無(wú)鹵阻燃絕緣電線和無(wú)鹵阻燃絕緣管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有不含鹵素的絕緣覆層的無(wú)鹵阻燃絕緣電線，該電線具有高度 良好平衡的絕緣電阻、阻燃性、耐磨性、耐熱水性、低溫性和耐熱變形性等，且適用于汽車或 鐵道車輛用線束等；本發(fā)明還涉及無(wú)鹵阻燃絕緣管。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車或鐵道車輛用線束等中的絕緣電線可能暴露于不利的條件下，如由低溫至高 溫的溫度變化、振動(dòng)、以及風(fēng)雨，并且有時(shí)可能經(jīng)受由設(shè)備產(chǎn)生的熱或火。因此，為了確保在 這種不利條件下的穩(wěn)定使用，要求絕緣覆層滿足關(guān)于機(jī)械強(qiáng)度、絕緣電阻、耐熱水性（保持 于熱水中時(shí)絕緣性能不會(huì)劣化的性能：耐熱水性和穩(wěn)定性）、阻燃性、耐磨性、耐熱變形性 等的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，ISO和IEC標(biāo)準(zhǔn)（其為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）以及EN標(biāo)準(zhǔn)（其為歐洲標(biāo)準(zhǔn)）等等提供 了可接受標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 近年來(lái)，為了防止出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題，尤其在鐵道應(yīng)用中，為了防止因著火產(chǎn)生的煙霧 妨礙乘客逃離，需要這樣的無(wú)鹵絕緣電線，在該電線中，使用無(wú)鹵絕緣材料作為絕緣覆層， 并且不使用聚氯乙烯（PVC)或鹵系阻燃劑。
[0004] 在已知的構(gòu)成絕緣覆層的無(wú)鹵絕緣材料中，在絕緣樹(shù)脂（例如聚烯烴樹(shù)脂）中添 加有諸如氫氧化鎂、氫氧化鋁或氮系阻燃劑之類的無(wú)鹵阻燃劑。然而，為了具有令人滿意的 阻燃性，與鹵系阻燃劑相比，需要使用大量的無(wú)鹵阻燃劑，這易于導(dǎo)致一些問(wèn)題，例如絕緣 覆層的撓性降低、以及絕緣被覆膜的初始拉伸伸長(zhǎng)率以及熱老化后的拉伸伸長(zhǎng)率降低。
[0005] 作為無(wú)鹵絕緣電線，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種絕緣電線，其特征為：包括其外周被作 為絕緣體的樹(shù)脂組合物包覆的導(dǎo)體，該樹(shù)脂組合物包含100質(zhì)量份的聚酯樹(shù)脂、1至30質(zhì)量 份的無(wú)溴阻燃劑（而不是含有三嗪環(huán)的氮化合物）、1至50質(zhì)量份的聚有機(jī)硅氧烷核接枝 共聚物、0. 5至10質(zhì)量份的無(wú)機(jī)多孔填料和0. 05至10質(zhì)量份的耐水解性改善劑。專利文 獻(xiàn)1還公開(kāi)了聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等作為聚酯樹(shù)脂、磷化合物（如磷酸酯化合物）作為 無(wú)溴阻燃劑、以及碳化二亞胺化合物作為耐水解性改善劑。該專利文獻(xiàn)描述了通過(guò)使用包 含這些組分的樹(shù)脂組合物，可獲得厚度為0.1 mm至0. 5_的絕緣層，該絕緣層具有優(yōu)異的阻 燃性、耐熱性和耐水解性，并且抑制了伸長(zhǎng)性質(zhì)的變化。
[0006] 此外，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種耐熱樹(shù)脂組合物作為用于絕緣電線的絕緣材料，其 是通過(guò)捏合聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹(shù)脂和聚烯烴等而形成的，并且描述了可向其中加入含 氮化合物以改善耐熱樹(shù)脂組合物的阻燃性。專利文獻(xiàn)2還描述了含氮化合物的例子包括： 氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺、氰尿酸、異氰尿酸、三嗪類衍生物和異氰尿酸酯衍生物。
[0007] 引用列表
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2010-267528
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2009-179782

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 技術(shù)問(wèn)題
[0012] 然而，近年來(lái)為了節(jié)約能源，需要降低用于汽車和鐵道車輛的線束等中的絕緣電 線的重量，相應(yīng)地，也需要降低絕緣覆層的厚度。例如，在用于鐵道車輛的信號(hào)線中，需要絕 緣覆層的厚度在0. 25_以下。即使在這樣小的厚度的情況下，仍需要其絕緣電阻、阻燃性、 耐磨性和耐熱變形性等與現(xiàn)有絕緣覆層的這些性能相當(dāng)。此外，在某些情況下，用于鐵道車 輛的信號(hào)線可能需要具有滿足標(biāo)準(zhǔn)（如EN50306-2標(biāo)準(zhǔn)）的耐熱水性。
[0013] 然而，當(dāng)使用現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃樹(shù)脂組合物時(shí)，不可能獲得具有小厚度、具有高度良 好平衡的絕緣電阻、阻燃性、耐磨性和耐熱變形性、并且具有滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的耐熱水性的絕 緣電線。例如，專利文獻(xiàn)1和2中所公開(kāi)的絕緣電線均未通過(guò)用于鐵道車輛的EN50306-2 標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的DC穩(wěn)定性測(cè)試。此外，通常使用的聚酯樹(shù)脂組合物有這樣的問(wèn)題，即其絕 緣電阻在高溫下會(huì)降低，因此使用這些樹(shù)脂組合物很難獲得滿足上述要求的絕緣電線。
