專利名稱：非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其可用于一定領(lǐng)域，如機(jī)動車輛，其中特別需要阻燃。
用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線可設(shè)置在機(jī)動車輛內(nèi)部的窄小空間中，并且其總是用于振動、油等環(huán)境中。也就是說，用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線需要承受苛刻的條件，這對于一般包覆導(dǎo)線是不要求的，并且還有阻燃、重量輕，以及近來環(huán)境問題所要求的無鹵素。
具有包覆層并包含大量氫氧化鎂作為無鹵代阻燃劑的聚烯烴包覆導(dǎo)線已經(jīng)投入使用，用以滿足該要求。
然而，添加大量的氫氧化鎂會降低用于機(jī)動車輛包覆導(dǎo)線所要求的其他特性，如耐磨性和耐油性。因此，將絕緣包覆層的厚度陣低到用于聚氯乙烯包覆導(dǎo)線的200μm是困難的，并且目前甚至難于制造小于300μm的厚度，由此產(chǎn)生配置能力、重量和厚度問題。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其重量輕并且能夠使直徑減小，其中所有耐磨性、阻燃性、耐油性、和耐彎性隨著將薄層包覆導(dǎo)線用于機(jī)動車輛而均非常令人滿意。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線包括導(dǎo)體；和絕緣包覆層，其由直接與導(dǎo)體接觸的第一層和設(shè)置在第一層外側(cè)的第二層組成，其中第一層是由阻燃聚烯烴組合物組成，其具有60以下的肖氏D級硬度和24％及以上的氧指數(shù)，第二層是由聚烯烴組合物制成，其具有60及以上的肖氏D級硬度，并且第一和第二層的厚度分別為30μm及以上和在65μm和150μm之間。
按照本發(fā)明的第二方面，在上述第一方面的結(jié)構(gòu)上，絕緣包覆層的厚度為180μm及以上。
按照本發(fā)明的第三方面，在上述第一或第二方面的結(jié)構(gòu)上，構(gòu)成第二層的聚烯烴組合物不具有無機(jī)填充物也沒有無機(jī)阻燃劑。
按照本發(fā)明的第四方面，在上述第一至第三方面的任意一個的結(jié)構(gòu)上，添加到構(gòu)成第一層阻燃聚烯烴組合物中的阻燃劑為氫氧化鎂。
按照本發(fā)明的第五方面，非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線包括導(dǎo)體；和絕緣包覆層，其由與導(dǎo)體直接接觸的第一層和設(shè)置在第一層外側(cè)的第二層組成，其中第一層是由阻燃聚烯烴組合物制成，其具有60以下肖氏D級硬度和24％及以上氧指數(shù)，第二層是由聚烯烴組合物制成，其具有60及以上肖氏D級硬度，絕緣包覆層的厚度為180μm及以上，并且第二層的厚度在65μm和150μm之間。
按照本發(fā)明的第六方面，在上述第一至第五方面的結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)體為軟銅絞線。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線在耐磨性、阻燃性、耐油性和耐彎曲性方面十分優(yōu)異，并且同時能夠穩(wěn)定生產(chǎn)。并且，具有上述各特性，使非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線的絕緣包覆層可做得比通常的絕緣層薄，由此減輕導(dǎo)線的重量。因此，根據(jù)本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線非常適用于用作機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線。
下面將結(jié)合附圖進(jìn)行描述，將使本發(fā)明的上述和其他目的和特征更加清楚。
附圖的簡要說明

