电线和电线的制造方法

专利名称：电线和电线的制造方法
电线和电线的制造方法本发明申请是基于申请日为2005年11月四日，申请号为200580043406. 7 (国际申请号为PCT/US2005/043048)，发明名称为“电线和电线的制造方法”的专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求2004年12月17日提交的美国临时申请序列号60/637，406、 60/637，008,60/637, 412和60/637，419和2005年2月18日提交的美国临时申请序列号 60/654, 247的优先权，它们的全部内容在此处引入作为参考。
背景技术：
电线已经应用于广泛的应用。在许多应用中，导体由电绝缘热塑性护层所包围。 虽然对于绝缘热塑性护层的许多需要随着将要使用电线的方式和地点而变化，大部分应用尤其是高电压应用例如汽车防护罩下的应用，要求绝缘热塑性护层没有电火花泄漏(spark leaks)。电火花泄漏由于包围线材的绝缘护层的缺陷例如针孔所引起。在汽车应用的电线的制造中，测试电线的电火花泄漏，并且当发现电火花泄漏时，剪断该线材并且丢弃掉包含电火花泄漏的部分。制造过程中的电火花泄漏的出现中断了线材的连续性，并且降低了生产率。因为线材被切除以除去包含电火花泄漏的部分，导致了多种长度的线材。通常组合这些长度以形成包装和出售的总长度。电线通常在包含线材总长度量的线轴上或容器中出售，所述线材总长度量部分地由导体的横截面积决定。从线轴或者容器取出电线以用于各种制品例如汽车线束。例如，导体横截面积为0. 14mm2至1. OOmm2的电线，电线在线轴上的总长度可以是13，500至15，500 米，并且线轴上独立电线的数量可以为1至6，其中每根电线的最小长度为150米。包含较多数目的独立电线或较短长度的电线的线轴或容器经常会导致较低的生产率和在由电线制造制品时较高的产率损失。位于发动机机舱中的罩下面的汽车电线通常已经用置于未包覆的铜线导体上的高温绝缘单层绝缘。热塑性聚酯、交联聚乙烯和卤化树脂例如含氟聚合物和聚氯乙烯长期以来已经满足了在该挑战性环境中对高温绝缘中耐热性、化学耐性、阻燃性和柔性的需要。热塑性聚酯绝缘层对气体和油具有杰出的耐性，是机械坚韧的，并且耐铜催化的降解，但是会由于水解而过早失效。也已经发现，当热塑性聚酯绝缘电线中的绝缘层暴露于热盐水中时会裂开，并且当其经受湿度温度循环变化(cycling)时会失效。越来越期望在绝缘层中减小或消除卤化树脂的使用，因为它们对环境有负面影响。实际上，许多国家开始要求减少卤化材料的使用。但是，因为许多线材涂覆挤出装置是基于卤化树脂例如聚氯乙烯的规格建造的，所以任何替代材料必须能够以类似于聚氯乙烯的方式得以处理。交联聚乙烯已经非常成功地提供了高温绝缘，但是随着对汽车电线的需求的进展，这种成功可能难以保持。随着更多的电子器件用于现代交通工具中，汽车中的布线量已经增长。布线的急剧增长已经激发了汽车制造商通过规定减小的绝缘层厚度和规定更小的导体尺寸来减少电线的总直径。例如，ISO 6722的标准规定，对于横截面积为2. 5平方毫米的导体，薄壁绝缘厚度为0. 35毫米，超薄壁绝缘厚度为0. 25毫米。当使用交联聚乙烯时，绝缘壁厚的减小引起困难。对于交联聚乙烯，当在150°C 180°C的炉温度老化时，较薄的绝缘层厚度导致较短的耐热寿命。这限制了它们的加热等级 (thermal rating)。例如，具有铜导体和壁厚为0. 75mm的相邻的交联聚乙烯绝缘层的电线是柔性的，并且该绝缘层在暴露于150°C 3000小时之后，当绕心轴弯曲时不会裂开。但是在具有壁厚为0. 25mm的交联聚乙烯绝缘层的类似电线中，该绝缘层在暴露于150 V 3000小时之后变脆。由这些极其薄的壁的需求产生的有害影响归因于铜催化的降解，这是工业中广泛认识到的问题。因此，需要电线和制造电线的方法，其中所述电线适合用于汽车环境并且不含卤化树脂。发明简述一种电线满足了上述需要，该电线包括导体(conductor)；和置于该导体表面的护层(covering)，其中该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；( )聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该导体的横截面积为0. 15mm2至1. OOmm2,护层的厚度为0. 15至0. 25mm,另外，对于总长度为13，500至15，500米的电线，有小于或等于6个独立长度(individual length)的电线，并且每个独立长度的电线的长度大于或等于150米。热塑性组合物还可包含阻燃剂。在另一实施方式中，一种电线包括
