包括基于ptfe的包覆物的线缆的制作方法
【专利说明】包括基于PTFE的包覆物的线缆
[0001] 本发明涉及一种线缆（尤其是电缆）以及该线缆的制造方法，该线缆包括芯，该芯 包裹有聚四氟乙烯（PTFE)类型的包覆材料，该包覆材料具有高添加物含量。
[0002] 为了改善包括包覆物的导通性或非导通性的线缆的热性能、电性能或其它性能， 可以赋予包裹线缆的包覆物一些特性以使得线缆能够具有例如更高的耐热性或更好的机 械强度。
[0003] 由此，已知在包覆物中添加添加物（即固体物质），以为包覆物和包覆物所包覆的 线缆带来对其耐热性、机械强度和/或电阻抗的改善，所述添加物优选地呈不可互混的尺 寸微小的纤维或颗粒的形式，并通过机械方式散布在基质（即能用作包覆物的材料，例如 基于PTFE的材料）中。该固体物质或添加物可以由根据要获得的效果而各异的材料构成。 例如，该固体物质可以包括玻璃纤维、碳纤维、陶瓷颗粒等。特别地，文献GB763761描述了 一种同轴线缆，该同轴线缆包括两个含有PTFE和碳（在重量上占15%至60% )的均匀半 导体层，这些层被一个基于PTFE的电介质层隔开。文献US3176065描述了一种线缆，该线 缆包括两个均匀PTFE层和一个由PTFE (在重量上占50 %至90 % )和氧化铝（在重量上占 10 %至50% )构成的层。
[0004] 此外，在电缆领域，添加金属氧化物、尤其是有机金属化合物允许减小电晕效应， 该有害效应特别地在航空领域观察到。
[0005] 然而，由于在PTFE内存在大量的添加物而难以与材料的挤制工艺相兼容，因此用 带有添加物的PTFE材料来隔离线缆具有很大的难度。
[0006] 因此，需要一种被基于PTFE并含有添加物的包覆物包裹的线缆，其在耐热性、机 械强度和/或电阻抗方面具有改善的特性，并能够在某些条件下允许有效地减小电晕效 应。
[0007] 为此，本发明的主题在于一种线缆，该线缆包括一个或多个被包覆物包裹的芯，该 包覆物包括：
[0008] -至少一个基于聚四氟乙烯（PTFE)的材料层a，其添加有含量为5 %至80%的添 加物；以及，
[0009] -至少一个基于PTFE的材料层b，其不含添加物或添加有含量在8%以下的添加 物，该层b位于层a的外部。
[0010] 当基于PTFE的材料添加有含量在8%以下的添加物时，这意味着添加物存在且含 量一定不为零。由此，添加物的含量属于不包含〇和8的（0, 8)区间。有利地，这意味着添 加物在重量上占1%、2%、3%、4%、5%、6%或7%。
[0011] 添加物的含量用相对于构成所涉及层的基于PTFE的材料的总重量的百分比来表 不O
[0012] 本发明因此提出叠置至少一个层a和至少一个层b，这种层的叠置允许获得具有 高添加物含量的包覆物，同时避免与使用这些基于PFTE的组分有关的实施问题，尤其是那 些与其挤制及其不良机械粘合有关的实施问题。因为该包覆物具有高添加物含量，所以在 耐热性、机械强度和/或电阻抗方面的有利效果（比如减小电晕效应）更为显著。该具有 不同添加物含量的层的排列允许特别有利地获得添加物整体含量大致等于各层的添加物 含量之和的包覆物。并且，包括带有添加物的层的排列的这种线缆的耐热性、机械强度和/ 或电阻抗有利地优于添加物含量更少和/或添加物含量受其制备工艺所限的那些线缆。
[0013] 术语"芯"指的是可呈圆柱形的线或杆。优选地，芯由金属制成，因此一般是导通 性的，尤其是导电的。芯可以为直径为数毫米的铜线或铝线。该铜线或铝线可以经银处理， 以改善其导通性。
[0014] 同一线缆可以包括一个或多个芯。所述芯可以包裹有例如Kapton? (杜邦公司） 类型的聚酰亚胺膜。该膜可以与线缆的芯直接接触。由此，本发明的实施不一定存在带有 添加物的基于PTFE的材料层与线缆的芯直接接触。同样地，层a和层b不一定直接接触， 尽管这是本发明的一种优选方式。
[0015] 术语"包裹"指的是有利地整个或大部分地（例如待包裹表面的95%以上）覆盖 元件。对于一般呈圆柱形的元件，比如线缆而言，术语"整个"指的是圆柱形表面，而不一定 包括线缆的端部。
[0016] 优选地，整个包覆物和/或构成包覆物的层a和/或层b中的至少一个层为隔离 材料。
[0017] 术语"隔离材料"指的是任何限制两个系统之间能量交换的材料，比如基于PTFE 的材料。该术语包括电绝缘材料、热绝缘材料、隔音材料、机械隔离材料。
[0018] 基于"聚四氟乙烯" 即"PTFE"的材料包括在重量上占至少50%的改性或未改性的 PTFE，优选地包括在重量上占至少75 %的改性或未改性的PTFE，更优选地主要由改性或未 改性的PTFE构成（即包括至少90%的改性或未改性的PTFE)。由此，该基于PTFE的材料 可以由改性或未改性的PTFE构成。添加物不包括在该基于PTFE的材料的定义中。
[0019] PTFE为包括碳链的聚合物，该碳链的分子式包括氟原子并主要由重复结构单元 (-CF2-CF2-) n构成。
[0020] 改性PTFE由PTFE链构成，其中的氟原子被氧原子取代，这些氧原子具有PTFE链 分支。由此，改性PTFE可以包括以下类型的重复结构单元：
[0021]
【主权项】
1. 一种线缆，所述线缆包括被包覆物包裹的一个或多个芯，所述包覆物包括： -至少一个添加有含量为5%至80%的添加物的基于聚四氟乙烯（PTFE)的材料的层 (a);以及 -至少一个添加有含量在8%以下的添加物的基于PTFE的材料的层（b)， 所述层（b)位于所述层（a)的外部，并且所述添加物的含量用相对于所述基于PTFE的 材料的总重量的百分比来表示。
