電線和電線的制造方法技術

公開了一種電線和制造電線的方法。該電線包括導體和護層。該護層包括熱塑性組合物，其包括聚（亞芳基醚）、聚烯烴和聚合物增容劑。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉參考本申請要求2004年12月17日提交的美國臨時申請序列號60/637,406、60/637,008、60/637,412和60/637,419和2005年2月18日提交的美國臨時中請序列號60/654,247的優先權，它們的全部內容在此處引入作為參考。
技術介紹
電線已經應用于廣泛的應用。在許多應用中，導體由電絕緣熱塑性護層所包圍。雖然對于絕緣熱塑性護層的許多需要隨著將要使用電線的方式和地點而變化，大部分應用尤其是高電壓應用例如汽車防護罩下的應用，要求絕緣熱塑性護層沒有電火花泄漏(spark leaks)。電火花泄漏由于包圍線材的絕緣護層的缺陷例如針孔所引起。在汽車應用的電線的制造中，測試電線的電火花泄漏，并且當發現電火花泄漏時，剪斷該線材并且丟棄掉包含電火花泄漏的部分。制造過程中的電火花泄漏的出現中斷了線材的連續性，并且降低了生產率。因為線材被切除以除去包含電火花泄漏的部分，導致了多種長度的線材。通常組合這些長度以形成包裝和出售的總長度。電線通常在包含線材總長度量的線軸上或容器中出售，所述線材總長度量部分地由導體的橫截面積決定。從線軸或者容器取出電線以用于各種制品例如汽車線束。例如，導體橫截面積為0.14mm2至1.00mm2的電線，電線在線軸上的總長度可以是13,500至15,500米，并且線軸上獨立電線的數量可以為1至6，其中每根電線的最小長度為150米。包含較多數目的獨立電線或較短長度的電線的線軸或容器經常會導致較低的生產率和在由電線制造制品時較高的產率損失。位于發動機機艙中的罩下面的汽車電線通常已經用置于未包覆的銅線導體上的高溫絕緣單層絕緣。熱塑性聚酯、交聯聚乙烯和鹵化樹脂例如含氟聚合物和聚氯乙烯長期以來已經滿足了在該挑戰性環境中對高溫絕緣中耐熱性、化學耐性、阻燃性和柔性的需要。熱塑性聚酯絕緣層對氣體和油具有杰出的耐性，是機械堅韌的，并且耐銅催化的降解，但是會由于水解而過早失效。也已經發現，當熱塑性聚酯絕緣電線中的絕緣層暴露于熱鹽水中時會裂開，并且當其經受濕度溫度循環變化(cycling)時會失效。越來越期望在絕緣層中減小或消除鹵化樹脂的使用，因為它們對環境有負面影響。實際上，許多國家開始要求減少鹵化材料的使用。但是，因為許多線材涂覆擠出裝置是基于鹵化樹脂例如聚氯乙烯的規格建造的，所以任何替代材料必須能夠以類似于聚氯乙烯的方式得以處理。交聯聚乙烯已經非常成功地提供了高溫絕緣，但是隨著對汽車電線的需求的進展，這種成功可能難以保持。隨著更多的電子器件用于現代交通工具中，汽車中的布線量已經增長。布線的急劇增長已經激發了汽車制造商通過規定減小的絕緣層厚度和規定更小的導體尺寸來減少電線的總直徑。例如，ISO 6722的標準規定，對于橫截面積為2.5平方毫米的導體，薄壁絕緣厚度為0.35毫米，超薄壁絕緣厚度為0.25毫米。當使用交聯聚乙烯時，絕緣壁厚的減小引起困難。對于交聯聚乙烯，當在150℃～180℃的爐溫度老化時，較薄的絕緣層厚度導致較短的耐熱壽命。這限制了它們的加熱等級(thermal rating)。例如，具有銅導體和壁厚為0.75mm的相鄰的交聯聚乙烯絕緣層的電線是柔性的，并且該絕緣層在暴露于150℃3000小時之后，當繞心軸彎曲時不會裂開。但是在具有壁厚為0.25mm的交聯聚乙烯絕緣層的類似電線中，該絕緣層在暴露于150℃3000小時之后變脆。由這些極其薄的壁的需求產生的有害影響歸因于銅催化的降解，這是工業中廣泛認識到的問題。因此，需要電線和制造電線的方法，其中所述電線適合用于汽車環境并且不含鹵化樹脂。專利技術簡述一種電線滿足了上述需要，該電線包括導體(conductor)；和置于該導體表面的護層(covering)，其中該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該導體的橫截面積為0.15mm2至1.00mm2，護層的厚度為0.15至0.25mm，另外，對于總長度為13,500至15,500米的電線，有小于或等于6個獨立長度(individual length)的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于150米。熱塑性組合物還可包含阻燃劑。在另一實施方式中，一種電線包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中護層置于導體表面；和其中，對于2500至15,500米的電線，有小于等于5個電火花泄漏。在另一實施方式中，制造電線的方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成第一混合物；熔融過濾第一混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第一過濾器，以形成第一過濾的混合物；熔融過濾第一過濾的混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第二過濾器，以形成第二過濾的混合物；將第二過濾的混合物施用到導體上。在另一實施方式中，制造電線的方法包括熔融過濾包括聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑的組合物以形成過濾的組合物；將過濾的組合物施用到導體上以形成電線，其中該電線具有每2500至15,500米電線小于或等于3個的電火花泄漏。在另一實施方式中，護層包括熱塑性組合物，其中熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中對于2500至15,500米的電線，包括置于導體表面的護層的電線有小于等于5個電火花泄漏。