导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中护层置于导体表面；和其中，对于2500至15，500米的电线，有小于等于5个电火花泄漏。在另一实施方式中，制造电线的方法包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂以形成第一混合物；熔融过滤第一混合物通过具有直径为20微米至150微米的开孔的第一过滤器，以形成第一过滤的混合物；熔融过滤第一过滤的混合物通过具有直径为20微米至150微米的开孔的第二过滤器，以形成第二过滤的混合物；将第二过滤的混合物施用到导体上。在另一实施方式中，制造电线的方法包括熔融过滤包括聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂的组合物以形成过滤的组合物；将过滤的组合物施用到导体上以形成电线，其中该电线具有每2500至15，500米电线小于或等于3个的电火花泄漏。在另一实施方式中，护层包括热塑性组合物，其中热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中对于2500至15，500米的电线，包括置于导体表面的护层的电线有小于等于 5个电火花泄漏。热塑性组合物还可包括阻燃剂。在另一实施方式中，包括热塑性组合物的护层，其中该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中热塑性组合物基本上不含可见颗粒状杂质。热塑性组合物还可包括阻燃剂。在另一实施方式中，包括热塑性组合物的护层通过以下方法制造，该方法包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂以形成混合物；熔融过滤该混合物通过过滤器。本发明包括实施方式1. 一种电线，其包括导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该护层置于导体表面；其中该导体的横截面积为0. 15mm2至1.00mm2，护层的厚度为0. 15至0.25mm;并且其中对于13，500至15，500米的电线，有小于或等于6个独立长度的电线，并且每个独立长度的电线的长度大于或等于150米。实施方式2. —种电线，其包括导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该护层置于导体表面；其中该导体的横截面积为0.30mm2至1.30mm2，护层的厚度为0. 15至0.35mm;并且其中对于8，500至14，500米的电线，有小于或等于6个独立长度的电线，并且每个独立长度的电线的长度大于或等于150米。实施方式3. —种电线，其包括
导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该护层置于导体表面；其中该导体的横截面积为1. 20mm2至2. 10mm2，护层的厚度为0.四至0. 36mm ；并且其中对于5，000至7，100米的电线，有小于或等于6个独立长度的电线，并且每个独立长度的电线的长度大于或等于150米。实施方式4. 一种电线，其包括导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该护层置于导体表面；其中该导体的横截面积为2. 90mm2至4. 50mm2,护层的厚度为0. 3至0. 8mm ；并且其中对于2，500至5，000米的电线，有小于或等于6个独立长度的电线，并且每个独立长度的电线的长度大于或等于150米。实施方式5. —种电线，其包括导体；和护层，该护层包括热塑性组合物，该热塑性组合物包括⑴聚(亚芳基醚)；( )聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中该护层置于导体表面；并且其中对于2，500至15，500米的电线，有小于或等于5个电火花泄漏。