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線實(shí)施例的透視圖；和圖1B是圖1A的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線的截面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述在按照本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線中，要求外徑為3.10mm及以下，最好是2.60mm及以下。在外徑在3.10mm以上時不能獲得足夠的耐彎曲性。具有外徑為3.10mm及以下的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線可應(yīng)用于用作機(jī)動車輛的導(dǎo)線，其中預(yù)計條件很苛刻。
并且，在按照本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線中，所有導(dǎo)體材料均可用作導(dǎo)體。也就是說，即使絞線或單線不是問題，但最好是絞線，這主要考慮到用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線所需要的耐彎曲性。
絕緣包覆層的第一層可制成接觸并環(huán)繞導(dǎo)體。在本發(fā)明中，要求第一層由阻燃聚烯烴組合物(即，第一層樹脂組合物)制成，其具有60以下的肖氏D級硬度和24％及以上的氧指數(shù)。具有60及以上肖氏D級硬度的樹脂組合物不太實(shí)用，因?yàn)槠渚哂械偷哪蛷澢浴?br> 樹脂組合物需要24％及以上氧指數(shù)的原因在于，用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線嚴(yán)格地說要求阻燃性，但如果氧指數(shù)低于24％的話，將使樹脂組合物缺少阻燃性。
通常用于聚烯烴包覆導(dǎo)線中作為阻燃劑的氫氧化鎂、氫氧化鋁等可用作阻燃劑。一種或多種阻燃劑應(yīng)為基礎(chǔ)樹脂(聚烯烴)，其通過混合裝置如捏合機(jī)等而均勻混合，并且可用作第一層樹脂組合物。
當(dāng)考慮到導(dǎo)線制造條件包括混合溫度等時，最好是將氫氧化鎂作為阻燃劑。
構(gòu)成第二層的樹脂組合物將是具有60及以上肖氏D級硬度的聚烯烴組合物。在60以下肖氏D級硬度的情況下，將不能獲得足夠的耐磨性。構(gòu)成第二層的樹脂組合物(第二層樹脂組合物)最好不具有無機(jī)填充物或不具有無機(jī)阻燃劑。在添加了上述無機(jī)填充物或無機(jī)阻燃劑的情況下，當(dāng)強(qiáng)烈彎曲導(dǎo)線時，易于出現(xiàn)變白現(xiàn)象。
第一和第二層樹脂組合物的基礎(chǔ)樹脂二者將為聚烯烴。也就是說，將聚烯烴用作第一層樹脂組合物的基礎(chǔ)樹脂使基礎(chǔ)樹脂能夠充分填充無機(jī)填充物或無機(jī)阻燃劑，由此使第一層樹脂組合物包覆導(dǎo)線時表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃性。另一方面，將與第一層樹脂組合物同種的聚烯烴用于第二層使構(gòu)成絕緣包覆層的兩層能夠熔化并且完全結(jié)合，由此可以獲得阻燃性、耐磨性、耐彎曲性等均令人滿意的優(yōu)異包覆導(dǎo)線，即使包覆層是無鹵代的。聚乙烯、聚丙烯等可用作聚烯烴，尤其是聚丙烯由于其在熱變換方面十分優(yōu)異而優(yōu)選。
雖然可廣泛得到各種在分子量或特性方面均有所不同的聚烯烴，但由于添加了阻燃劑，用于第一層的聚烯烴考慮到各特性而可加以選擇。
包覆導(dǎo)線可采用導(dǎo)體、第一層樹脂組合物、和第二層樹脂組合物通過擠出機(jī)而制成。
第二層厚度將在65μm和150μm之間。在低于65μm的情況下，耐磨性會下降，而在150μm以上的情況下，也不會獲得足夠的阻燃性，并且同時耐磨性下降，由此很容易使其變白。在這里，絕緣包覆層的變白是由于微裂的出現(xiàn)，其將會降低絕緣包覆層的絕緣特性。
還有，在通常用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線的情況下，構(gòu)成第一層和第二層的絕緣包覆導(dǎo)線的厚度將為180μm及以上。在低于180μm的情況下，其耐彎曲性將會降低。在不要求耐彎曲性的情況下，可減小絕緣包覆層的厚度。然而，在這種情況下，為了滿足其他特性和穩(wěn)定生產(chǎn)，第一層的厚度將為30μm及以上。
并且，要求絕緣包覆層的厚度為400μm及以下。在400μm以上的情況下，由于當(dāng)導(dǎo)線彎曲180°時導(dǎo)線的外徑變大，導(dǎo)線的耐彎曲性會降低。
