绝缘层剥皮绞合导体后,导体表面会时常有残留绝缘,通常情况下和绞合导体的外层紧密程度、挤出过程的温度、模具、冷却、材料有直接关系。在领域内,往往单方面的为满足某一个指标而弱化了降低绝缘残留的影响。为了提高生产效率和电缆的绝缘性能,本发明提供了一种易剥离无残留电缆及其制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种易剥离无残留电缆及其制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种易剥离无残留电缆的制备方法,包括以下步骤:
A、将绞合导体材料预热至温度为50~80℃;
B、在挤出机中将绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上,得挤出物;其中挤出机的温度依次如下:主机一区:140~160℃;主机二区:160~180℃;主机三区:180~190℃;主机四区:190~195℃;主机法兰:190~195℃;主机机头:190~195℃;主机眼模:175~185℃;辅机一区:165~175℃;辅机二区:175~185℃;辅机三区:185~195℃;辅机法兰:185~195℃;辅机机头:185~195℃;
所述的主机一区温度至主机机头温度依次增加,主机眼膜温度≤主机机头温度;所述辅机一区温度至辅机机头温度依次增加;所述的挤包过程使用挤压式模芯和挤压式模套,所述挤压式模芯角度为35~55°,挤压式模套角度40~60°;挤包过程模套的角度大于等于模芯的角度;所述挤压式模芯的端面厚度为0.2~0.5mm,所述挤压式模套的承径区长度为1~4mm;所述挤出模套孔径要小于挤出机运行过程中热端测径仪设定的数值。
C、所述挤出物通过三个冷却区,冷却温度均为15~25℃;在绞合导体表面形成一绝缘层。
优选的,所述的步骤A中,绞合导体材料为行业领域内常规的导体绞合材料,一般为裸铜、镀锡铜,较佳的为纯铜,电阻率不低于0.01707mΩ.m。
优选的,所述的步骤A中,所述的导体绞合截面:0.22~6.0mm2,所述绞合导体单丝的最大直径为0.21~0.31;所述绞合导体单丝断裂伸长率范围为22~30%;所述绞合导体由7~84根绞合导体单丝绞合而成;所述导体绞合节距与导体绞合直径的比即节径比范围:20~35;所述绞合导体在绞合过程绞合单丝采用对称分线方式。
优选的,所述的步骤B中,绝缘材料是领域内常规绝缘材料,较佳的材料密度为1.35±0.05kg/cm3,所述绝缘材料邵氏硬度指数95A~98A,所述绝缘材料邵氏硬度指数随步骤一所述绞合导体截面增大而逐次降低;所述绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的电缆料。
步骤B中,所述挤出过程所用挤出机为领域内常规挤出机,所述挤出机放线端张力控制采用力矩电机,所述挤出机牵引方式为主牵引电机加从牵引电机复合型;所述挤出机的主从牵引扭矩参数调整配合步骤B挤出物挤出运行过程的张力控制。较佳的挤出机设备型号为上海星基Φ65+Φ35,
优选的,步骤B中,所述挤包过程中,挤出速度为300~1200m/min
优选的,步骤C中,所诉第一段冷却区水温较佳的为20℃,第二和第三段冷却水温较佳的为15℃。
优选的,步骤C中,所述绝缘挤出物的绝缘最小厚度为0.20~0.32mm。
优选的,步骤C中,所述绝缘层与步骤C所述绞合导体间的附着力范围为5~70N。
本发明还提供一种以上制备方法制备的热塑性聚氯乙烯绝缘电缆。
本发明还提供一种热塑性聚氯乙烯绝缘电缆在汽车仪表线束领域的应用。
本发明的有益之处在于:本发明的易剥离无残留电缆在全自动压接机生产过程中,能够以100%的最大速度生产,且过程稳定,提高线束生产效率,生产过程中不受放线端路径影响降低电线的性能,快速的剥皮过程不会有任何的绝缘残留,对线束的压降不会产生任何影响,将电气绝缘性能发挥到最佳。
具体实施方式
实施例1:
电线规格:绞合导体截面0.35mm2
电线绝缘层的标称厚度0.24mm,电线外径1.28mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为98A
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由7根标称直径为0.25mm的软铜丝组成,用于绞合导体的7根软铜丝在绞合过程以0+7的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为20.9mm。
电线的制备步骤如下:
感应式预热导体温度至60℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
表1:实施例1放线端力矩电机参数调整后的放线端绞合导体所承受的张力大小为:
表2:实施例1主从牵引复合型牵引扭矩参数调整后的运行过程,挤出物所承受的张力大小为:
表3:实施例1挤出温度:
挤包过程所用挤压式模芯角度50°,挤压式模套角度为60°;所述挤压式模芯的端面厚度0.3mm,所述挤压式模套的定径区长度为1mm;所述挤压式模套的孔径为1.28mm,所述挤出机热端线径设定尺寸为1.31mm。
所有挤出物在通过冷却区的第一区域冷却水温均为21°,远离近模前的其他冷却区温度为17°。
所诉挤包过程的挤出速度为1200m/min。
表4:实施例1所得产品经VW60306-1和ISO 6722-1中检测方法进行性能测试,结果见下:
表5:实施例1所得产品经全自动裁断、剥皮、压接机(Komax 355)进行在线批量cutting实验,结果见下:
实施例2:
电线规格:绞合导体截面0.35mm2