实施方式6. —种制造电线或导体的护层的方法，其包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂，以形成第一混合物；熔融过滤第一混合物通过具有直径为20微米至150微米的开孔的第一过滤器，以形成第一过滤的混合物；熔融过滤第一过滤的混合物通过具有直径为20微米至150微米的开孔的第二过滤器，以形成第二过滤的混合物；将第二过滤的混合物施用到导体上。实施方式7. —种制造电线的方法，其包括熔融过滤包括聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂的组合物，以形成过滤的组合物；将过滤的组合物施用到导体上以形成电线，其中该电线具有每2，500至15，500米电线小于或等于5个的电火花泄漏。
实施方式8. —种护层，其包括热塑性组合物，其中热塑性组合物包括(i)聚(亚芳基醚)；(ii)聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中包括置于导体上的护层的电线，对于2，500至15，500米的电线，有小于或等于5个的电火花泄漏。实施方式9. 一种包括热塑性组合物的护层，其中该热塑性组合物包括(i)聚(亚芳基醚)；( )聚烯烃；和(iii)聚合物增容剂，其中热塑性组合物基本上不含可见颗粒状杂质。实施方式10. —种导体的护层，其中护层包括由以下方法制造的热塑性组合物， 该方法包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂以形成混合物；熔融过滤该混合物通过过滤器。实施方式11. 一种导体的护层，其中该护层包括由以下方法制造的热塑性组合物，该方法包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂以形成第一混合物；熔融过滤第一混合物通过第一过滤器；熔融过滤第一过滤的混合物通过第二过滤器，以形成第二过滤的混合物。实施方式12.实施方式11的护层，其中第一过滤器具有直径为20微米至150微米的开孔，第二过滤器具有直径为20微米至150微米的开孔，或者第一和第二过滤器都具有直径为20微米至150微米的开孔。实施方式13.实施方式11的护层，其中该护层具有厚度，第二过滤器具有最大直径小于或等于护层厚度一半的开孔。实施方式14.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中导体包括单股线料或多股线料。实施方式15.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中聚烯烃选自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯与高密度聚乙烯的组合。实施方式16.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中聚合物增容剂包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有为受控分布共聚物的嵌段。实施方式17.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中聚合物增容剂包括第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物，其中第一嵌段共聚物中芳基亚烷基含量大于或等于第一嵌段共聚物总重量的50重量％，第二嵌段共聚物中芳基亚烷基含量小于或等于第二嵌段共聚物总重量的50重量％。实施方式18.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中聚合物增容剂包括二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。实施方式19.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中聚合物增容剂包括聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物。
