一种高可靠性轨道交通车辆用电缆的制作方法
【专利摘要】高可靠性轨道交通车辆用电缆，包括线芯，包裹线芯的聚丙烯网带填充层，涂敷在聚丙烯网带填充层外的第一涂层，绕包在第一涂层外的聚酰亚胺胶带绕包层，挤包在聚酰亚胺胶带绕包层外的聚烯烃弹性体外护套；线芯包括至少三组星形四线组；星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在导线外的第二涂层，绕包在第二涂层外的聚四氟乙烯绕包带组成；导线由镀银软圆铜线导体和挤包在镀银软圆铜线导体外的高密度聚乙烯绝缘层组成。本发明具有十分突出的抗电磁干扰，保持电缆传输稳定性的特点；具有良好的耐火性能，无卤低烟低毒特性，本电缆产品体积小、重量轻、耐老化，物理机械性能优良、安装方便、使用安全、运行可靠。
【专利说明】
一种高可靠性轨道交通车辆用电缆
技术领域
[0001]本发明涉及一种电缆，特别是涉及一种高可靠性轨道交通车辆用电缆。
【背景技术】
[0002]随着我国城市轨道交通事业的高速发展，轨道交通用电缆的需求量也不断增加。据资料显示，在未来几年内，我国将有20多个城市计划修建地铁与轻轨，总里程达850km;到2020年，我国的轨道交通线路总长将达到2200km左右。这对电线电缆行业来说既是机遇，又是挑战。城市轨道交通直流电力电缆是指地铁、轻轨供电系统中直接对牵引机车进行供电的1500 V及低于1500 V的低压正极电缆、连接电缆和负极电缆。直流输电有许多优点，线路成本纸、损耗小、没有无功功率、电力连接方便、容易控制和调节，尤其是在长距离输电中直流电力系统已经广泛被采用。
[0003]直流电力电缆具有下列优点:绝缘的工作电场强度高，绝缘厚度薄，电缆外径小、重量轻、柔软性好和制造安装容易;介质损耗和导体损耗低，载流量大;没有交流磁场，有环保方面的优势。直流电缆特性与交流电缆有本质区别，后者除芯线电阻损耗外，还有绝缘介损及铅包、铠装的磁感应损耗，而前者基本上只有芯线电阻损耗且绝缘老化也较后者缓慢得多，因而运行费用也较低。在输送功率相同和可靠性指标相当的可比条件下，直流电缆输电线路的投资比交流线路要低(特别是当线路长度20?40km时)，而在输电技术上更能提高电力系统的运行可靠性和调度灵活性。轨道交通用电缆中电力电缆将主要是直流牵引电缆、阻燃电缆、耐火电缆、绿色环保电缆、自控温电缆等特种电缆。信号电缆主要集中在地铁用、信号电缆和控制电缆、通讯电缆、通讯光缆等品种。漏泄同轴、射频电缆主要应用于无线通信系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有电缆的技术缺陷，提供一种具有无卤低烟低毒特性，体积小、重量轻、耐老化、耐火性能好，具有十分突出的抗电磁干扰特性的高可靠性轨道交通车辆用电缆。
[0005]本发明的高可靠性轨道交通车辆用电缆，包括线芯，包裹所述线芯的填充层，涂敷在所述填充层外的第一涂层，绕包在所述第一涂层外的绕包层，挤包在所述绕包层外的外护套;所述线芯由至少三组星形四线组组成;所述星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在所述导线外的第二涂层，绕包在所述第二涂层外的聚四氟乙烯绕包带组成;所述导线由导体和挤包在所述导体外的绝缘层组成。
[0006]作为优化，该高可靠性轨道交通车辆用电缆，包括线芯，包裹所述线芯的聚丙烯网带填充层，涂敷在所述聚丙烯网带填充层外的第一涂层，绕包在所述第一涂层外的聚酰亚胺胶带绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绕包层外的聚烯烃弹性体外护套;所述线芯包括至少三组星形四线组;所述星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在所述导线外的第二涂层，绕包在所述第二涂层外的聚四氟乙烯绕包带组成;所述导线由镀银软圆铜线导体和挤包在所述镀银软圆铜线导体外的高密度聚乙烯绝缘层组成。
[0007]作为优化，该高可靠性轨道交通车辆用电缆，第一涂层和第二涂层，由以下重量份数的组分制成:丙烯酸改性醇酸树脂85?90份、丙烯酸改性有机硅树脂66?70份、平均粒径40nm纳米氧化祕3?4份、平均粒径30nm纳米铁酸锌5?6份、烧基多糖苷0.6?0.8份、醋酸仲丁酯5?6份、平均粒径2um超细硫酸钡粉15?18份、平均粒径5um 二氧化娃8?10份、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6?7份、平均粒径20um轻基磷灰石4?5份、招酸酯偶联剂I?1.2份、没食子酸丙酯2?3份、肌醇六磷酸3?4份、磷酸三异丁酯2?3份、癸二酸二异辛酯5?6份。
