专利名称：低压电缆包皮的制作方法
技术领域：
本发明的目的，如本详细报告所述，由“低压电缆包皮”组成，特别是用于C类电缆，该类电缆用于汽车、航空、船舶等，其具有简化热塑性绝缘层(绝缘层壁厚0.25毫米)和/或超细绝缘层(绝缘层壁厚0.20毫米)。这类电缆的使用温度为-40℃～+125℃，且其不含卤素和重金属，即为环境友好型的。
具体而言，上述电缆包皮具有多芯导线和一次绝缘层(单层包皮)，其特征在于其卓越的机械性能(尽管含有高含量的防火填料(密度级为1.4克/厘米3))，高阻热性能，低温下(-40℃)的优异性能和阻燃性能(通过ISO 6722测试和垂直测试)。
背景技术：
采用含有卤化防火材料的PVC和PE/PP产品作为汽车电缆的一次绝缘层的方案正在被不含卤素的方案所替代，这是因为卤化产品循环利用对环境带来的影响。在不久的将来，汽车市场中的这一趋势可能会扩展至其它产品市场。
通常用于生产汽车电缆一次绝缘层的无卤素配方是基于聚丙烯或聚乙烯的，掺入矿物填料作为阻燃剂(通常为氧化铝水合物或氢氧化镁)。
为获得良好的阻燃性能，要采用很高比例的防火矿物填料(占产品总重量的42％-70％，视待做的燃烧测试而定)。
采用此类配方的一个大问题就是如何获得良好的拉伸、伸长和低温冲击等机械性能以及适当的耐化学品性能和优异的热稳定性，甚至是当所述电缆在比电缆老化条件更低的工作温度下与胶带接触的时候(胶带相容性测试)。
专利EP-A-859375描述了一种双层的汽车点火电缆，即包含了采用聚烯烃制造的一次绝缘层(覆盖导体的一个层)和由硅氧烷副产品制成的覆盖层。
专利DE-A-19632153涉及将无卤素热塑性共混物用于电缆的应用。这些共混物基于聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和/或共聚物以及作为防火矿物填料的氢氧化镁。
专利EP-A-893801和EP-A-893802涉及用于电力传输、数据传输或结合了这两种功能的双层电缆。所述两层中至少一层具有改进的机械(特别是断裂伸长性)性能和电性能，其基于无卤素热塑性材料。
专利US-A-5.246.783描述了含至少一种基于C3-C20α-烯烃的乙烯共聚物的聚合物一次绝缘材料的电缆。
专利WO-A-96/23311涉及适用于高电流的低压双层热塑性电缆。其一次绝缘层被设计用于低于70℃的使用温度，基于聚乙烯和作为添加剂的碳黑制成，而其覆盖层被设计成最大使用温度为90℃，基于热塑性高弹体(PP/EPR，PP/EPDM两相共混物)和作为添加剂的碳黑制成。
这些前例中没有一个包含了不含卤素和重金属(环境友好)的热塑性配方，而这样的配方适合于制造用于汽车中的C类低压电缆(使用温度-40℃～+125℃)的简化绝缘层(绝缘层壁厚0.25毫米)和/或超细绝缘层(绝缘层壁厚0.20毫米)，并且其特征在于密度为1.4克/厘米3、具有良好的拉伸、伸长和抗低温冲击机械性能，对汽车用化学品有适当的耐化学性能和卓越的热稳定性，能够通过所要求的测试，例如涉及与胶带相容性相关的测试。
发明内容
本发明涉及基于热塑性材料的低压电缆包皮，其按以下物质的混合物配制1)刚性相，即具有可供挤出的足够流动性的各种聚丙烯与成核剂的共混物2)弹性相，即具有可供挤出的足够流动性、密度＞0.905克/厘米3的各种聚乙烯的共混物3)含有增效剂的防火矿物填料(氢氧化镁)。
该混合物的特征在于有50-80份的刚性相和50-20份的弹性相。
刚性相的组合物基于下述的共混物构成a)含成核剂的抗高冲击聚丙烯共聚物(MFR 230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞1000MPa且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO 527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO 306测定)；和
b)高分子量的无规聚丙烯(MFR 230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞800MPa且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO 306测定)。
a)和b)以50/50-90/10的比例形成共混物以获得耐低温性能(-40℃)和抗摩擦性能之间的平衡。
