一种tpee绝缘电线及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种TP邸绝缘电线及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步和生活水平的逐步提高,汽车上的电子设备越来越丰富,人们对 车载环境的要求也越来越高,W致留给布线的空间越来越小,导致电线散热非常困难。因 此,耐高温的电线特别是发动机及其附件的电线的性能日益受到考验。
[0003]TPEE(热塑性聚醋弹性体)是含有聚醋硬段和聚離软段的嵌段共聚物,其中聚離 软段和未结晶的聚醋形成无定形相聚醋硬段,部分结晶的形成结晶微区,起物理交联点的 作用。软段是具有较大自由旋转能力的高弹性链段,而软硬段又W适当的次序排列并W适 当的方式联接起来。硬段的该种物理交联是可逆的,即在高温下失去约束大分子组成的能 力,呈现塑性。降至常温时,该些"交联"又恢复,而起类似硫化橡胶交联点的作用。正是由 于该种聚合物链结构特点和交联状态的可逆性,因而热塑性弹性体一方面在常温下显示出 硫化橡胶的弹性、强度和形变特性等物理机械性能,可替代一般硫化胶制造某些橡胶制品; 另一方面,在高温下硬段会软化或烙化,在加压下呈现塑性流动,显现热塑性塑料的加工特 性。与橡胶相比,它具有更好的加工性能和更长的使用寿命;与工程塑料相比,同样具有强 度高的特点,而柔初性和动态力学性能更好。耐温范围达D级15(TC,能够满足汽车发动机 控制用电线的要求。此外TPEE还具有出色的耐低温性能,而且硬度越低,耐寒性越好。可 W在-4(TC下长期使用。
[0004]然而,正是由于TP邸材料结构的特殊性,致使它在加工时体现出W下缺点:
[0005] 1、由于TPEE中含有聚醋段,导致材料的吸潮性非常强,挤出时容易产生大量气 泡,严重时挤出后在测试当中甚至会引起火花击穿。
[0006]2、由于需要使其结构中的聚醋链段软化或烙化,需要较高的温度才能使TPEE材 料具有可加工性。温度过高后材料的流动性非常大,像流水一样。
[0007]3、由于挤出时其材料粘度非常大,会导致电线的附着力随着规格变小而变得越难 控制,甚至在绞合导体的截面面积在0. 5皿2W下几乎没有附着力,该样会导致在客户端使 用的时候端子脱离或绝缘脱落,导致导体外漏。
[0008]针对当前汽车用TP邸绝缘电线存在上述各种问题的现状,亟需开发一种新的加 工方法W解决TPEE绝缘电线的加工难W及加工后的TPEE绝缘电线质量不佳的问题,从而 保证线束的后续加工和使用者的安全。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是为了克服目前TPEE绝缘电线耐磨损度不佳,抗高 低温性不佳,容易产生火花击穿等问题,提供一种TPEE绝缘电线及其制备方法和应用。本 发明方法所制备的TPEE绝缘电线具有抗高低温、耐油、耐磨损等各种优良性能,在汽车发 动机等领域具有极大的用途。
[0010] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的。
[0011] 本发明提供一种TP邸绝缘电线的制备方法,其包括如下步骤:
[0012] (1)预热绞合导体至温度为70-9(TC;
[0013] (2)在挤出机中将TP邸绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上得挤出物;其 中,挤出机的挤出温度依次如下;主机一区,130-15(TC;主机二区185-195C,主机H区 230-245°C;主机法兰,240-25(TC;主机机头,250-26(TC;辅机一区,130-15(TC;辅机二区, 180-19(TC;辅机H区,240-25(TC;辅机法兰,240-25(TC;所述的主机1区至所述的主机机 头的温度依次增加;所述的挤包的过程中使用挤管式模芯和挤管式模套;所述挤管式模芯 的角度为38-42°,所述挤管式模套的角度为42-48°,挤包过程中模套的角度大于模芯的 角度;
[0014] (3)所述的挤出物依次通过H个冷却区;60-8(TC的第一冷却区、30-5(TC的第二冷 却区、10-3(TC的第H冷却区,在绞合导体表面形成一绝缘层,即得TP邸绝缘电线。