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。在另一實施方式中，包括熱塑性組合物的護層，其中該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中熱塑性組合物基本上不含可見顆粒狀雜質。熱塑性組合物還可包括阻燃劑。在另一實施方式中，包括熱塑性組合物的護層通過以下方法制造，該方法包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑以形成混合物；熔融過濾該混合物通過過濾器。 附圖說明圖1是電線橫截面的圖示。圖2和3是具有多個層的電線的透視圖。專利技術詳述在本說明書和權利要求中，將要參考許多術語，其將被定義為具有以下含義。除非上下文另外明確指出，單數形式“一個”、“一種”和“該”(“a”、“an”和“the”)包括復數所指物?！叭芜x的”或“任選地”是指接下來描述的事件或情況可以發生或可以不發生，并且該描述包括該事件發生的情況和該事件不發生的情況。敘述同一特征的所有范圍的端點是可獨立地結合的，并且包含所述的端點。表述為“大于”或“小于”的值包含所述的端點，例如“大于3.5”包括值3.5。此處所指的ISO 6722的標準是此標準的2002年12月15目的版本。因為一些原因，聚(亞芳基醚)/聚烯烴共混物不太可能選擇用于電線中的聚合物護層。這些類型的組合物經常用于要求剛性的應用中，但是通常認為不適合于要求柔性的應用例如電線。此外，如此處所述的，聚(亞芳基醚)/聚烯烴共混物的聚(亞芳基醚)分散在聚烯烴基質中。因為已知聚烯烴中銅催化的降解問題，似乎具有聚烯烴基質的組合物不太可能成功應用于有銅催化的降解問題的環境中。而且，當聚(亞芳基醚)暴露于高于它的玻璃化轉變溫度(Tg)的溫度時，其傾向于形成顆粒和凝膠，這會增加聚合物護層中的缺陷導致電火花泄漏的可能性。制造具有很少或者沒有電火花泄漏本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電線，其包括：　　　　導體；和　　　　護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括：　　　?。ǎ椋┚郏▉喎蓟眩?；　　　　（ｉｉ）聚烯烴；和　　　?。ǎ椋椋椋┚酆衔镌鋈輨?，　　　　其中該護層置于導體表面；　　　　其中該導體的橫截面積為０．１５ｍｍ↑［２］至１．００ｍｍ↑［２］，護層的厚度為０．１５至０．２５ｍｍ；并且　　　　其中對于１３，５００至１５，５００米的電線，有小于或等于６個獨立長度的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于１５０米。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2004-12-17 60/637,406;US 2004-12-17 60/637,008;1.一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置于導體表面；其中該導體的橫截面積為0.15mm2至1.00mm2，護層的厚度為0.15至0.25mm；并且其中對于13,500至15,500米的電線，有小于或等于6個獨立長度的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于150米。2.一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置于導體表面；其中該導體的橫截面積為0.30mm2至1.30mm2，護層的厚度為0.15至0.35mm；并且其中對于8,500至14,500米的電線，有小于或等于6個獨立長度的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于150米。3.一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置于導體表面；其中該導體的橫截面積為1.20mm2至2.10mm2，護層的厚度為0.29至0.36mm；并且其中對于5,000至7,100米的電線，有小于或等于6個獨立長度的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于150米。4.一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置于導體表面；其中該導體的橫截面積為2.90mm2至4.50mm2，護層的厚度為0.3至0.8mm；并且其中對于2,500至5,000米的電線，有小于或等于6個獨立長度的電線，并且每個獨立長度的電線的長度大于或等于150米。5.一種電線，其包括導體；和護層，該護層包括熱塑性組合物，該熱塑性組合物包括(i)聚(亞芳基醚)；(ii)聚烯烴；和(iii)聚合物增容劑，其中該護層置于導體表面；并且其中對于2,500至15,500米的電線，有小于或等于5個電火花泄漏。6.一種制造電線或導體的護層的方法，其包括熔融混合聚(亞芳基醚)、聚烯烴和聚合物增容劑，以形成第一混合物；熔融過濾第一混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第一過濾器，以形成第一過濾的混合物；熔融過濾第一過濾的混合物通過具有直徑為20微米至150微米的開孔的第二過濾器，以形成第二過濾的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：維杰伊R米塔爾，維杰伊雷加馬尼，克里斯托弗雷克西厄斯，佐藤匠，邰向陽，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]