实施方式20.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中热塑性组合物还包括阻燃剂。实施方式21.前述实施方式中任一项的电线或护层，其中热塑性组合物中聚烯烃以重量计的含量小于聚(亚芳基醚)以重量计的含量量，基于聚烯烃和聚(亚芳基醚)的
总重量。


图1是电线横截面的图示。图2和3是具有多个层的电线的透视图。发明详述在本说明书和权利要求中，将要参考许多术语，其将被定义为具有以下含义。除非上下文另外明确指出，单数形式“一个”、“一种”和“该”(“a”、“an”和“the”) 包括复数所指物。“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。叙述同一特征的所有范围的端点是可独立地结合的，并且包含所述的端点。表述为“大于”或“小于”的值包含所述的端点，例如“大于3. 5”包括值3. 5。此处所指的ISO 6722的标准是此标准的2002年12月15日的版本。因为一些原因，聚(亚芳基醚)/聚烯烃共混物不太可能选择用于电线中的聚合物护层。这些类型的组合物经常用于要求刚性的应用中，但是通常认为不适合于要求柔性的应用例如电线。此外，如此处所述的，聚(亚芳基醚)/聚烯烃共混物的聚(亚芳基醚)分散在聚烯烃基质中。因为已知聚烯烃中铜催化的降解问题，似乎具有聚烯烃基质的组合物不太可能成功应用于有铜催化的降解问题的环境中。而且，当聚(亚芳基醚)暴露于高于它的玻璃化转变温度(Tg)的温度时，其倾向于形成颗粒和凝胶，这会增加聚合物护层中的缺陷导致电火花泄漏的可能性。制造具有很少或者没有电火花泄漏的包覆的导体例如电线的方法包括通常在熔融混合设备例如复合挤出机或密炼机中，熔融混合(混合(compounding))用于形成聚合物护层的热塑性组合物用的组分。在一种实施方式中，聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂和聚烯烃被同时熔融混合。在另一种实施方式中，聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂和任选的一部分聚烯烃被熔融混合以形成第一熔融混合物。接着，聚烯烃或余下的聚烯烃进一步与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。可选择地，聚(亚芳基醚)和一部分聚合物增容剂可被熔融混合以形成第一熔融混合物，然后聚烯烃和余下的聚合物增容剂进一步与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。前述熔融混合过程可以在不分离第一熔融混合物的情况下完成，或者可以通过分离第一熔融混合物而完成。这些过程中可以使用一个或多个熔融混合设备，每个熔融混合设备包括一种或多种类型。在一种实施方式中，形成护层的热塑性组合物的某些组分可被引入并在用于涂覆导体的挤出机中熔融混合。当聚合物增容剂包括两种嵌段共聚物，一种的芳基亚烷基含量大于或等于50重量％，第二种的芳基亚烷基含量小于或等于50重量％时，聚(亚芳基醚)和芳基亚烷基含量大于或等于50重量％的嵌段共聚物可以被熔融混合以形成第一熔融混合物，并且聚烯烃和芳基亚烷基含量小于或等于50重量％的嵌段共聚物可以与第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。正如在聚合物合金及其制造的一般领域中得到良好理解的一样，任选的阻燃剂的添加方法和位置，通常由阻燃剂的种类(identity)和物理性质例如固体或液体决定。在一种实施方式中，阻燃剂与热塑性组合物的组分之一例如一部分聚烯烃结合以形成浓缩物， 该浓缩物继而与剩余的组分熔融混合。聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、聚烯烃和任选的阻燃剂在大于或等于聚(亚芳基醚)的玻璃化转变温度，但低于聚烯烃的降解温度的温度被熔融混合。例如，聚(亚芳基醚)、聚合物增容剂、聚烯烃和任选的阻燃剂可在240°C至320°C的挤出机温度熔融混合，但是在熔融混合过程中可能短时超过此范围。在此范围内，温度可大于或等于250°C，或者更具体地，大于或等于260°C。也在此范围内，温度可小于或等于310°C，或者更具体地，小于或等于300°C。在一些或所有的组分被熔融混合之后，熔融混合物可以被熔融过滤通过一个或多个具有直径为20微米至150微米的开孔的过滤器。