刚性相的组合物基于下述共混物构成c)INSITE生产的抗高冲击共聚物强化的聚乙烯树脂(MFR 190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞10MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTMD-882MPa测定，维卡软化点＞100℃，按ISO 306测定)和d)INSITE生产的聚烯烃高弹体(MFR 190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞7MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTM D-882MPa测定，维卡软化点＞70℃，按ISO 306测定)。
c)和d)以50/50-90/10的比例形成共混物，以获得耐寒性能(40℃)和抗摩擦性能之间的平衡。
要求防火矿物填料能通过各种燃烧测试，考虑到刚性相中的聚合物相变温度，建议采用氢氧化镁，其颗粒分布如下d100.50-0.80μmd501.40-1.80μmd902.80-4.80μm比表面积为4.0-6.0m2/g。
这些特征与对氢氧化镁表面处理的需要相结合，能改进其防火特征并获得令人接受的伸长率。
一次绝缘层厚度(0.20-0.25毫米)能优化防火性能，但燃烧测试非常严格(90°)，基于此原因，通过该测试所需的氢氧化镁的最小量(按经验确定)为配方总重量的55％-70％，前提是配方总重量的0.5％-2％是作为增效剂添加的EVA(70％醋酸酯)。
所有这些指引给我们以下的配方抗高冲击聚丙烯共聚物 90-50＞7.0％-28.0％无规聚丙烯 10-50＞7.0％-28.0％增强聚乙烯树脂 50-10＞7.0％-17.0％聚烯烃高弹体 50-10＞7.0％-17.0％氢氧化镁 55％-70％
EVA700 0.5％-2.0％Irganox 1010 1.0％-5.0％Irganox MD 1024 0.1％-0.5％具体实施方式
本发明的低压电缆包皮的特征在于其具有基于热塑性材料的简化和/或超细一次绝缘层，热塑性材料配成以下物质的混合物刚性相，即具有可供挤出的足够流动性的各种聚丙烯与成核剂的共混物；弹性相，即具有可供挤出的足够流动性、密度＞0.906克/厘米3的各种聚乙烯的共混物；和含有增效剂的防火矿物填料氢氧化镁。
刚性相是一种共混物，由含有成核剂的抗高冲击聚丙烯共聚物(MFR 230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞1000MPa且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO 527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO 306测定)和高分子量的无规聚丙烯(MFR 230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞800MPa且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO 527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO306测定)形成，其中PP共聚物/无规PP的比例为50/50-90/10。
弹性相的特征在于其为一种共混物，该共混物由INSITE生产的抗高冲击共聚物增强聚乙烯树脂(MFR 190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞10MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTM D-882MPa测定，维卡软化点＞100℃，按ISO 306测定)和INSITE生产的聚烯烃高弹体(MFR190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞7MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTM D-882MPa测定，维卡软化点＞70℃，按ISO 306测定)组成，其中增强聚乙烯/聚烯烃高弹体的比例为50/50-10/90。
防火体系是基于氢氧化镁的，具有以下颗粒分布d100.50-0.80μmd501.40-1.80μmd902.80-4.80μm其比表面积为4.0-6.0m2/g，并进行表面处理，该处理能改进其防火性能并获得可令人接受的伸长率，其加入的比例为配方总重量的55％-70％。
所述一次绝缘层对应下述的热塑性配方抗高冲击聚丙烯共聚物 70＞25％
