CN110993163A - 一种无卤素电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤素电缆及其制造方法，包括缆体，所述线芯设有多组，以及多组线芯之间相互绞合，所述填充物填充在相互绞合的线芯之间，所述线芯包括导体和绝缘层，所述绝缘层包裹在导体外部，所述绕包层包裹在缆芯外壁，且绕包层外壁包裹有屏蔽层，所述屏蔽层采用金属屏蔽带，所述屏蔽层外部包裹有外护套层，且外护套层采用线性低密度聚乙烯聚合物，本发明通过将制作外护套层的材料线性低密度聚乙烯聚合物使得制作后的外护套层中不含卤素，且线性低密度聚乙烯是乙烯‑α‑烯烃共聚物，其具有含4‑48个碳原子的α‑烯烃，具有更窄的分子量分布，使得最终制作的电缆具有优异的低温密封性和强度以及优异的机械和热性能，且成本低。

Description

一种无卤素电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体为一种无卤素电缆及其制造方法。
背景技术
电线电缆主要有电力传输和信息传输两种作用，用于社会各个方面。其电线包覆材料，电绝缘性，导线，电线和电缆易于处理的保护和腐蚀，外观，此外，需要涂布的效率。特别是近年来，还需要环境相容性，阻燃性，安全性等。在电力输送中，将在发电站产生的电力传输到消耗区域中的变电站的输电线路，将分配电力的配电线路在变电站处降低到工厂，建筑物，住宅等的预定电压。它可分为内部和家中使用的电线，以及船舶，飞机，汽车等中使用的特殊设备的电线。另一方面，在信息传输中，用于中心局之间的干线的光缆，用于办公室的灯和金属线和电缆，用于电线杆之间的电线的金属和光缆，用于家庭的电缆以及办公室和家庭中的电子设备另外，可以提及用于连接它们之间的电线和电缆，用于连接诸如电视等AV设备的电线，以及近年来已经电子化的汽车中的电线和电缆。
目前，从性能和成本的观点来看，现在主要使用三种类型的氯乙烯树脂(PVC)、聚乙烯树脂(PE)和交联的PE，因此，在上述应用中，还有电线覆盖材料的基本目的，例如电绝缘，电线保护/防腐蚀，以及电线和电缆的易处理性，但美观、原材料成本和涂层效率(生产成本)是一个非常重要的因素，现有的材料具有优良的电绝缘性，防水/防潮性，柔韧性，耐化学性和不含卤素的材料制作电缆生产成本较高，为此，开发一种能够实现与PVC相当的成本的电线覆盖材料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤素电缆及其制造方法，以解决上述背景技术中美观、原材料成本和涂层效率(生产成本)是一个非常重要的因素，现有的材料具有优良的电绝缘性，防水/防潮性，柔韧性，耐化学性和不含卤素的材料制作电缆生产成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无卤素电缆及其制造方法，包括缆体，所述缆体主要包括外护套层、绕包层和缆芯，所述缆芯主要由线芯和填充物组成，所述线芯设有多组，以及多组线芯之间相互绞合，所述填充物填充在相互绞合的线芯之间，所述线芯包括导体和绝缘层，所述绝缘层包裹在导体外部，所述绕包层包裹在缆芯外壁，且绕包层外壁包裹有屏蔽层，所述屏蔽层采用金属屏蔽带，所述屏蔽层外部包裹有外护套层，且外护套层采用线性低密度聚乙烯聚合物。
优选的，所述屏蔽层采用铜带，且搭盖率不小于25％，利用屏蔽层屏蔽其他信号。
优选的，所述缆体的弯曲半径不小于缆体外径的6倍，保证缆体可进行弯曲。
优选的，所述绕包层采用聚酯带，且搭盖率不小于25％，保证绕包的效果。
优选的，所述绝缘层采用聚烯烃材料挤包构成，具有更窄的分子量分布，使得最终制作的电缆具有优异的低温密封性。
一种无卤素电缆的制造方法，包括步骤如下：
S1、制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；
S2、制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；
S3、制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；
S4、包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；
S5、挤包外护套：
(1)外护套配料：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含3-50重量份的聚丙烯基树脂、50-97重量份的线性低密度聚乙烯；
(2)制作外护套：将3-50重量份的聚丙烯基树脂和50-97重量份的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
优选的，所述外护套配料配料的重量配比：65-97线性低密度聚乙烯和3-35树脂组合物，所述树脂组合物的重量配比为100PP基树脂、10-100着色剂、0-20抗氧化剂和0-20润滑剂。