[0015] 本发明中,步骤(1)所述的绞合导体的材料为本领域常规的绞合导体材料,一般为 铅、银或铜。所述的绞合导体的材料较佳地为铜,更佳地为纯度> 99. 99%的铜。
[0016]其中,所述的绞合导体的截面积较佳地为0.35-2. 5皿2。所述的绞合导体一般由绞 合导体单丝绞合而成,较佳地由7-19根绞合导体单丝绞合而成,所述的绞合导体单丝的最 大直径较佳地为0. 20-0. 41mm。
[0017] 本发明中,步骤(1)中所述的主机一区的温度较佳地为145C。
[0018] 所述的主机二区的温度较佳地为195C。
[0019] 所述的主机H区的温度较佳地为24CTC。
[0020] 所述的主机法兰的温度较佳地为245C。
[0021] 所述的主机机头的温度较佳地为253C。
[0022] 所述的辅机一区的温度较佳地为145C。
[0023] 所述的辅机二区的温度较佳地为185C。
[0024] 所述的辅机H区的温度较佳地为235C。
[00巧]所述的辅机法兰的温度较佳地为235C。
[0026] 步骤(2)中,所述的TP邸绝缘材料是本领域常规TP邸绝缘材料,较佳地为烙融指 数15cmVl0min的TP邸绝缘材料,其中,所述的TP邸绝缘材料是通过IS01133来测定烙融 指数。所述的TP邸绝缘材料更佳地为荷兰DSM公司的TP邸电缆料。
[0027] 其中,所述的TPEE绝缘材料较佳地在使用前进行干燥,所述的干燥的温度较佳地 为100-12(TC,所述的干燥的时间较佳地为120-180min。所述的TP邸绝缘材料较佳地在干 燥后,水分质量百分比含量《0. 21%。
[0028] 步骤(2)中,所述的挤出机为本领域常规挤出机。所述的挤出机较佳地为 045+025型挤出机。
[0029] 步骤(2)中,所述的挤包的过程中的挤出速度较佳地为30-60m/min。
[0030] 步骤(3)中,所述的第一冷却区较佳地为第一水冷却区,所述的冷却的温度较佳地 为化。C。
[0031] 步骤(3)中所述的第二冷却区较佳地为第二空气冷却区,所述的冷却的温度较佳 地为4(TC。
[0032] 步骤(3)中所述的第H冷却区较佳地为第H水冷却区,所述的冷却的温度较佳地 为 23°C。
[0033] 步骤(3)中,所述的绝缘层的厚度较佳地为> 0. 20mm。
[0034] 本发明中,所述的TP邸绝缘电线的外径较佳地为1. 25-3. 00mm。
[00巧]本发明还提供一种W上述制备方法制备的TP邸绝缘电线。
[0036] 本发明还提供一种上述TP邸绝缘电线在汽车发动机控制领域的应用。
[0037] 本发明所用的原料或试剂除特别说明之外,均市售可得。
[0038] 本发明中,上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合,即得本发明各 较佳实施例。
[0039] 本发明的积极进步效果在于;本发明所述方法通过严格设定绞合导体预热的温 度、挤出物冷却环境的温度、挤出机的各区温度、挤出速度W及模芯和模套的角度等技术参 数,完全克服了现有制造方法所带来的产品缺陷。本发明所制备的产品特别适合敷设在汽 车发动机机舱等对耐温要求高、温度变化大、对电线柔软性要求高的环境中,并且还具有抗 高低温、耐油、耐磨损等优良性能。本发明制备的产品已经经过大众标准VW60306\LV112 和国际标准ISO6722的试验验证,具有极大的市场应用价值。
【具体实施方式】
[0040] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商 品说明书选择。
[0041] 本发明实施例中使用的TP邸绝缘材料来源;荷兰DSM公司的TP邸树脂UM551-V
[0042] 下述实施例1-4中使用的TP邸绝缘材料在挤包前进行干燥,干燥的温度一般为 100-120°C,干燥的时间一般为120-180min,保证干燥后的水分质量百分比含量《0. 21%。
[0043] 实施例1
[0044] 电线规格;绞合导体截面面积0. 35mm2,电线绝缘层的标称厚度为0. 25mm;电线的 外径为1. 28mm。
