专利名称：一种抗压型皮泡皮绝缘单线及其制备方法
技术领域：
本发明涉及铁路领域用数字信号电缆绝缘单线，特别涉及一种抗压型皮泡皮绝缘单线的结构及其制备方法。
背景技术：
近年来，按照铁道部跨越式发展的思路，铁路信号将实现机车信号主体化和列车超速防护，并逐步向数字化、智能化、集成化、综合化的方向发展，以适应铁路提速和客运专线的建设需要，内屏蔽铁路数字信号电缆在这一要求下诞生，该电缆的绝缘单线采用皮泡皮三层共挤结构，从而使电缆产品电气性能、机械物理性能得以保证，此外较之实心绝缘结构，它可以降低制造成本。然而，现有的皮泡皮绝缘单线的抗压扁能力一直是该产品的薄弱问题，同时对产品质量埋下了安全隐患，此外，随着铁路运营速度及使用安全要求的不断提升，铁道部已有意向在确保以上性能的前提下，对皮泡皮绝缘单线的抗压扁能力提出了更高的要求。因此有必要提供一种抗压型皮泡皮绝缘单线以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉、且具有良好的抗压扁性能的抗压型皮泡皮绝缘单线。为实现上述目的，本发明提供一种抗压型皮泡皮绝缘单线，所述抗压型皮泡皮绝缘单线包括铜导体、包覆在铜导体外的内皮层、包覆在内皮层外的中心泡沫层、及包覆在中心泡沫层的外皮层，其中所述外皮层由高强度高分子绝缘材料制成。优选的，所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。优选的，所述内皮层采用低密度聚烯烃材料将所述铜导体及中心泡沫层粘结在一起。优选的，所述中心泡沫层采用物理发泡聚烯烃材料，该材料中添加有成核剂，在挤出过程中，对挤出机膛打入一定压力的N2或C02，在成核剂的作用下自然形成细密、均勻的泡孔。为实现上述目的，本发明还提供一种抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤步骤一设备起步运行，完成裸铜线拉丝、退火、预热等工艺步骤，使得制备的铜导体以400米/分钟的生产速度送出，此时铜导体的伸长率为30% 35% ；步骤二 启动外皮挤出机将预先装入的制备外皮层的高强度高分子绝缘材料挤出，所述外皮挤出机的螺杆转速保持80转/分钟，挤出的外皮层完整、均勻地附着在步骤一中制得的铜导体，并随铜导体送出；步骤三同时启动泡沫层挤出机和内皮层挤出机，所述泡沫层挤出机的螺杆转速保持60转/分钟，所述内皮层挤出机的螺杆转速保持50转/分钟，其中内皮层挤出机挤出的内皮层均勻、完整地附着在铜导体上，泡沫层挤出机挤出的中心泡沫层附着在内皮层上， 步骤二中的外皮挤出机挤出的外皮层此时附着在所述中心泡沫层上，此时内皮层、中心泡沫层及外皮层随铜导体同时送出制得皮泡皮绝缘单线；及步骤四进行在线自动还盘，将步骤三制得的完整、均勻的皮泡皮绝缘单线分开绕盘。优选的，所述步骤一中的裸铜线退火工艺中的退火电流控制在460A 500A。优选的，所述步骤一中的裸铜线预热工艺中的预热电流控制在190A 210A。优选的，所述制得的皮泡皮绝缘单线通过在线水电容测试测得值为75 80pF。优选的，所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。优选的，所述中心泡沫层采用物理发泡聚烯烃材料，该材料中添加有成核剂，在挤出过程中，对挤出机膛打入一定压力的N2或C02，在成核剂的作用下自然形成细密、均勻的泡孔。本发明采用高强度高分子绝缘材料聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚碳酸酯(PC)等作为内屏蔽数字信号电缆绝缘单线的外皮层，从而大大提升了抗压型皮泡皮绝缘单线的抗压扁性能，节约了材料成本，更加切合铁路大发展及提速的要求，使内屏蔽数字信号电缆安全使用得以保障。本发明采用PP、PBT或PC材料代替传统的聚乙烯(PE)材料，但由于PP、PBT或PC 材料属于工程塑料，挤出性能与内皮层及外皮层选用的聚烯烃材料有很大区别，三层共挤过程中外皮不能顺利从机头挤出，更不能包裹在绝缘单线上。本发明所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法采用先挤外皮层，待外皮层完全包裹在铜导体上后，再将内皮层及中心泡沫层一同挤出，从而较好的解决了高强度高分子绝缘材料作外皮层的挤出问题。