优选的，所述聚丙烯基树脂包括均聚物、乙烯的共聚物、1-丁烯的共聚物以及乙烯与1-丁烯的三元共聚物中一种或者多种。
优选的，所述线性低密度聚乙烯是乙烯-α-烯烃共聚物，其具有含4-48个碳原子的α-烯烃，其熔体流动指数小于等于10，且采用茂金属催化剂合成。
本发明提供了一种无卤素电缆及其制造方法，具备以下有益效果：
本发明通过将制作外护套层的材料采用包含3-50重量份的聚丙烯基树脂和50-97重量份的线性低密度聚乙烯的线性低密度聚乙烯聚合物或者65-97重量份的线性低密度聚乙烯和3-35重量份的树脂组合物，使得制作后的外护套层中不含卤素，且线性低密度聚乙烯是乙烯-α-烯烃共聚物，其具有含4-48个碳原子的α-烯烃，具有更窄的分子量分布，使得最终制作的电缆具有优异的低温密封性和强度以及优异的机械和热性能，且成本低。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的整体结构示意图。
图中：100、缆体；200、外护套层；300、屏蔽层；400、绕包层；500、缆芯；510、线芯；511、导体；512、绝缘层；520、填充物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种无卤素电缆及其制造方法，包括包括缆体100，所述缆体100主要包括外护套层200、绕包层400和缆芯500，所述缆芯500主要由线芯510和填充物520组成，所述线芯510设有多组，以及多组线芯510之间相互绞合，所述填充物520填充在相互绞合的线芯510之间，所述线芯510包括导体511和绝缘层512，所述绝缘层512包裹在导体511外部，所述绕包层400包裹在缆芯500外壁，且绕包层400外壁包裹有屏蔽层300，所述屏蔽层300采用金属屏蔽带，所述屏蔽层300外部包裹有外护套层200，且外护套层200采用线性低密度聚乙烯聚合物。所述屏蔽层300采用铜带，且搭盖率不小于25％；所述缆体100的弯曲半径不小于缆体100外径的6倍；所述绕包层400采用聚酯带，且搭盖率不小于15％；所述绝缘层512采用聚烯烃材料挤包构成；
需要说明的是，一种无卤素电缆及其制造方法，采用无卤素的线性低密度聚乙烯聚合物材料制作外护套层200，使得该种线缆不含卤素，且制作成本低。
实施例2
制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；挤包外护套：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含20重量份的聚丙烯基树脂、60重量份的线性低密度聚乙烯；将20重量份的聚丙烯基树脂和60重量份的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
实施例3
制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；挤包外护套：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含40重量份的聚丙烯基树脂、85重量份的线性低密度聚乙烯；将50重量份的聚丙烯基树脂和85重量份的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
实施例4
制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；挤包外护套：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含70重量份的线性低密度聚乙烯和20重量份的树脂组合物，其中树脂组合物包含100重量份的PP基树脂、50重量份的着色剂、10重量份的抗氧化剂和5重量份的润滑剂；将70重量份的线性低密度聚乙烯和20重量份的树脂组合物的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
实施例5
制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；挤包外护套：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含80重量份的线性低密度聚乙烯和30重量份的树脂组合物，其中树脂组合物包含100重量份的PP基树脂、90重量份的着色剂、15重量份的抗氧化剂和15重量份的润滑剂；将80重量份的线性低密度聚乙烯和30重量份的树脂组合物的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
实施例6