在此范围内，开孔可具有小于或等于 130微米，或者更具体地小于或等于110微米的直径。也在此范围内，开孔可以具有大于或等于30微米，或者更具体地大于或等于40微米的直径。可以使用任何合适的能够从熔融混合物除去颗粒杂质的熔融过滤系统或设备。在一种实施方式中，熔体被过滤通过单个熔体过滤体系。也可以考虑多个熔体过滤器体系。适合的熔体过滤系统包括由各种材料制成的过滤器，所述材料例如但不限于烧结金属、金属筛网或筛、纤维金属毡、陶瓷或前述材料的组合等。特别可用的过滤器是显示高弯曲度的烧结金属过滤器，包括Pall Corporation和Martin Kurz & Company, Inc.制造的烧结金属丝筛网过滤器(sintered wire mesh filter)。可以使用任意几何形状的熔体过滤器，其包括但不限于圆锥形、褶状(pleated)、 棒(candle)、堆、扁平状、卷绕状、网状、盒式、pack disc、以及前述的组合等。根据不同的参数如挤出机的大小、所需的生产率以及所需的颗粒过滤程度，几何形状的选择可以变化。 示例性的构成材料包括不锈钢、钛、镍以及其他金属合金。可以使用不同的编织形式的金属丝织物(wire fabric)，包括平纹织法、荷兰(dutch)织法、方格织法(square)、斜纹织法以及织法的组合。特别可用的是设计成使得内部体积最小化并降低流动面积以及经受反复清洗循环的过滤器。熔体过滤系统可以包括周期性的或连续的筛网更换过滤器或间歇过滤器。例如， 连续筛网更换过滤器可以包括缓慢进入挤出机中熔体流动路径的带式筛网过滤器。熔体混合物流经该过滤器，且该过滤器收集该熔体内的微粒杂质，由于过滤带周期性地或连续地被新的带部分更新，这些杂质被它带出挤出机外。在一种实施方式中，过滤器的开孔的最大直径小于或等于将要施用到导体上的护层厚度的一半。例如，如果电线护层具有200微米的厚度，那么过滤器开孔的最大直径小于或等于100微米。过滤器开孔的最小尺寸依赖于许多变量。较小的过滤器开孔可导致过滤器的上流侧较大的压力。因此，必须选择过滤器开孔和操作方法以防止上流侧不安全的压力。此外，使用过滤器开孔小于20微米的过滤器会同时导致过滤器上流和下流的不良流动。不良流动可能会延长某些部分的熔融混合物的停留时间。较长的停留时间会导致组合物中颗粒的形成和增大，这些颗粒当施用到导体时会导致电火花泄漏。在一种实施方式中，熔融过滤的混合物穿过模头，并用牵引拉伸造粒(strand pelletization)或水下造粒方法造粒。造粒的材料可被包装、存储和运输。在一种实施方式中，颗粒被包装在衬有金属箔的塑料袋，通常为聚丙烯袋，或衬有金属箔的纸袋中。基本上可以抽空装有颗粒的袋中的所有空气。在一种实施方式中，热塑性组合物基本上不含可见的颗粒杂质。可见颗粒或“黑色斑点”是通常不需要放大就对于人眼可见的深色或有色的颗粒，并具有40微米或更大的平均直径。虽然一些人能够不需要放大就目测察觉平均直径小于30微米的粒子，但是其他人仅能够察觉平均直径大于40微米的粒子，术语“可见粒子”、“可见颗粒”和“黑色斑点”，当用于此处而没有指出具体的平均直径时，是指平均直径为40微米或更大的粒子。如此处所用的，术语“基本上不含可见的颗粒状杂质”当用于热塑性组合物时，是指当组合物被注塑形成5个尺寸为75mmX 50mm和厚度为3mm的试验样片(plaque)，并且从所有侧面用肉眼目测检查这些试验样片的黑色斑点时，所有5个试验样板的黑色斑点的总数小于或等于100， 或者更具体地，小于或等于70，或者甚至更具体地，小于或等于50。在一种实施方式中，粒料被熔融并且用合适的方法例如挤出涂布将该组合物施用到导体上以形成电线。例如，可以使用安装有螺杆、十字头、筛板(breaker plate)、分配器、 喷嘴(nipple)和模头的涂布挤出机(coating extruder)。熔融热塑性组合物形成置于导体周围的护层。挤出涂布可使用单锥形模头、双锥形模头、其它合适的模头或模头的组合将导体安置在中心，并避免模唇产生(die lip build up)。在一种实施方式中，将组合物施用到导体上以形成置于导体表面的护层。附加的层将可施用到护层上。在一种实施方式中，将该组合物施用到在导体和护层之间有一个或多个插入层的导体上，以形成置于导体表面的护层。例如，可将任选的粘合促进层置于导体和护层之间。 在另一实施例中，可在施用护层之前用金属钝化剂涂覆导体。