通常，用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線一般絕緣包覆層厚度在200μm至350μm范圍內(nèi)，其中穩(wěn)定生產(chǎn)滿足足夠的耐磨性、耐油性、和阻燃性的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線是困難的。在根據(jù)本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線的情況下，如果絕緣包覆層具有至少180μm厚度的話，穩(wěn)定生產(chǎn)具有足夠特性的包覆導(dǎo)線是可能的。在絕緣包覆層具有200μm厚度的情況下，很容易滿足所需特性。
現(xiàn)將進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。
使用表1所示材料樹脂和無機(jī)阻燃劑。
具有各種氧指數(shù)和硬度的第一層阻燃樹脂組合物可使用捏合機(jī)由樹脂1或樹脂2與阻燃劑通過改變混合比而獲得。
具有各種硬度的第二層樹脂組合物也可通過改變混合比由樹脂1和樹脂2獲得。
表1<
圖1A和1B所示的包覆導(dǎo)線是由第一層阻燃樹脂組合物、第二層樹脂組合物、和導(dǎo)體制成。導(dǎo)體是具有0.90mm直徑的軟銅絞線。軟銅絞線是由七根銅導(dǎo)線每根導(dǎo)線具有0.32mm直徑經(jīng)過絞合和加壓而制成。在表2和表3中示出了第一層阻燃樹脂組合物和第二層樹脂組合物的硬度、氧指數(shù)(按照J(rèn)IS-K7201進(jìn)行測量)和肖氏D級硬度，第二層厚度，絕緣包覆層的厚度，以及導(dǎo)線的外徑。
再有，在該表2和表3中還示出了所制造導(dǎo)線的評價結(jié)果。具體說來，作為導(dǎo)線制造特性，“○”表示在制造過程中可以控制每層厚度，和“×”表示控制是困難的。對于在導(dǎo)線制造過程中具有“×”的各項(xiàng)可不進(jìn)行下列評價。
根據(jù)JASO(即，日本汽車標(biāo)準(zhǔn)組織)·D611-94，5.11(2)測量耐磨性。也就是說，可應(yīng)用具有0.45mm直徑和5N重量的鋼琴線。測量鋼琴線前后運(yùn)動的數(shù)量直到鋼琴線由于絕緣體如絕緣包覆層的磨損而與導(dǎo)體接觸為止。并且可經(jīng)受上述運(yùn)動至少300次的絕緣包覆層可規(guī)定“合格”并用“○”表示，而不能經(jīng)受300次運(yùn)動的層則規(guī)定“不合格”并用“×”表示。
并且，還可按照J(rèn)ASO·D611-94，5.9.來測量阻燃性。絕緣包覆層在火15秒內(nèi)熄滅規(guī)定為“合格”并用“○”表示，而該層在火15秒內(nèi)不熄滅則規(guī)定為“不合格”并用“×”表示。
再有，可按下列方法評價耐彎曲性。也就是說，將導(dǎo)線彎曲180°，然后，在彎曲部分處用肉眼觀察初始變白出現(xiàn)，特別是微裂的出現(xiàn)。將未出現(xiàn)初始變白的絕緣包覆層規(guī)定為“合格”并用“○”表示，而將出現(xiàn)初始變白的包覆層規(guī)定為“不合格”并用“×”表示。還有，可將導(dǎo)線單獨(dú)保持在彎曲狀態(tài)下三天。并在拉伸導(dǎo)線的兩端以后檢查絕緣包覆層上出現(xiàn)的裂紋作為“剩余裂紋”。將不出現(xiàn)剩余裂紋的絕緣包覆層規(guī)定為“合格”并用“○”表示，并且將出現(xiàn)剩余裂紋的包覆層規(guī)定為“不合格”并用“×”表示。
最后，按下列方法評價耐油性。也就是說，絕緣包覆層，其導(dǎo)體可被抽出，將其150mm長度浸泡在70℃的機(jī)油中24小時，同時在絕緣包覆層的兩端上保留25mm。將絕緣包覆層由油中取出，并然后擦掉表面上剩余的油。在使絕緣包覆層恢復(fù)到常溫狀態(tài)下以后，通過拉伸檢測機(jī)測量其拉伸強(qiáng)度和伸長率?？色@得相對于未浸泡在機(jī)油中材料的變化率，可將變化率在±10％內(nèi)的絕緣包覆層規(guī)定為“合格”并用“○”表示，并且將變化率不在±10％內(nèi)的絕緣包覆層規(guī)定為“不合格”并用“×”表示。
表2
<p>表3<