图1是符合本发明的抗压型皮泡皮绝缘单线的截面结构示意图。图2是符合本发明的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法示意图。以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式下面将结合附图1对本发明作进一步说明。但本发明的内容不仅仅局限如此。请参阅图1，符合本发明的一种抗压型皮泡皮绝缘单线，其包括铜导体1、包覆在铜导体1外的内皮层2、包覆在内皮层2外的中心泡沫层3、及包覆在中心泡沫层3的外皮层4。所述铜导体1采用TR型软圆铜线，其直径为1. 0毫米。所述内皮层2采用低密度聚烯烃材料将所述铜导体1及中心泡沫层3粘结在一起。由于低密度聚烯烃材料粘度较大，在挤出过程中能较好的与铜导体1及中心泡沫层3 粘附，起到双面胶的作用。所述中心泡沫层3采用物理发泡聚烯烃材料，该材料中添加有成核剂。在挤出过程中，对挤出机膛打入一定压力的N2或C02，在成核剂的作用下自然形成细密、均勻的泡孔，该层发泡度及绝缘厚度的设计决定了电缆产品电气性能的优劣。
所述外皮层4由高强度高分子绝缘材料挤制而成，保证皮泡皮绝缘单线的高抗压扁性能。所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。请参阅图2，符合本发明的一种抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，采用先挤外皮层4，待外皮层4完全包裹在铜导体1上后，再将内皮层2及中心泡沫层3 —同挤出，从而较好的解决了高强度高分子绝缘材料作外皮层的挤出问题。所述的制备方法具体包括以下步骤步骤一设备起步运行，完成裸铜线拉丝、退火、预热等工艺步骤，使得制备的铜导体1以400米/分钟的生产速度送出，此时铜导体1的伸长率为30% 35%。其中裸铜线退火工艺中的退火电流控制在460A 500A。裸铜线预热工艺中的预热电流控制在190A 210A。步骤二 启动外皮挤出机将预先装入的制备外皮层4的高强度高分子绝缘材料挤出，所述外皮挤出机的螺杆转速保持80转/分钟，挤出的外皮层4完整、均勻地附着在步骤一中制得的铜导体，并随铜导体1送出。其中所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。步骤三同时启动泡沫层挤出机和内皮层挤出机，所述泡沫层挤出机的螺杆转速保持60转/分钟，所述内皮层挤出机的螺杆转速保持50转/分钟，其中内皮层挤出机挤出的内皮层2均勻、完整地附着在铜导体1上，泡沫层挤出机挤出的中心泡沫层3附着在内皮层2上，步骤二中的外皮挤出机挤出的外皮层4此时附着在所述中心泡沫层3上，此时内皮层2、中心泡沫层3及外皮层4随铜导体1同时送出制得皮泡皮绝缘单线。步骤四进行在线自动还盘，将步骤三制得的完整、均勻的皮泡皮绝缘单线分开绕
ο所述制得的皮泡皮绝缘单线通过在线水电容测试测得值为75 80pF。本发明采用聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚碳酸酯(PC)等材料作为内屏蔽数字信号电缆绝缘单线的外皮层4，从而大大提升了抗压型皮泡皮绝缘单线的抗压扁性能，节约了材料成本，更加切合铁路大发展及提速的要求，使内屏蔽数字信号电缆安全使用得以保障。本发明所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法采用先挤外皮层，待外皮层完全包裹在铜导体上后，再将内皮层及中心泡沫层一同挤出，从而较好的解决了高强度高分子绝缘材料作外皮层的挤出问题。以上具体实施方式
仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