在另一实施例中，插入层包括热塑性或热固性组合物，其在某些情况下是发泡的。导体可包括单股线料或多股线料。在一些情况下，多股线料可以被捆束 (bundled)、加捻(twisted)、或编织(braided)以形成导体。此外，导体可具有各种形状，例如圆形或椭圆形。导体可为任何类型的用于传送信号的导体。示例性的信号包括光、电和电磁。玻璃纤维是光导体的一个例子。合适的电导体包括但不限于，铜、铝、铅和包括一种或多种前述金属的合金。导体也可以是导电墨水或糊剂。导体的横截面积和护层的厚度可变化，并且通常由电线的最终用途决定。该电线可以用作电线，其包括但不限于例如汽车用电汽配线(harness wire)、家用电器用的线材、 电力线材(wire for electric power)、设备线材、信息通讯线材、电车(electric car)以及船、飞机等的线材。在一个实施方式中，包覆的导体是光缆，并且能够用于内部应用(建筑物内)、外部应用(建筑物外)或内部和外部应用。示例性应用包括数据传输网络和声音传输网络例如局域网(LAN)和电话网络。在一些实施方式中，在挤出贴合之前干燥热塑性组合物可能是有用的。示例性的干燥条件是在60 90°C干燥2 20小时。另外，在一种实施方式中，在挤出贴合过程中， 热塑性组合物被熔融过滤，在护层形成之前，通过一个或多个开孔直径为20微米至150微米的过滤器。在此范围内，开孔直径可大于或等于30微米，或者更具体地，大于或等于40 微米。也在此范围内，开孔直径可小于或等于130微米，或者更具体地，小于或等于110微米。涂布挤出机可包括一个或多个如上所述的过滤器。在一种实施方式中，在挤出贴合过程中，热塑性组合物被熔融过滤，在护层形成之前，通过一个或多个开孔最大直径小于或等于将要施用到导体上的护层厚度一半的过滤器。例如，如果电线护层具有200微米的厚度，那么过滤器开孔的最大直径小于或等于100 微米。在另一实施方式中，熔融混合制造的熔融过滤的混合物不进行造粒。而是使用与熔融混合装置(通常为混合挤出机)串联的涂布挤出机，将熔融过滤的混合物直接形成为导体的护层。涂布挤出机可包括一个或多个如上所述的过滤器。色料浓缩物(color concentrate)或母料可在挤出贴合之前被加入到组合物中。 当使用色料浓缩物时，它通常的存在量为小于或等于3重量％，基于组合物的总重量。在一种实施方式中，色料浓缩物中使用的染料和/或颜料不含氯、溴和氟。如本领域技术人员所理解的，在加入色料浓缩物之前组合物的颜色可能会影响获得的最终颜色，并且在一些情况下，使用漂白剂和/或颜色稳定剂可能是有利的。漂白剂和颜色稳定剂是本领域已知的并且可以买到。挤出贴合过程中的挤出机温度通常小于或等于320°C，或者更具体地，小于或等于 310°C，或者更具体地，小于或等于290°C。此外，调节加工温度以提供足够流动性的熔融组合物以给导体提供护层，温度例如高于热塑性组合物的熔点，或者更具体地比热塑性组合物的熔点高至少10°C。挤出贴合之后，通常使用水浴、喷水、空气喷射或一种或多种前述冷却方法的组合来冷却电线。示例性的水浴温度为20 85°C。水可为去离子水，也可将其过滤除去杂质。 如上所述，使用在线方法(in-line method)检查电线的电火花泄漏。测试电火花泄漏的示例性方法包括使用电线的导体作为接地电极，使电线紧靠或穿过带电的电极，使得电线与带电的电极接触。当电线上的聚合物护层包括缺陷例如针孔或裂缝时，在带电的电极和电线的导体之间产生并检测到弧光。示例性的带电电极包括珠链(bead chain)和电刷。可以根据线材的最终用途和线材的所有相关工业规格使用交流电或直流电给电极充电。电压可由电火花泄漏试验领域的普通技术人员确定。使用的频率依赖于载荷量，也可由电火花泄漏试验领域的普通技术人员确定。电火花试验设备可以从例如Clinton Instrument Company, Beta LaserMike 禾口 Zumbach当检测到电火花时，切断电线以除去有电火花泄漏的电线部分。因此每个电火花泄漏都产生一个新长度的电线。在接受了电火花泄漏检测之后，电线可被缠绕在线轴或类似的设备上。示例性的缠绕速度为50米每分钟(m/min)至1500m/min的速度。电线可被置于具有或者没有线轴或类似设备的容器中。可以组合几个线长度以构成容器中或线轴或类似设备上的线材总长度。置于容器中或线轴或类似设备上的电线总长度通常依赖于导体的横截面积和护层的厚度。