[0008]作为优化，该高可靠性轨道交通车辆用电缆，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径40nm纳米氧化祕3.5份、平均粒径30nm纳米铁酸锌5.5份、烷基多糖苷0.7份、醋酸仲丁酯5.6份，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70°C超声处理30分钟；
(2)将平均粒径5um二氧化娃9份、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6.5份、平均粒径20um羟基磷灰石4.5份、铝酸酯偶联剂1.1份，在110?120°C条件下混合均匀；
(3)将丙烯酸改性醇酸树脂88份、丙烯酸改性有机硅树脂68份，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉17份和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯2.5份、肌醇六磷酸3.5份、磷酸三异丁酯2.5份、癸二酸二异辛酯5.5份，搅拌3分钟即成。
[0009]该高可靠性轨道交通车辆用电缆采用了多组星形四线组导线和特殊的屏蔽涂料和环保的外护套;本发明具有十分突出的抗电磁干扰，保持电缆传输稳定性的特点；同时，本电缆具有良好的耐火性能不仅能经受高达250°C的工作温度，而且在保持柔软性能的同时又大大提高了防火性能。本电缆具有无卤低烟低毒特性，电缆燃烧时的透光率高，无HCL腐蚀气体释放(气体PH值为6.78);此外，本电缆没有采用金属铠装和金属屏蔽材料，因此本电缆产品体积小、重量轻、耐老化，物理机械性能优良、安装方便、使用安全、运行可靠。
【附图说明】
[0010]图1为本发明高可靠性轨道交通车辆用电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本
【发明内容】
对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0012]实施例1:如图1所示，高可靠性轨道交通车辆用电缆，包括线芯，包裹线芯的聚丙烯网带填充层5，涂敷在聚丙烯网带填充层5外的第一涂层6，绕包在第一涂层6外的聚酰亚胺胶带绕包层7，挤包在聚酰亚胺胶带绕包层7外的日本三井化学DF605聚烯烃弹性体(POE)外护套8;线芯包括七组星形四线组；星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在导线外的第二涂层3，绕包在第二涂层3外的聚四氟乙烯绕包带4组成；导线由镀银软圆铜线导体I和挤包在镀银软圆铜线导体I外的韩国湖石化学HDPE 5305E高密度聚乙烯(HDPE)绝缘层2组成。
[0013]高可靠性轨道交通车辆用电缆，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径40nm纳米氧化铋3.5千克、平均粒径30nm纳米铁酸锌5.5千克、烷基多糖苷(APG-1214)0.7千克、醋酸仲丁酯5.6千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70°(:超声处理30分钟；
(2)将平均粒径5um二氧化娃9千克、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6.5千克、平均粒径20um羟基磷灰石4.5千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂1.1千克，在110?120°C条件下混合均匀；
(3)将济宁佰一化工有限公司HK-70丙烯酸改性醇酸树脂88千克、湖北新四海化工股份有限公司SH-024丙烯酸改性有机硅树脂68千克，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉17千克和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯2.5千克、肌醇六磷酸3.5千克、磷酸三异丁酯2.5千克、癸二酸二异辛酯5.5千克，搅拌3分钟即成。本发明屏蔽涂料，采用独特的配方和工艺，各组分之间协同作用突出；具有良好的电磁屏蔽性能和优异的耐热耐腐蚀性能和意想不到的阻燃性能，达到了采用其他组分和助剂组合难以达到的性能。该屏蔽涂料，采用SJ20524材料屏蔽效能的测试方法测试屏蔽性能彡59dB(30MHz?1.56取)；采用行业标准312573的划格法测试附着力>1级。耐盐性(d)浸泡15天，涂层无起皱、无剥落;耐湿热性(d)，经过7d试验，涂层无起泡、无脱落;耐冷热循环性，经15次循环，涂层无起泡，无脱落;抗弯性;涂层不起层、不脱落、无裂纹;阻燃性(m)，炭化高度为0.38。