权利要求
1.一种抗压型皮泡皮绝缘单线，其特征在于所述抗压型皮泡皮绝缘单线包括铜导体、包覆在铜导体外的内皮层、包覆在内皮层外的中心泡沫层、及包覆在中心泡沫层的外皮层，其中所述外皮层由高强度高分子绝缘材料制成。
2.如权利要求1所述的抗压型皮泡皮绝缘单线，其特征在于所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。
3.如权利要求1所述的抗压型皮泡皮绝缘单线，其特征在于所述内皮层采用低密度聚烯烃材料将所述铜导体及中心泡沫层粘结在一起。
4.如权利要求1所述的抗压型皮泡皮绝缘单线，其特征在于所述中心泡沫层采用物理发泡聚烯烃材料，该材料中添加有成核剂，在挤出过程中，对挤出机膛打入一定压力的N2 或CO2，在成核剂的作用下自然形成细密、均勻的泡孔。
5.一种抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤步骤一设备起步运行，完成裸铜线拉丝、退火、预热等工艺步骤，使得制备的铜导体以 400米/分钟的生产速度送出，此时铜导体的伸长率为30% 35% ；步骤二 启动外皮挤出机将预先装入的制备外皮层的高强度高分子绝缘材料挤出，所述外皮挤出机的螺杆转速保持80转/分钟，挤出的外皮层完整、均勻地附着在步骤一中制得的铜导体，并随铜导体送出；步骤三同时启动泡沫层挤出机和内皮层挤出机，所述泡沫层挤出机的螺杆转速保持 60转/分钟，所述内皮层挤出机的螺杆转速保持50转/分钟，其中内皮层挤出机挤出的内皮层均勻、完整地附着在铜导体上，泡沫层挤出机挤出的中心泡沫层附着在内皮层上，步骤二中的外皮挤出机挤出的外皮层此时附着在所述中心泡沫层上，此时内皮层、中心泡沫层及外皮层随铜导体同时送出制得皮泡皮绝缘单线；及步骤四进行在线自动还盘，将步骤三制得的完整、均勻的皮泡皮绝缘单线分开绕盘。
6.如权利要求5所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述步骤一中的裸铜线退火工艺中的退火电流控制在460A 500A。
7.如权利要求5所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述步骤一中的裸铜线预热工艺中的预热电流控制在190A 210A。
8.如权利要求5所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述制得的皮泡皮绝缘单线通过在线水电容测试测得值为75 80pF。
9.如权利要求5所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述高强度高分子绝缘材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯或聚碳酸酯。
10.如权利要求5所述的抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，其特征在于所述中心泡沫层采用物理发泡聚烯烃材料，该材料中添加有成核剂，在挤出过程中，对挤出机膛打入一定压力的N2或CO2，在成核剂的作用下自然形成细密、均勻的泡孔。
全文摘要
本发明涉及一种抗压型皮泡皮绝缘单线，所述抗压型皮泡皮绝缘单线包括铜导体、包覆在铜导体外的内皮层、包覆在内皮层外的中心泡沫层、及包覆在中心泡沫层的外皮层，其中所述外皮层由高强度高分子绝缘材料制成。本发明所述的抗压型皮泡皮绝缘单线成本低、并具有较强的抗压扁性能。本发明还涉及一种抗压型皮泡皮绝缘单线的制备方法，先挤外皮层，待外皮层完整、均匀包裹在铜导体上后，再将内皮层、中心泡沫层一同挤出，从而较好的解决了高强度高分子绝缘材料做外皮层不能顺利从机头挤出的问题。
文档编号H01B13/14GK102254601SQ20111012010
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者张涛, 江兰, 赵春婷 申请人:中国西电集团公司