參照表2和表3，按照本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線在耐磨性、阻燃性、耐油性、和耐彎曲性方面十分優(yōu)異，并且同時能夠穩(wěn)定生產(chǎn)、重量輕、以及直徑減小。
按照本發(fā)明的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線即使其絕緣包覆層的厚度為180μm(比通常用于機(jī)動車輛的薄聚氯乙烯包覆導(dǎo)線即200μm還要薄)仍具有上述優(yōu)異特性。因比，非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線的實(shí)施例1-6如表2所示特別適用于機(jī)動車輛使用的薄層包覆導(dǎo)線。
實(shí)施例1-6的導(dǎo)線在將其布置在機(jī)動車輛中以后可進(jìn)行實(shí)際檢測，其結(jié)果，每個導(dǎo)線均要比通常具有厚絕緣包覆層的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線更易安置在機(jī)動車輛中。同時，每個導(dǎo)線所具有的絕緣包覆層不具有任何問題。
還有，可制備導(dǎo)體α，β，和γ。導(dǎo)體α可由每根0.26mm直徑的37根銅線絞合并加壓而制成，成為軟銅絞線(直徑1.80mm)，導(dǎo)體β可由每根0.26mm直徑的58根銅線絞合并加壓而制成，成為軟銅絞線(直徑2.30mm)，和導(dǎo)體γ可由每根0.26mm直徑的98根銅線絞合并加壓而制成，成為軟銅絞線(直徑2.90mm)。并且非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線A(外徑2.60mm)、非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線B(外徑3.10mm)和非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線C(外徑3.70mm)可使用各軟銅絞線α，β，和γ來制造，其類似于表2的實(shí)施例1。然后，按照表2的項(xiàng)目評價導(dǎo)線A，B和C。結(jié)果，即使非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線C在耐彎曲性方面出現(xiàn)初始變白和剩余裂紋，而導(dǎo)線A和B在所有項(xiàng)目仍是令人滿意的。通常，具有0.7mm和1.8mm之間外徑的導(dǎo)體可應(yīng)用于機(jī)動車輛的薄層低壓導(dǎo)線。
再有，可研究絕緣包覆層的厚度。
具有300μm絕緣包覆層厚度的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線D、具有400μm絕緣包覆層厚度的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線E、和具有450μm絕緣包覆層厚度的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線F可使用與表2的實(shí)施例1相同條件下制造，然而，第一層的厚度可以改變。
然后，按照表2的各項(xiàng)評價導(dǎo)線D，E和F。結(jié)果，即使非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線F在耐彎曲性方面出現(xiàn)初始變白和剩余裂紋，而導(dǎo)線D和E在所有項(xiàng)目仍是令人滿意的。
另外，可類似于表2的實(shí)施例1-6來評價具有30μm第一層厚度和95μm絕緣包覆層厚度的各導(dǎo)線。結(jié)果，即使在以180°耐彎曲評價的絕緣包覆層上出現(xiàn)一些初始變白，它們也均能夠通過上述的其他特性的評價。并且這些絕緣包覆層的絕緣特性可采用JASO D611-94，5.3(2)進(jìn)行評價，從而認(rèn)為其具有足夠的絕緣特性。因此，上述具有30μm第一層厚度和95μm絕緣包覆層厚度的各導(dǎo)線可用于除了機(jī)動車輛所用薄層包覆導(dǎo)線以外的要求苛刻條件的場合。