[0014]实施例2:高可靠性轨道交通车辆用电缆，结构如同实施例1，不同之处在于，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径40nm纳米氧化铋3千克、平均粒径30nm纳米铁酸锌5千克、烷基多糖苷(APG-1214)0.6千克、醋酸仲丁酯5千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70°C超声处理30分钟；
(2)将平均粒径5um二氧化娃8千克、平均粒径I Oum镍钴包覆石墨粉6千克、平均粒径20um羟基磷灰石4千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂I千克，在110?120°C条件下混合均匀；
(3)将济宁佰一化工有限公司HK-70丙烯酸改性醇酸树脂85千克、湖北新四海化工股份有限公司SH-024丙烯酸改性有机硅树脂66千克，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉15千克和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯2千克、肌醇六磷酸3千克、磷酸三异丁酯2千克、癸二酸二异辛酯5千克，搅拌3分钟即成。本发明屏蔽涂料，采用独特的配方和工艺，各组分之间协同作用突出；具有良好的电磁屏蔽性能和优异的耐热耐腐蚀性能和意想不到的阻燃性能，达到了采用其他组分和助剂组合难以达到的性能。该屏蔽涂料，采用SJ20524材料屏蔽效能的测试方法测试屏蔽性能彡58dB(30MHz?1.5GHz);采用行业标准SJ2573的划格法测试附着力> I级。耐盐性(d)浸泡15天，涂层无起皱、无剥落;耐湿热性(d)，经过7d试验，涂层无起泡、无脱落;耐冷热循环性，经15次循环，涂层无起泡，无脱落;抗弯性；涂层不起层、不脱落、无裂纹;阻燃性(m)，炭化高度为0.37。
[0015]实施例3:高可靠性轨道交通车辆用电缆，结构如同实施例1，不同之处在于，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径40nm纳米氧化铋4千克、平均粒径30nm纳米铁酸锌6千克、烷基多糖苷(APG-1214)0.8千克、醋酸仲丁酯6千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70°C超声处理30分钟；
(2)将平均粒径5um二氧化娃109千克、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉7千克、平均粒径20um羟基磷灰石5千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂1.2千克，在110?120°C条件下混合均匀；
(3)将济宁佰一化工有限公司HK-70丙烯酸改性醇酸树脂90千克、湖北新四海化工股份有限公司SH-024丙烯酸改性有机硅树脂70千克，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉18千克和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯3千克、肌醇六磷酸4千克、磷酸三异丁酯3千克、癸二酸二异辛酯6千克，搅拌3分钟即成。该屏蔽涂料，采用SJ20524材料屏蔽效能的测试方法测试屏蔽性能多58dB(30MHz?1.5GHz);采用行业标准SJ2573的划格法测试附着力>1级。耐盐性(d)浸泡15天，涂层无起皱、无剥落;耐湿热性(d)，经过7d试验，涂层无起泡、无脱落;耐冷热循环性，经15次循环，涂层无起泡，无脱落;抗弯性;涂层不起层、不脱落、无裂纹;阻燃性(m)，炭化高度为0.39。
[0016]对比例1:高可靠性轨道交通车辆用电缆，结构如同实施例1，不同之处在于，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径40nm纳米氧化铋3千克、烷基多糖苷(APG-1214)0.6千克、醋酸仲丁酯5千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟；
(2)将平均粒径5um二氧化娃8千克、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂I千克，在110?120 °C条件下混合均匀；
(3)将济宁佰一化工有限公司HK-70丙烯酸改性醇酸树脂85千克、湖北新四海化工股份有限公司SH-024丙烯酸改性有机硅树脂66千克，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉15千克和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯2千克、肌醇六磷酸3千克、磷酸三异丁酯2千克、癸二酸二异辛酯5千克，搅拌3分钟即成。该屏蔽涂料，采用SJ20524材料屏蔽效能的测试方法测试屏蔽性能多50dB(30MHz?1.5GHz);采用行业标准SJ2573的划格法测试附着力>1级。耐盐性(d)浸泡15天，涂层轻微起皱、无剥落;耐湿热性(d)，经过7d试验，涂层无起泡、无脱落;耐冷热循环性，经15次循环，涂层无起泡，无脱落;抗弯性；涂层不起层、不脱落、轻微裂纹；阻燃性(m)，炭化高度为0.92。