电火花泄漏之间的电线的长度是重要的。如果电线的容器包含几个长度小于150米的段(长度)，电线可能使用效率低，这是因为电线以连续的方式使用来构造各种制品， 例如线束等。必须要中断生产流程以开始一个新的电线段。此外，如果每个容器有多于6 个独立的电线段，那么电线的使用也是效率低的。因此，电火花泄漏的数量和频率都是重要的。因此，清楚的是，热塑性组合物必须能够以稳定的方式被施用到线材上，具有最小的或没有电火花泄漏，从而使得当使用适合于电线类型的电火花泄漏试验方法试验电线时，没有电火花泄漏的电线的最小长度为150米，或者更具体地，250米，或者甚至更具体地，500米。电火花泄漏能够通过护层中的缺陷例如线材护层中的缺陷如缝隙，如针孔、颗粒物质等导致。缺陷能够通过包覆过程(covering process)而引入或者源自热塑性组合物。缺陷可能通过包覆过程中因为涂布挤出机的不充分清洗而引入，或者如果涂布挤出机的操作长时间停止使得热塑性组合物形成凝胶和黑色斑点而引入。由前一次涂布而留在挤出机中的残余物质可能形成导致缺陷和电火花泄漏的颗粒。可以通过彻底清洗涂布挤出机尤其是过滤器后的部分以及熔融过滤热塑性组合物，来减少或消除引入到热塑性组合物中的缺陷。类似地，清洗熔融混合设备，尤其是清洗过滤器后的部分能够减少或消除由源于复合挤出机的在先使用的残余物产生的颗粒物质和凝胶。示例性电线的横截面参见图1。图1示出了置于导体2上的护层4。在一种实施方式中，护层4包括发泡的热塑性组合物。示例性电线的透视图如图2和3所示。图2示出了置于包括多股线料的导体2上的护层4，和置于护层4和导体2上的任选附加层6。在一种实施方式中，护层4包括发泡的热塑性组合物。导体2也可以包括单一的导体。图3 示出了置于单一导体2和插入层6上的护层4。在一种实施方式中，插入层6包括发泡的组合物。导体2也可以包括多股线料。在一种实施方式中，电线具有横截面积为0. 15mm2至1. IOmm2的导体，厚度为0. 15 至0. 25mm的护层，并且对于总长度为13，500至15，500米的电线，有小于或等于6个独立长度，或者更具体地，小于或等于4个独立长度，或者甚至更具体地，小于或等于3个独立长度，并且每个独立长度大于或等于150米，或者更具体地，大于或等于250米，或者甚至更具体地，大于或等于500米。如此处所用的，独立长度是指具有两个末端的电线的单个长度。在另一实施方式中，电线具有横截面积为0. 30mm2至1. 30mm2的导体，厚度为0. 19 至0. 31mm的护层，并且对于总长度为8，500至14，000米的电线，有小于或等于6个独立长度，或者更具体地，小于或等于4个独立长度，或者甚至更具体地，小于或等于3个独立长度，并且每个独立长度大于或等于150米，或者更具体地，大于或等于250米，或者甚至更具体地，大于或等于500米。在另一实施方式中，电线具有横截面积为1. 20mm2至2. IOmm2的导体，厚度为0. 29 至0. 36mm的护层，并且对于总长度为5，000至7，100米的电线，有小于或等于6个独立长度，或者更具体地，小于或等于4个独立长度，或者甚至更具体地，小于或等于3个独立长度，并且每个独立长度大于或等于150米，或者更具体地，大于或等于250米，或者甚至更具体地，大于或等于500米。在另一实施方式中，电线具有横截面积为2. 90mm2至4. 50mm2的导体，厚度为0. 3 至0. 8mm的护层，并且对于总长度为2，500至5，000米的电线，有小于或等于6个独立长度， 或者更具体地，小于或等于4个独立长度，或者甚至更具体地，小于或等于3个独立长度，并且每个独立长度大于或等于150米，或者更具体地，大于或等于250米，或者甚至更具体地， 大于或等于500米。此处所述的热塑性组合物包括至少两相，即聚烯烃相和聚(亚芳基醚)相。聚烯烃相是连续相。在一些实施方式中，聚(亚芳基醚)相被分散在聚烯烃相中。相之间好的相容能够导致提高的物理性质，其包括在低温和室温的更高的冲击强度、更好的热老化、更好的阻燃性以及更大的拉伸伸长。通常接受的是，组合物的形态表示相容性的程度或质量。 均勻地遍布整个组合物区域分布的聚(亚芳基醚)的小的、相对均勻尺寸的粒子表示良好的相容效果(good compatibilization) ο此处所述的热塑性组合物基本上不含链烯基芳族树脂例如聚苯乙烯或橡胶改性的聚苯乙烯(也称作高抗冲聚苯乙烯或HIPS)。