专利名称：一种电线电缆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电线电缆及其制造方法，特别涉及一种具有无卤复合绝缘层的电线电缆及其制造方法。
背景技术：
目前，国内市场的电线电缆多采用聚氯乙烯辅加一般添加剂作为绝缘或护套层，电线电缆的耐温等级低(70℃左右)，其机械性能、阻燃性、耐候性、抗老化性不好。实际运行寿命短。特别是在受热、日晒、火烧的情况下会引起降解，产生氯化氢气体导致人员中毒身亡。因此，为消除卤化物降解产生毒害，现也有人使用其它聚合物替代聚氯乙烯来生产电线电缆，但当此类电线电缆在使用中遇到周围环境湿度较大或被水浸泡后，其绝缘性能急剧下降，严重影响电线电缆的安全使用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述聚乙烯类电线电缆和非聚乙烯类电线电缆的缺陷，提供一种阻燃、低烟、在浸水潮湿的环境下绝缘性能良好的电线电缆及其该电线电缆的制造方法。
本发明的技术方案是，一种电线电缆，包括导体和绝缘层，其特征是所述绝缘层为两层，A绝缘层包覆在所述导体外，B绝缘层包覆在A绝缘层外，所述A绝缘层为防潮绝缘层，所述B绝缘层为低烟无卤阻燃绝缘层。
本发明的电线电缆，其中所述A绝缘层的厚度为0.1-2mm，优选0.25-0.5mm；所述B绝缘层的厚度为0.2-3mm，优选0.25-2.5mm。
上述防潮绝缘层主要材料为加有添加剂的非卤化物聚合物。
其中非卤化物聚合物可以包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(简称EVA，以下同)或者是聚乙烯和EVA的混合物。添加剂为抗氧剂，包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-甲基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称1010，以下同)、4，4-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称300，以下同)、1，1，3-三(2-甲基-4-基-5-叔丁基苯基)丁烷(简称CA，以下同)、2，2’-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(简称2246，以下同)、N-N’-二-β萘基对苯二胺(简称DNP)、硫代二丙酸双月桂酯(简称DLTP)、硫代二丙酸双十八酯(简称DSTP)。
所述A绝缘层的材料组分按重量份可以是非卤化物基料 100份；抗氧剂 0.1-0.8份。
上述防潮绝缘层材料还可以包括交联剂。所述的交联剂为三聚异氰酸三烯丙脂，可在交联工艺中起催化剂和促进剂的作用，其含量可以是1-2份。
上述低烟无卤阻燃绝缘层主要由非卤化物聚合物基料、低烟无卤阻燃剂和抗氧剂组成。
其中非卤化物聚合物可以包括聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(简称EVA，以下同)或者是聚乙烯和EVA的混合物。添加剂为抗氧剂，包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称1010，以下同)、4，4-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称300，以下同)、1，1，3-三(2-甲基-4-基-5-叔丁基苯基)丁烷(简称CA，以下同)、2，2’-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(简称2246，以下同)、N-N’-二-β萘基对苯二胺(简称DNP)、硫代二丙酸双月桂酯(简称DLTP)、硫代二丙酸双十八酯(简称DSTP)。
所述的低烟无卤阻燃剂可以是Mg(OH)2或Al2(OH)3或Mg(OH)2和Al2(OH)3的混合物。
其材料组分按重量份包括非卤化物基料100份；低烟无卤阻燃剂 50-400份；抗氧剂 0.1-0.8份本发明推荐使用按重量份为聚乙烯50-100份，EVA 0-50份的基料。优选聚乙烯70-90份，EVA 10-30份的基料。最好是聚乙烯85份，EVA 20份的基料。
在上述B绝缘层材料的各组分中，低烟无卤阻燃剂为50-400份，此份数的范围是根据阻燃剂的阻燃性能来相应调节，本发明推荐使用100-200份，更好的是180份。
本发明A、B绝缘层材料组分中抗氧剂选用0.1-0.8重量份，优选0.1-0.5重量份。若使用的抗氧剂不兼有金属抑制剂作用，则所述的A绝缘层和B绝缘层材料组分中还包括添加剂量的金属抑制剂。所述的金属抑制剂可以是双水杨叉替酰膣。
其B绝缘层的材料组分还可以包括光、紫外线吸收剂或光屏蔽剂0.5-8份，优选2-3份。它能提高室外电缆耐光老化性能。所述的光、紫外线吸收剂为碳黑；所述的光屏蔽剂包括氧化锌(EMO)、钛白粉(TiO2)。