电线绝缘层的标称厚度0.24mm,电线外径1.28mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为98A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由7根标称直径为0.25mm的软铜丝组成,用于绞合导体的7根软铜丝在绞合过程以0+7的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为20.9mm。
电线的制备步骤如下:
感应式预热导体温度至60℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
表6:实施例2放线端力矩电机参数调整后的放线端绞合导体所承受的张力大小为:
表7:实施例2主从牵引复合型牵引扭矩参数调整后的运行过程,挤出物所承受的张力大小为:
表8:实施例2挤出温度:
挤包过程所用挤压式模芯角度45°,挤压式模套角度为55°;所述挤压式模芯的端面厚度0.3mm,所述挤压式模套的定径区长度为2mm;所述挤压式模套的孔径为1.28mm,所述挤出机热端线径设定尺寸为1.31mm。
所有挤出物在通过冷却区的第一区域冷却水温均为21°,远离近模前的其他冷却区温度为17°。
所诉挤包过程的挤出速度为1200m/min。
所得产品经VW60306-1和ISO 6722-1中检测方法进行性能测试,性能测试结果良好。
表9:实施例2所得产品经全自动裁断、剥皮、压接机(Komax 355)进行在线批量cutting实验,结果见下:
实施例3
电线规格:绞合导体截面6.0mm2
电线绝缘层的标称厚度0.40mm,电线外径4.20mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为95A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由84根标称直径为0.30mm的软铜丝组成,用于绞合导体的84根软铜丝在绞合过程以0+6的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为60.2mm。
电线的制备步骤如下:
感应式预热导体温度至80℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
表10:实施例3放线端力矩电机参数调整后的放线端绞合导体所承受的张力大小为:
表11:实施例3主从牵引复合型牵引扭矩参数调整后的运行过程,挤出物所承受的张力大小为:
表12:实施例3挤出温度:
挤包过程所用挤压式模芯角度35°,挤压式模套角度为40°;所述挤压式模芯的端面厚度0.5mm,所述挤压式模套的定径区长度为3mm;所述挤压式模套的孔径为4.28mm,所述挤出机热端线径设定尺寸为4.31mm。
所有挤出物在通过冷却区的第一区域冷却水温均为21°,远离近模前的其他冷却区温度为17°。
所诉挤包过程的挤出速度为300m/min。
表13:实施例3所得产品经VW60306-1和ISO 6722-1中检测方法进行性能测试,性能测试结果见下
表14:实施例3所得产品经全自动裁断、剥皮、压接机(Komax 355)进行在线批量cutting实验,结果见下:
对比例1:
电线规格:绞合导体截面0.35mm2
电线绝缘层的标称厚度0.24mm,电线外径1.28mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为98A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由7根标称直径为0.25mm的软铜丝组成,用于绞合导体的7根软铜丝在绞合过程以0+7的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为20.9mm。
感应式预热导体温度至60℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
挤包过程所用挤压式模芯角度35°,挤压式模套角度为70°;挤出模套承径区为1mm,挤出时机头压力过大,在挤压式模芯处伴随倒胶的产生,而且挤出生产后,剥离力有大幅提升,但是难剥离,切开截面在显微镜下观察导体表面有绝缘残留。
对比例2:
电线规格:绞合导体截面0.35mm2
电线绝缘层的标称厚度0.24mm,电线外径1.28mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为98A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由7根标称直径为0.25mm的软铜丝组成,用于绞合导体的7根软铜丝在绞合过程以0+7的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为20.9mm。
感应式预热导体温度至60℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
3、挤包过程所用挤压式模芯角度50°,挤压式模套角度为60°;挤出模套承径区为5mm,挤出时容易拉伸过度导致溶体破裂,提速后间断性断胶。
对比例3:
电线规格:绞合导体截面0.35mm2
电线绝缘层的标称厚度0.24mm,电线外径1.28mm
电线绝缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为98A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由7根标称直径为0.25mm的软铜丝组成,用于绞合导体的7根软铜丝在绞合过程以0+7的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为20.9mm。