无规聚丙烯30＞25％增强聚乙烯树脂40＞11.2％聚烯烃高弹体 60＞11.2％氢氧化镁 60％EVA7001％Irganox 1010 2.5％Irganox MD 1024 0.3％所表达的概念得到了确立，以下是一套权利要求，以此来总结我们希望得到专利保护的新特点
权利要求
1.-用于汽车、航空、船舶的“低压电缆包皮”，其特征在于其具有基于热塑性材料的简化和/或超细一次绝缘层，热塑性材料配成以下物质的混合物刚性相，其为具有可供挤出的足够流动性的各种聚丙烯与成核剂的共混物；弹性相，其为具有可供挤出的足够流动性、密度＞0.906克/厘米3的各种聚乙烯的共混物；和含有增效剂的防火矿物填料氢氧化镁。
2.-以上权利要求的“低压电缆包皮”，其特征在于其中刚性相的比例为50-80，弹性相的比例为50-20。
3.权利要求1的“低压电缆包皮”，其特征在于其刚性相与弹性相的比例为72/28。
4.权利要求1的“低压电缆包皮”，所述刚性相的特征在于其为一种共混物，该共混物由含有成核剂的抗高冲击聚丙烯共聚物(MFR230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞1000MPa，且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO 527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO306测定)和高分子量的无规聚丙烯(MFR 230℃/2.16kg＞1.5g/10min，拉伸弹性模量＞800MPa且在弹性极限下的拉伸强度＞20MPa，按ISO527/1+2测定，维卡温度＞125℃，按ISO 306测定)形成，其中PP共聚物/无规PP的比例为50/50-90/10。
5.权利要求4的“低压电缆包皮”，所述刚性相的特征在于其为一种共混物，该共混物由含有成核剂的抗高冲击聚丙烯共聚物和高分子量的无规聚丙烯按70/30的比例形成。
6.权利要求1的“低压电缆包皮”，所述弹性相的特征在于其为一种共混物，该共混物由INSITE生产的抗高冲击共聚物增强聚乙烯树脂(MFR 190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞10MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTM D-882MPa测定，维卡软化点＞100℃，按ISO 306测定)和INSITE生产的聚烯烃高弹体(MFR 190℃/2.16Kg＞0.5g/10min，张力屈服值＞7MPa，且极限伸长率＞500％，按ASTM D-882MPa测定，维卡软化点＞70℃，按ISO 306测定)组成，其中增强聚乙烯/聚烯烃高弹体的比例为50/50-10/90。
7.权利要求6的“低压电缆包皮”，所述弹性相的特征在于其为一种共混物，该共混物由抗高冲击共聚物增强的聚乙烯树脂和聚烯烃高弹体按40/60的比例形成。
8.权利要求1的“低压电缆包皮”，其特征在于，其防火体系是基于氢氧化镁的，具有以下颗粒分布d100.50-0.80μmd501.40-1.80μmd902.80-4.80μm其比表面积为4.0-6.0m2/g，并进行了表面处理，该处理能改进其防火性能并获得可令人接受的伸长率，其加入的比例为配方总重量的55％-70％。
9.权利要求8的“低压电缆包皮”，其特征在于氢氧化镁的比例为配方总重量的60％。
10.-上述权利要求的“低压电缆包皮”，其特征在于在防火材料中用作增效剂的EVA(70％醋酸酯)的比例为配方总重量的0.5％-2％。
11.权利要求10的“低压电缆包皮”，其特征在于EVA的比例为占配方总重量的1％。
12.权利要求1的“低压电缆包皮”，其特征在于对应于下述热塑性配方的一次绝缘层抗高冲击聚丙烯共聚物 70＞25％无规聚丙烯30＞25％增强聚乙烯树脂40＞11.2％聚烯烃高弹体 60＞11.2％氢氧化镁 60％EVA700 1％Irganox 1010 2.5％Irganox MD 1024 0.3％
全文摘要
“低压电缆包皮”，C类，其使用温度为－40℃～+125℃，用于汽车、航空、船舶中，具有简化和/或超细绝缘层，不含卤素并由聚合物组合物组成。所述包皮采用热塑性(非网状的)聚合物材料制成，所用材料作为如下组成的共混物使用刚性相，含有成核剂的各种聚丙烯的共混物，其具有足够的流动性可供挤出；弹性相，具有足够流动性可供挤出，密度＞0.906克/厘米
文档编号C08L23/16GK1462040SQ0313815
公开日2003年12月17日 申请日期2003年5月27日 优先权日2002年5月27日
发明者A·R·阿比斯 申请人:德拉卡电缆工业有限公司