本发明的电线电缆，其B绝缘层的材料的组分还可以包括敏化剂。所述的敏化剂为三烯丙基异腈脲酸脂。随着敏化剂增加可节约辐照剂量提高生产效率。
本发明电线电缆的生产方法，包括如下步骤①对导体金属进行拉丝；②将所述拉丝金属退火，绞制；③配制A绝缘层原料，搅拌均匀，备用；④将已配制的A绝缘层原料挤包在所述导体的表面上；⑤配制B绝缘层原料，搅拌均匀，备用；⑥将已配制的B绝缘层原料挤包在所述A绝缘层的表面上；⑦成品包装。
本发明电线电缆的生产方法，其中步骤3到步骤6的1+1挤塑也可被双层共挤法替代。
在挤好A绝缘层后，还可采用交联工艺进行加工。在此的交联工艺既可采用干法交联，也可采用温水交联、辐照交联及其它交联方法。
在成品包装之前，也可采用交联工艺对电线进行加工。在此最好采用辐照交联。
若生产电力电缆或控制电缆，需要在成品包装之前加入如下步骤①成缆步骤，将步骤6制成的多根线芯铰成缆芯；②在所述铰成的缆芯外表面挤包护套。
采用本发明的电线电缆时，可采用非交联的，也可采用一层交联或两层交联的；所述护套也可采用上述组成、配方和生产方法制成。
本发明电线电缆，在芯线外表面包覆B绝缘层后，由于B绝缘层为在非卤化物基料中加入Mg(OH)2或Al2(OH)3，在遇到意外燃烧时，氢氧化物受热分解，吸收周围燃烧时产生的大量热量，并生成金属氧化物，这样可降低燃烧现场的温度，反应中生成金属氧化物结壳，阻止了氧气与有机物的再一次接触，达到了阻燃、隔热、低烟，甚至无烟、无毒的效果保证了现场人员的安全并有利于救助；但是只有B绝缘层时，由于掺入了大量的氢氧化物，增加了材料的吸湿性能，使该种电线电缆在使用中遇到周围环境湿度较大或发生被水浸泡时，其绝缘电阻急剧降低，尤其是在遇到热水时，在短时间内绝缘电阻急剧下降接近为0，严重影响电线电缆的使用与安全，因而在B绝缘层内即芯线的外表面包覆A绝缘层，因为A绝缘层具有高电阻值和高防水性能，使产品不仅能在发生燃烧时，达到低烟、阻燃、隔热，并保证在潮湿环境及被水浸泡的情况下，保持电线电缆的高绝缘性能，确保产品的安全性及可靠性，经过实施交联工艺后，电线电缆则耐温、耐磨、耐开裂、抗老化性能更强。
图1为本发明的单芯电线的剖面图；图2为本发明的电力电缆的剖面图；图3为本发明的控制电缆的剖面图；图4为本发明复合绝缘电线电缆的生产工艺流程图；图5为1.5mm2电线电缆在被70℃热水浸泡的情况下电阻数值变化对比图。
具体实施例方式
实施例一制造图1所示的单芯电线①对铜1进行拉丝；②将所述拉丝铜1退火，绞制；③按重量份 聚乙烯 85份EVA 15份抗氧剂300 0.5份配制A绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；④将已配制的A绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层2挤包在所述铜1的表面上，其厚度为0.5mm；⑤按重量份 聚乙烯 100份Mg(OH)2180份抗氧剂300 0.1份配制B绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；⑥将已配制的B绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层3挤包在所述绝缘层2的表面上，其厚度为1mm。
⑦成品包装。
实施例二①对铝1进行拉丝；
②将所述拉丝铝1退火，绞制；③按重量份 EVA 100份抗氧剂1010 0.1份配制A绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；④将已配制的A绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层2挤包在所述铜1的表面上，其厚度为2mm。
⑤按重量份 聚乙烯 70份EVA 30份Al2(OH)3400份抗氧剂CA 0.8份三烯丙基异腈脲酸脂 1份配制B绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；⑥将已配制的B绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层3挤包在所述绝缘层2的表面上，其厚度为2.5mm。
⑦采用辐照交联工艺对步骤6制成的电线进行加工；⑧成品包装。
实施例三制造图2所示的电力电缆，①对铜1进行拉丝；②将所述拉丝铜1退火，绞制；③按重量份 聚乙烯 90份EVA 10份抗氧剂300 0.2份配制A绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；④将已配制的A绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层2挤包在所述铜1的表面上，其厚度为0.1mm⑤按重量份 聚乙烯 60份EVA 40份Al2(OH)325份