“基本上不含”定义为包含小于10重量％ (wt%),或更具体地小于7wt%，或更具体地小于5wt%，或甚至更具体地小于3wt%的链烯基芳族树脂，基于聚(亚芳基醚)、聚烯烃和嵌段共聚物的总重量。在一种实施方式中，组合物完全不含链烯基芳族树脂。令人惊奇的是，链烯基芳族树脂的存在会不利地影响聚(亚芳基醚)相和聚烯烃相之间的相容效果。在一种实施方式中，该组合物具有8，000至小于18，000千克/厘米2 (kg/cm2) (800 至小于1800兆帕(MPa))的挠曲模量。在此范围内，挠曲模量可以大于或等于10，OOOkg/ Cm2(IOOOMPa)，或者，更具体地，大于或等于12，000kg/cm2(1200MPa)。同样在此范围内， 挠曲模量可小于或等于17，000kg/Cm2(1700MPa)，或者，更具体地，小于或等于16，000kg/ cm2(1600MPa)。此处所述的挠曲模量通过使用ASTM D790-03和1. 27mm/min的速度确定。 挠曲模量值是三个样品的平均值。挠曲模量用的样品使用600-700千克力/cm2的注射压力和 15 至 20 秒的保持时间，在产自 iToyo Machinery & Metal Co. LTD 的 Plastar Ti_80G2 的注塑机上形成。剩余的模塑条件在表1中示出。表权利要求
1.一种制造电线的方法，其包括熔融混合聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂，以形成第一混合物，所述聚合物增容剂选自聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物；包含至少一个嵌段A和至少一个嵌段B的嵌段共聚物，所述嵌段A包含芳基亚烷基重复单元，所述嵌段B包含亚烷基重复单元；以及前述接枝共聚物和嵌段共聚物的组合；熔融过滤第一混合物通过具有开孔的过滤器，以形成过滤的混合物；并将过滤的组合物施用到导体上以形成导体上的护层，其中所述过滤器的开孔的最大直径小于或等于所述护层厚度的一半。
2.权利要求1的方法，其中所述混合物包括30-55wt%聚(亚芳基醚)、15-35wt%聚烯烃和2-30wt %聚合物增容剂，基于所述组合物的总重量。
3.权利要求1的方法，其中所述电线具有每2，500至15，500米电线小于或等于5个的电火花泄漏。
4.权利要求1的方法，其中导体包括单股线料或多股线料。
5.权利要求1的方法，其中聚烯烃选自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯与高密度聚乙烯的组合。
6.权利要求1的方法，其中聚合物增容剂包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有为受控分布共聚物的嵌段。
7.权利要求1的方法，其中聚合物增容剂包括第一嵌段共聚物和第二嵌段共聚物，其中第一嵌段共聚物中芳基亚烷基含量大于或等于第一嵌段共聚物总重量的50重量％，第二嵌段共聚物中芳基亚烷基含量小于或等于第二嵌段共聚物总重量的50重量％。
8.权利要求1的方法，其中聚合物增容剂包括二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。
9.权利要求1的方法，其中聚合物增容剂包括聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物。
10.权利要求1的方法，其中热塑性组合物还包括阻燃剂。
11.权利要求1的方法，其中热塑性组合物中聚烯烃以重量计的含量小于聚(亚芳基醚)以重量计的含量，基于聚烯烃和聚(亚芳基醚)的总重量。
全文摘要
公开了一种电线和制造电线的方法。该电线包括导体和护层。该护层包括热塑性组合物，其包括聚(亚芳基醚)、聚烯烃和聚合物增容剂。热塑性组合物还可包括阻燃剂。
文档编号H01B13/06GK102280214SQ201110240870
公开日2011年12月14日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年12月17日
发明者佐藤匠, 克里斯托弗.雷克西厄斯, 维杰伊.R.米塔尔, 维杰伊.雷加马尼, 邰向阳 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司