[0014] 本發(fā)明的目的是提供這樣的無(wú)鹵阻燃絕緣電線，即使該絕緣電線的絕緣覆層具有 小的厚度時(shí)，該絕緣電線仍具有高度良好平衡的絕緣電阻、耐磨性、耐熱變形性等，具有滿 足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性，具有優(yōu)異的耐熱水性，并且能夠通過(guò)DC穩(wěn)定性測(cè)試。
[0015] 本發(fā)明的另一目的是提供一種無(wú)鹵阻燃絕緣管，即使該絕緣管的厚度較小時(shí)，其 仍具有高度良好平衡的絕緣電阻、耐磨性、耐熱變形性等，并且具有滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的阻燃性 和優(yōu)異的耐熱水性。
[0016] 解決問(wèn)題的手段
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，無(wú)鹵阻燃絕緣電線包括導(dǎo)體和絕緣覆層，其中所述 絕緣覆層由聚酯樹(shù)脂組合物的交聯(lián)產(chǎn)物構(gòu)成，所述聚酯樹(shù)脂組合物包含100質(zhì)量份的改性 聚酯樹(shù)脂、5質(zhì)量份至50質(zhì)量份的無(wú)鹵阻燃劑和0. 1質(zhì)量份至5質(zhì)量份的離子捕捉劑。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，無(wú)鹵阻燃絕緣管由聚酯樹(shù)脂組合物的交聯(lián)產(chǎn)物構(gòu) 成，其中聚酯樹(shù)脂組合物包含1〇〇質(zhì)量份的改性聚酯樹(shù)脂、5質(zhì)量份至50質(zhì)量份的無(wú)鹵阻燃 劑和0. 1質(zhì)量份至5質(zhì)量份的離子捕捉劑。
[0019] 發(fā)明的有益效果
[0020] 根據(jù)第一實(shí)施方式的無(wú)鹵阻燃絕緣電線包括無(wú)鹵絕緣覆層，即使該絕緣覆層具有 較小的厚度，絕緣電線仍具有足以通過(guò)ISO或IEC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的燃燒測(cè)試以及EN50306-2 標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單根絕緣線垂直火焰蔓延測(cè)試的阻燃性、以及可通過(guò)DC穩(wěn)定性測(cè)試的高耐 熱水性，并且具有高度良好平衡的絕緣電阻、耐磨性和耐熱變形性。因此，該無(wú)鹵阻燃絕緣 電線可適合用作在高溫環(huán)境中使用的電線，例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)室中的配線和鐵道車輛中的 配線等。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的無(wú)鹵阻燃絕緣管即使在其厚度較小時(shí)，仍具有足以 通過(guò)ISO或IEC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的燃燒測(cè)試和單根絕緣線垂直火焰蔓延測(cè)試的阻燃性以及高耐 熱水性，并且具有高度良好平衡的絕緣電阻、耐磨性和耐熱變形性。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下將描述本發(fā)明的實(shí)施方式。應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不局限于所述的實(shí)施方式， 并且在不偏離本發(fā)明的主旨和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變型和更改。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，無(wú)鹵阻燃絕緣電線包括導(dǎo)體和絕緣覆層，其中所述 絕緣覆層由聚酯樹(shù)脂組合物的交聯(lián)產(chǎn)物構(gòu)成，該聚酯樹(shù)脂組合物包含100質(zhì)量份的改性聚 酯樹(shù)脂、5質(zhì)量份至50質(zhì)量份的無(wú)鹵阻燃劑和0. 1質(zhì)量份至5質(zhì)量份的離子捕捉劑。
[0024] 本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：通過(guò)使用含有改性聚酯樹(shù)脂作為主要組分、無(wú)鹵阻燃劑和離 子捕捉劑的聚酯樹(shù)脂組合物來(lái)形成絕緣覆層，并通過(guò)使該聚酯樹(shù)脂交聯(lián)，可獲得具有高度 良好平衡的絕緣電阻、耐磨性和耐熱變形性、并且具有足以通過(guò)ISO或IEC標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的燃 燒測(cè)試的阻燃性、以及可通過(guò)DC穩(wěn)定性測(cè)試的耐熱水性的絕緣電線，由此完成了本發(fā)明的 第一實(shí)施方式。
[0025] 所述DC穩(wěn)定性測(cè)試是用于評(píng)價(jià)絕緣電線的耐熱水性的測(cè)試。具體而言，將絕緣電 線浸入85°C的3%鹽溶液中，并且向絕緣電線和浸入鹽溶液中的電極之間施加300V的直流 電壓，通電10天。然后，基于該絕緣電線是否能夠經(jīng)受1分鐘的2kV交流電壓來(lái)評(píng)價(jià)耐熱 水性。
[0026] 相對(duì)于100質(zhì)量份的改性聚酯樹(shù)脂，構(gòu)成第一實(shí)施方式中的絕緣覆層的聚酯樹(shù)脂 組合物包含5質(zhì)量份至50質(zhì)量份的無(wú)鹵阻燃劑。因此，增強(qiáng)了該絕緣覆層的阻燃性。此外， 該聚酯樹(shù)脂組合物的特征還在于包含〇. 1質(zhì)量份至5質(zhì)量份的離子捕捉劑。通過(guò)將上述組 成范圍內(nèi)的離子捕捉劑引入聚酯樹(shù)脂組合物中，可將耐熱水性提高至可通過(guò)DC穩(wěn)定性測(cè) 試的水平。
[0027] 絕緣覆層由這樣的交聯(lián)產(chǎn)物構(gòu)成，在該交聯(lián)產(chǎn)物中，構(gòu)成聚酯樹(shù)脂組合物的聚酯 樹(shù)脂發(fā)生了交聯(lián)。通過(guò)使聚酯樹(shù)脂交聯(lián)，即使絕緣覆層具有較小的厚度，仍可提供具有高度 良好平衡的絕緣電阻、耐磨性和耐熱變形性