Mg(OH)225份抗氧剂300 0.4份碳黑 2份配制B绝缘层原料，用塑料搅拌机在常温下搅拌均匀，备用；⑥将已配制的B绝缘层原料加入到挤出机上，在挤出机上将绝缘层3挤包在所述绝缘层2的表面上，其厚度为0.2mm。
⑦采用辐照交联工艺对挤好绝缘层的电线进行加工；⑧成缆步骤，将步骤7制成的多根线芯铰成缆芯；⑨在所述铰成的缆芯外表面挤包护套4。
⑩成品包装。
实施例四与实施例三基本相同，不同之处在于步骤4中A绝缘层厚度为0.25mm；步骤5中A绝缘层材料组分为聚乙烯 50份EVA 50份Al2(OH)3100份Mg(OH)2100份抗氧剂300 0.6份钛白粉 8份；步骤6中B绝缘层厚度为3mm。
实施例五如图5所示，将三种1.5mm2的电线，即本发明的复合绝缘层、聚氯乙烯绝缘层、低烟无卤阻燃绝缘层在被70℃热水浸湿的情况下，聚氯乙烯绝缘层和低烟无卤阻燃绝缘层的绝缘电阻值在48小时内都接近于0，而聚乙烯+低烟无卤阻燃的复合绝缘层的绝缘电阻却几乎毫无变化。
权利要求
1.一种电线电缆，包括导体和绝缘层，其特征是所述绝缘层为两层，A绝缘层包覆在所述导体外，B绝缘层包覆在A绝缘层外，所述A绝缘层为防潮绝缘层，所述B绝缘层为低烟无卤阻燃绝缘层。
2.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征是所述A绝缘层的厚度为0.1-2mm，所述B绝缘层的厚度为0.2-3mm。
3.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征是所述防潮绝缘层主要材料为加有添加剂的非卤化物聚合物。
4.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征是所述防潮绝缘层的材料组分按重量份包括非卤化物基料 100份；抗氧剂 0.1-0.8份。
5.根据权利要求1或3所述的电线电缆，其特征是所述低烟无卤阻燃绝缘层主要由非卤化物聚合物基料、低烟无卤阻燃剂和抗氧剂组成。
6.根据权利要求5所述的电线电缆，其特征是所述低烟无卤阻燃绝缘层的材料组分按重量份包括非卤化物基料 100份；低烟无卤阻燃剂 50-400份抗氧剂 0.1-0.8份
7.根据权利要求6所述的电线电缆，其特征是所述的非卤化物基料是聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂或者是聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂的混合物。
8.根据权利要求6所述的电线电缆，其特征在于所述的低烟无卤阻燃剂是Mg(OH)2或Al2(OH)3或Mg(OH)2和Al2(OH)3的混合物
9.根据权利要求7所述的电线电缆，其特征是所述的非卤化物基料按重量份为聚乙烯 70-90份乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂 10-30份。
10.根据权利要求6所述的电线电缆，其特征在于所述的抗氧剂是4，4-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
11.根据权利要求5或6所述的电线电缆，其特征在于所述低烟无卤阻燃绝缘层的材料还包括光、紫外线吸收剂或光屏蔽剂。
12.根据权利要求11所述的电线电缆，其特征在于所述低烟无卤阻燃绝缘层的材料的组分还包括敏化剂。
13.一种制造权利要求1的电线电缆的生产方法，其特征在于包括以下步骤①对导体金属进行拉丝；②将所述拉丝金属退火，绞制；③配制A绝缘层原料，搅拌均匀，备用；④将已配制的A绝缘层原料挤包在所述导体的表面上；⑤配制B绝缘层原料，搅拌均匀，备用；⑥将已配制的B绝缘层原料挤包在所述A绝缘层的表面上；⑦成品包装。
14.如权利要求13所述的制造电线电缆的生产方法，其特征在于在第6步骤和第7步骤之间还包括如下步骤①成缆步骤，将步骤6制成的多根线芯铰成缆芯；②在所述铰成的缆芯外表面挤包护套。
15.如权利要求13所述的制造电线电缆的生产方法，其特征在于在第6步骤和第7步骤之间还包括如下步骤采用交联工艺对挤好绝缘层的电线进行加工。
16.如权利要求14所述的制造电线电缆的生产方法，其特征在于在其步骤之后还包括如下步骤①成缆步骤，将步骤6制成的多根线芯铰成缆芯；②在所述铰成的缆芯外表面挤包护套。
全文摘要
本发明涉及一种电线电缆及其生产方法，本发明的电线电缆包括导体和绝缘层，其特征是所述绝缘层为两层，A绝缘层包覆在所述导体外，B绝缘层包覆在A绝缘层外，所述A绝缘层为防潮绝缘层，所述B绝缘层为低烟无卤阻燃绝缘层。本发明通过拉丝、退火铰制、配料、挤塑步骤生产的这种电线电缆阻燃、低烟、无毒、耐温、耐磨、抗老化，在潮湿的环境和浸水的条件下绝缘性能都良好。
文档编号H01B7/282GK1530966SQ20041003940
公开日2004年9月22日 申请日期2004年1月22日 优先权日2003年1月24日
发明者孙跃明 申请人:孙跃明