2. 如权利要求1所述的线缆，其中，所述层（a)的材料的添加物构成所述基于PTFE的 材料的重量的15 %至60 %，优选地25 %至55 %，更优选地50 %。
3. 如权利要求1或2所述的线缆，还包括不含添加物或添加有含量在8%以下的添加 物的基于PTFE的材料的层（c)，所述层（c)位于所述层（a)的下方。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的线缆，其中，至少所述层（a)的材料的添加物包括 从由金属氧化物、玻璃纤维、碳、陶瓷及其混合物构成的集合中选择的组分。
5. 如权利要求4所述的线缆，其中所述组分包括至少一种从由二氧化钛、氧化铝、氧化 锌、氧化铜、氧化镁、氧化银及其混合物构成的集合中选择的金属氧化物。
6. 如权利要求5所述的线缆，其中，所述层（a)的基于PTFE的材料的添加物包括单一 金属化合物。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的线缆，其中，所述层（b)和/或所述层（c)的基于 PTFE的材料包括改性PTFE。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的线缆，其中，所述层（b)和/或所述层（c)的基于 PTFE的材料还包括颜料。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的线缆，其中，所述层是均匀的。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的线缆，还包括覆盖所述层（a)和所述层（b)的额 外外部包覆物。
11. 一种包括被包覆物包裹的一个或多个芯的线缆的制造方法，其包括： -围绕所述一个或多个芯缠绕第一带状材料以获得中间线缆的步骤（i)，所述第一带 状材料具有宽度，并且是包括含量为5%至80%的添加物的基于熟料PTFE的材料； -随后用基于生料PTFE的材料包裹所述中间线缆的步骤（ii)，该基于生料PTFE的材 料不含添加物或包括含量在8%以下的添加物， 所述添加物的含量用相对于所述带状材料或所述基于PTFE的材料的总重量的百分比 来表示。
12. 如权利要求11所述的制造方法，其中，所述第一带状材料的添加物构成所述基于 PTFE的材料的重量的15 %至60 %，优选地25 %至55 %，更优选地50 %。
13. 如权利要求11或12所述的制造方法，其中，在所述步骤（i)之前实施预先步骤，所 述预先步骤包括用基于生料PTFE的材料包裹所述芯，该基于生料PTFE的材料不含添加物 或包括含量在8%以下的添加物。
14. 如权利要求11至13中任一项所述的制造方法，其中，所述包裹步骤（ii)通过围绕 所述中间线缆缠绕第二带状材料来实现。
15. 如权利要求11至14中任一项所述的制造方法，还包括随后焙烧所述线缆的步骤 (iii) °
16. 如权利要求11至15中任一项所述的制造方法，还包括对所述线缆进行额外的包裹 以构成额外包覆物的步骤。
17. 如权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，所述第一带状材料的基于PTFE的 材料添加有从由二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铜、氧化镁和氧化银构成的集合中选择的 金属氧化物。
18. 如权利要求11至17中任一项所述的方法，其中，所使用的一种或多种所述带状材 料的厚度为20 y m至250 y m。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述厚度为40 ym至140 ym。
20. -种用于制造如权利要求1至10中任一项所述的线缆的套组，所述套组包括： -至少一个芯； -至少一个添加有含量为5%至80%的添加物的基于熟料PTFE的材料的带状材料；以 及 -至少一个添加有含量在8%以下的添加物的基于生料PTFE的材料的带状材料， 所述添加物的含量用相对于构成所述带状材料的基于PTFE的材料的总重量的百分比 来表示。
21. 如权利要求20所述的套组，其中，所述添加有含量为5%至80%的添加物的基于熟 料PTFE的材料的带状材料的添加物构成所述基于PTFE的材料的重量的15 %至60 %，优选 地25%至55%，更优选地50%。
22. 在用于航空领域的电路制造中使用如权利要求1至10中任一项所述的或按照如权 利要求11至19中任一项所述的方法制造的或基于如权利要求20或21所述的套组制造的 线缆。
【专利摘要】本发明的主题在于一种线缆，该线缆包括被包覆物包裹的一个或多个芯，该包覆物包括至少一个添加有在重量上占5％至80％的添加物的基于聚四氟乙烯(PTFE)的材料的层(a)，以及至少一个添加有在重量上占8％以下的添加物的基于PTFE的材料的层(b)，层(b)位于层(a)外部，本发明的主题还在于所述线缆的制备方法和所述线缆的制造套组。
【IPC分类】H01B3-10, H01B7-02, H01B7-18, H01B3-44, C08K3-22
【公开号】CN104812819
【申请号】CN201380056640
【发明人】以马内利·加霍德
【申请人】三品高性能塑料制品控股公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年10月29日
【公告号】CA2887337A1, EP2912106A1, US20150255189, WO2014068246A1