感应式预热导体温度至60℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,仅有主收线牵引,放线端张力控制为磁粉离合器式。将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
3、挤包过程所用挤压式模芯角度50°,挤压式模套角度为60°;挤出模套承径区为1mm,挤出后绝缘层和绞合后导体间的附着力过低,未能满足标准最低要求。
对比例4:
电线规格:绞合导体截面6.0mm2
缘层所用绝缘材料为上海福奥塑胶制品有限公司的热塑性聚氯乙烯电缆料,材料邵氏硬度为95A。
绞合导体由电阻率为0.01707Ω·mm2/m的退火软铜丝绞合而成,退火软铜丝的断裂伸长率为22%~30%,绞合导体由84根标称直径为0.30mm的软铜丝组成,用于绞合导体的84根软铜丝在绞合过程以0+6的方式从分线板穿过进入汇合模。所诉绞合导体节距于绞合直径的比为28,即绞合节距实际为60.2mm。
感应式预热导体温度至80℃
采用上海星基的Φ65+Φ35,主从牵引复合型挤出机。前端放线张力控制为力矩电机。
将热塑性聚氯乙烯绝缘挤包在预热绞合导体上得挤出物。
表15:对比例4挤出温度:
挤包过程所用挤压式模芯角度35°,挤压式模套角度为40°;挤出模套承径区为5mm,挤出生产过程中,三区以后温度过高,溶体分解产生的气体致使挤出物表面不光滑,绝缘层嵌入气孔。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、将绞合导体材料预热至温度为50~80℃;
B、在挤出机中将绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上,得挤出物;其中挤出机的温度依次如下:主机一区:140~160℃;主机二区:160~180℃;主机三区:180~190℃;主机四区:190~195℃;主机法兰:190~195℃;主机机头:190~195℃;主机眼模:175~185℃;辅机一区:165~175℃;辅机二区:175~185℃;辅机三区:185~195℃;辅机法兰:185~195℃;辅机机头:185~195℃;
所述的主机一区温度至主机机头温度依次增加,主机眼膜温度≤主机机头温度;所述辅机一区温度至辅机机头温度依次增加;所述的挤包过程使用挤压式模芯和挤压式模套,所述挤压式模芯角度为35~55°,挤压式模套角度40~60°;挤包过程模套的角度大于等于模芯的角度;所述挤压式模芯的端面厚度为0.2~0.5mm,所述挤压式模套的承径区长度为1~4mm;所述挤出模套孔径要小于挤出机运行过程中热端测径仪设定的数值。
C、所述挤出物通过三个冷却区,冷却温度均为15~25℃;在绞合导体表面形成一绝缘层。
2.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,所述的步骤A中,绞合导体材料为行业领域内常规的导体绞合材料,一般为裸铜、镀锡铜,较佳的为纯铜,电阻率不低于0.01707mΩ.m。
3.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,所述的步骤A中,所述的导体绞合截面:0.22~6.0mm2,所述绞合导体单丝的最大直径为0.21~0.31;所述绞合导体单丝断裂伸长率范围为22~30%;所述绞合导体由7~84根绞合导体单丝绞合而成;所述导体绞合节距与导体绞合直径的比即节径比范围:20~35;所述绞合导体在绞合过程绞合单丝采用对称分线方式。
4.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,所述的步骤B中,绝缘材料是领域内常规绝缘材料,较佳的材料密度为1.35±0.05kg/cm3,所述绝缘材料邵氏硬度指数95A~98A,所述绝缘材料邵氏硬度指数随步骤一所述绞合导体截面增大而逐次降低。
5.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,步骤B中,所述挤包过程中,挤出速度为300~1200m/min。
6.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,步骤B中,步骤B中,所述挤出过程所用挤出机为领域内常规挤出机,所述挤出机放线端张力控制采用力矩电机,所述挤出机牵引方式为主牵引电机加从牵引电机复合型;所述挤出机的主从牵引扭矩参数调整配合步骤B挤出物挤出运行过程的张力控制使用。
7.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,步骤C中,所诉第一段冷却区水温较佳的为20℃,第二和第三段冷却水温较佳的为15℃。
8.如权利要求1所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,步骤C中,所述绝缘挤出物的绝缘最小厚度为0.20~0.32mm;所述绝缘层与步骤C所述绞合导体间的附着力范围为5~70N。
9.如权利要求1-8任一所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,以该方法制备的热塑性聚氯乙烯绝缘电缆。
10.如权利要求9所述的易剥离无残留电缆的制备方法,其特征在于,该热塑性聚氯乙烯绝缘电缆在汽车仪表线束领域的应用。
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