雖然參照附圖借助于各實(shí)例已經(jīng)將本發(fā)明充分進(jìn)行了描述，但是需要注意的是，各種變形和改形對于本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說都將是明顯的。因此，除非其改形和變性在本發(fā)明的范圍以外，否則均將處于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其包括導(dǎo)體；和絕緣包覆層，其由與所述導(dǎo)體直接接觸的第一層和設(shè)置在所述第一層外側(cè)的第二層制成，其中所述第一層是由具有60以下肖氏D級硬度和24％及以上的氧指數(shù)的阻燃聚烯烴組合物制成，所述第二層是由具有60及以上肖氏D級硬度的聚烯烴組合物制成，和所述第一和第二層厚度分別為30μm及以上和在65μm和150μm之間。
2.按照權(quán)利要求1的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中所述絕緣層的厚度為180μm及以上。
3.按照權(quán)利要求1的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中構(gòu)成所述第二層的所述聚烯烴組合物不具有無機(jī)填充物或無機(jī)阻燃劑。
4.按照權(quán)利要求2的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中構(gòu)成所述第二層的所述聚烯烴組合物不具有無機(jī)填充物或無機(jī)阻燃劑。
5.按照權(quán)利要求1的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中添加到構(gòu)成所述第一層的所述阻燃聚烯烴組合物中的阻燃劑為氫氧化鎂。
6.按照權(quán)利要求2的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中添加到構(gòu)成所述第一層的所述阻燃聚烯烴組合物中的阻燃劑為氫氧化鎂。
7.按照權(quán)利要求3的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中添加到構(gòu)成所述第一層的所述阻燃聚烯烴組合物中的阻燃劑為氫氧化鎂。
8.按照權(quán)利要求4的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中添加到構(gòu)成所述第一層的所述阻燃聚烯烴組合物中的阻燃劑為氫氧化鎂。
9.一種非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其包括導(dǎo)體；和絕緣包覆層，其由與所述導(dǎo)體直接接觸的第一層和設(shè)置在所述第一層外側(cè)的第二層制成，其中所述第一層是由具有60以下肖氏D級硬度和24％及以上的氧指數(shù)的阻燃聚烯烴組合物制成，所述第二層是由具有60及以上肖氏D級硬度的聚烯烴組合物制成，所述絕緣包覆層的厚度為180μm及以上，和所述第二層的厚度在65μm和150μm之間。
10.按照權(quán)利要求1的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中所述導(dǎo)體為軟銅絞線。
11.按照權(quán)利要求9的非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線，其中所述導(dǎo)體為軟銅絞線。
全文摘要
一種非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線,其包括:導(dǎo)體;和絕緣包覆層,其由與所述導(dǎo)體直接接觸的第一層和設(shè)置在所述第一層外側(cè)的第二層制成,其中所述第一層是由具有60以下肖氏D級硬度和24%及以上的氧指數(shù)的阻燃聚烯烴組合物制成,所述第二層是由具有60及以上肖氏D級硬度的聚烯烴組合物制成,和所述第一和第二層厚度分別為30μm及以上和在65μm和150μm之間。因此,可實(shí)現(xiàn)非鹵代阻燃包覆導(dǎo)線,其重量可減輕并且能夠減小直徑,并且其中所有耐磨性、阻燃性、耐油性、和耐彎曲性均滿足用于機(jī)動車輛的薄層包覆導(dǎo)線。
文檔編號H01B3/44GK1254930SQ9912631
公開日2000年5月31日 申請日期1999年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月9日
發(fā)明者菊池紀(jì)夫, 金森康夫 申請人:矢崎總業(yè)株式會社