制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；挤包外护套：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含91重量份的线性低密度聚乙烯和25重量份的树脂组合物，其中树脂组合物包含100重量份的PP基树脂、83重量份的着色剂、9重量份的抗氧化剂和3重量份的润滑剂；将91重量份的线性低密度聚乙烯和25重量份的树脂组合物的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
实施例7
采用现有材料和方法制作的电缆。
实施例8
将实施2-6和实施例7制作的电缆进行机械性能检测，得到的结果如下表所示：
实施例 抗张强度 断裂伸长率 收缩值 卤素含量
实施例2 ≥19Mpa ≥380％ ≤2.5％ 0％
实施例3 ≥21Mpa ≥421％ ≤3.2％ 0％
实施例4 ≥23Mpa ≥413％ ≤2.8％ 0％
实施例5 ≥18Mpa ≥395％ ≤3.12％ 0％
实施例6 ≥24Mpa ≥407％ ≤2.9％ 0％
实施例7 ≥9Mpa ≥328％ ≤5.67％ 60％
由此得出结论：采用本发明所述的制备方法制得的电缆具有优良低温密封性、强度和热性能，且制作的电缆不含卤素，且成本低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种无卤素电缆，包括缆体(100)，其特征在于，所述缆体(100)主要包括外护套层(200)、绕包层(400)和缆芯(500)，所述缆芯(500)主要由线芯(510)和填充物(520)组成，所述线芯(510)设有多组，以及多组线芯(510)之间相互绞合，所述填充物(520)填充在相互绞合的线芯(510)之间，所述线芯(510)包括导体(511)和绝缘层(512)，所述绝缘层(512)包裹在导体(511)外部，所述绕包层(400)包裹在缆芯(500)外壁，且绕包层(400)外壁包裹有屏蔽层(300)，所述屏蔽层(300)采用金属屏蔽带，所述屏蔽层(300)外部包裹有外护套层(200)，且外护套层(200)采用线性低密度聚乙烯聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种无卤素电缆，其特征在于：所述屏蔽层(300)采用铜带，且搭盖率不小于25％。
3.根据权利要求1所述的一种无卤素电缆，其特征在于：所述缆体(100)的弯曲半径不小于缆体(100)外径的6倍。
4.根据权利要求1所述的一种无卤素电缆，其特征在于：所述绕包层(400)采用聚酯带，且搭盖率不小于15％。
5.根据权利要求1所述的一种无卤素电缆，其特征在于：所述绝缘层(512)采用聚烯烃材料挤包构成。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种无卤素电缆的制造方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1、制作导体：将金属单丝两两一组进行紧密贴合并采用顺时针绞合成一股，然后将一股股的金属单丝逆时针绞合在一起制成导体；
S2、制作线芯：利用挤橡机将绝缘料采用挤包方式包裹在导体外壁，然后根据导体外壁的温度进分区冷却，将冷却区域分为3段，一段区靠近挤橡机的区域，冷却水的温度为35-45℃，二段区位于一段区后侧，冷却水的温度为20-30℃，三段区位于二段区后侧，冷却水的温度为0-10℃；
S3、制造缆芯：将多组线芯绞合制成缆芯，且成缆节径比不大于25倍；再在缆芯外注入填充物，待填充物冷却后，再将聚酯带的绕包层包裹在缆芯外壁；
S4、包裹屏蔽层：在聚酯带的绕包层的外部绕包金属屏蔽带，且将金属屏蔽带的绕包方向与聚酯带的绕包方向采用用反向；
S5、挤包外护套：
(1)外护套配料：采用的线性低密度聚乙烯聚合物包含3-50重量份的聚丙烯基树脂、50-97重量份的线性低密度聚乙烯；
(2)制作外护套：将3-50重量份的聚丙烯基树脂和50-97重量份的线性低密度聚乙烯倒入挤橡机中，进行融化反应，然后采用挤包方式把护套层包裹在缆芯外，挤压结束后，对线缆进行冷却，冷却后进行干燥处理。
7.根据权利要求6所述的一种无卤素电缆的制造方法，其特征在于：所述外护套配料配料的重量配比：65-97线性低密度聚乙烯和3-35树脂组合物，所述树脂组合物的重量配比为100PP基树脂、10-100着色剂、0-20抗氧化剂和0-20润滑剂。
8.根据权利要求6所述的一种无卤素电缆的制造方法，其特征在于：所述聚丙烯基树脂包括均聚物、乙烯的共聚物、1-丁烯的共聚物以及乙烯与1-丁烯的三元共聚物中一种或者多种。
9.根据权利要求6所述的一种无卤素电缆的制造方法，其特征在于：所述线性低密度聚乙烯是乙烯-α-烯烃共聚物，其具有含4-48个碳原子的α-烯烃，其熔体流动指数小于等于10，且采用茂金属催化剂合成。
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