[0017]对比例2:高可靠性轨道交通车辆用电缆，结构如同实施例1，不同之处在于，第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成:(I)将平均粒径30nm纳米铁酸锌6千克、烷基多糖苷(APG-1214)0.8千克、醋酸仲丁酯6千克，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟；
(2)将平均粒径1um镍钴包覆石墨粉7千克、平均粒径20um轻基磷灰石5千克、扬州市立达树脂有限公司LD-B-1铝酸酯偶联剂1.2千克，在110?120 °C条件下混合均匀；
(3)将济宁佰一化工有限公司HK-70丙烯酸改性醇酸树脂90千克、湖北新四海化工股份有限公司SH-024丙烯酸改性有机硅树脂70千克，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉18千克和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入肌醇六磷酸4千克、癸二酸二异辛酯6千克，搅拌3分钟即成。该屏蔽涂料，采用3了20524材料屏蔽效能的测试方法测试屏蔽性能彡51(^(301取?1.56取)；采用行业标准SJ2573的划格法测试附着力>1级。耐盐性(d)浸泡15天，涂层轻微起皱、无剥落;耐湿热性(d)，经过7d试验，涂层轻微起泡、无脱落;耐冷热循环性，经15次循环，涂层无起泡，无脱落;抗弯性;涂层不起层、不脱落、无裂纹;阻燃性(m)，炭化高度为0.86。
【主权项】
1.一种高可靠性轨道交通车辆用电缆，其特征在于:包括线芯，包裹所述线芯的填充层，涂敷在所述填充层外的第一涂层，绕包在所述第一涂层外的绕包层，挤包在所述绕包层外的外护套;所述线芯由至少三组星形四线组组成;所述星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在所述导线外的第二涂层，绕包在所述第二涂层外的聚四氟乙烯绕包带组成;所述导线由导体和挤包在所述导体外的绝缘层组成。2.根权利要求1所述的高可靠性轨道交通车辆用电缆，其特征在于包括线芯，包裹所述线芯的聚丙烯网带填充层，涂敷在所述聚丙烯网带填充层外的第一涂层，绕包在所述第一涂层外的聚酰亚胺胶带绕包层，挤包在所述聚酰亚胺胶带绕包层外的聚烯烃弹性体外护套;所述线芯包括至少三组星形四线组;所述星形四线组由四根绞合的导线，涂敷在所述导线外的第二涂层，绕包在所述第二涂层外的聚四氟乙烯绕包带组成;所述导线由镀银软圆铜线导体和挤包在所述镀银软圆铜线导体外的高密度聚乙烯绝缘层组成。3.根据权利要求1所述的高可靠性轨道交通车辆用电缆，其特征在于所述第一涂层和第二涂层，由以下重量份数的组分制成:丙烯酸改性醇酸树脂88份、丙烯酸改性有机硅树脂68份、平均粒径40nm纳米氧化祕3.5份、平均粒径30nm纳米铁酸锌5.5份、烧基多糖苷0.7份、醋酸仲丁酯5.6份、平均粒径2um超细硫酸钡粉17份、平均粒径5um 二氧化硅9份、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6.5份、平均粒径20um轻基磷灰石4.5份、铝酸酯偶联剂1.1份、没食子酸丙酯2.5份、肌醇六磷酸3.5份、磷酸三异丁酯2.5份、癸二酸二异辛酯5.5份。4.根据权利要求3所述的高可靠性轨道交通车辆用电缆，其特征在于所述第一涂层和第二涂层所用屏蔽涂料，采用以下步骤制成: (1)将平均粒径40nm纳米氧化祕3.5份、平均粒径30nm纳米铁酸锌5.5份、烧基多糖苷.0.7份、醋酸仲丁酯5.6份，用磁力搅拌机搅拌5分钟，然后在60?70 °C超声处理30分钟； (2)将平均粒径5um二氧化娃9份、平均粒径1um镍钴包覆石墨粉6.5份、平均粒径20um羟基磷灰石4.5份、铝酸酯偶联剂1.1份，在110?120°C条件下混合均匀； (3)将丙烯酸改性醇酸树脂88份、丙烯酸改性有机硅树脂68份，加入立式涂料搅拌机中搅拌均匀，然后加入步骤(I)中的混合物在80?85°C条件下搅拌3分钟，然后加入平均粒径2um超细硫酸钡粉17份和步骤(2)中的混合物在90?95°C条件下搅拌3分钟，最后在45?55°C条件下，依次加入没食子酸丙酯2.5份、肌醇六磷酸3.5份、磷酸三异丁酯2.5份、癸二酸二异辛酯5.5份，搅拌3分钟即成。
【文档编号】H01B7/29GK106098184SQ201610531991
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】李保集
【申请人】李保集