[004引材料选择;烙融指数为15cmVl0min的TP邸绝缘材料;
[0046] 绞合导体:由纯度为99. 99%的退火软铜丝绞合而成。绞合导体由7根0. 25mm的 铜单丝绞合而成。
[0047] 电线的制备步骤如下:
[0048] (1)预热导体至温度为9(TC;
[0049] (2)采用045+025型挤出机,将TP邸绝缘材料挤包在预热后的导体上得挤出物; 其中挤出机的挤出温度如表1所示;
[0050] (3)将挤出的挤出物由高温到低温依次通过冷却区;65°C的第一水冷却区;4(TC 的第二空气冷却区;23 °C的第H水冷却区。
[0051] 其中,所述挤包的过程中的挤出速度为60m/min;所述挤包的过程中使用的挤管 式模芯角度为42° ;所述挤管式模套的角度为48°。
[0052]表1
[0053]
[0054]所得产品经VW60306-2005和IS06722-2006中的检测方法进行性能测试,具体结 果见表2。
[00巧]表2
[0056]
[0057]
[0058]表2的结
果表明,本实施例产品耐高电压、耐油、耐磨损,且抗高低温,完全符合汽 车内部复杂环境的使用要求。
[00则 实施例2
[0060] 电线规格;绞合导体截面面积2. 5mm2,电线绝缘层的厚度为0. 35mm;电线的最大 外径为2. 85mm。
[0061] 材料选择;烙融指数为15cmVl〇min的TP邸绝缘材料;
[0062] 绞合导体:由纯度为99. 99%的退火软铜丝绞合而成。绞合导体由19根0. 41mm的 铜单丝绞合而成。
[0063] 电线的制备步骤如下:
[0064] ( 1)预热导体至温度为7(TC;
[0065] (2)采用045+025型挤出机,将TP邸绝缘材料挤包在预热后的导体上得挤出物; 其中挤出机的挤出温度如表3所示;
[006引(3)将挤出的挤出物由高温到低温依次通过冷却区;65°C的第一水冷却区;4(TC的第二空气冷却区;23 °C的第H水冷却区。
[0067] 其中,所述挤包的过程中的挤出速度为30m/min;所述挤包的过程中使用的挤管 式模芯角度为38° ;所述挤管式模套的角度为42°。
[0068] 表 3
[0069]
[0070] 所得产品通过VW60306-2005和IS06722-2006中规定的性能测试(测试方法同实 施例1),完全符合汽车内部复杂环境的使用要求。
[0071] 表 4
[0072]
[0073]
[0074]表2的结果表明,本实施例产品耐高电压、耐油、耐磨损,且抗高低温,完全符合汽 车内部复杂环境的使用要求。
[00巧]实施例3
[007引电线规格;绞合导体截面面积0. 35mm2,电线绝缘层的标称厚度为0. 25mm;电线的 外径为1. 28mm。
[0077] 材料选择;烙融指数为15cmVl0min的TP邸绝缘材料;
[0078] 绞合导体:由纯度为99. 99%的退火软铜丝绞合而成。绞合导体由7根0. 25mm的 铜单丝绞合而成。
[0079] 电线的制备步骤如下:
[0080] ( 1)预热导体至温度为9(TC;
[0081] (2)采用045+025型挤出机,将TP邸绝缘材料挤包在预热后的导体上得挤出物; 其中挤出机的挤出温度如表1所示;
[008引(3)将挤出的挤出物由高温到低温依次通过冷却区;6(TC的第一水冷却区;3(TC的第二空气冷却区;l0°C的第H水冷却区。
[0083] 其中,所述挤包的过程中的挤出速度为60m/min;所述挤包的过程中使用的挤管 式模芯角度为38° ;所述挤管式模套的角度为42°。
[0084]表 5
[0085]
[0086] 所得产品经VW60306-2005和IS06722-2006中的检测方法进行性能测试,性能良 好。
[0087] 实施例4
[0088] 电线规格;绞合导体截面面积0. 35mm2,电线绝缘层的标称厚度为0. 25mm;电线的 外径为1. 28mm。
[0089] 材料选择;烙融指数为15cmVl0min的TP邸绝缘材料;
[0090] 绞合导体:由纯度为99. 99%的退火软铜丝绞合而成。绞合导体由7根0. 25mm的 铜单丝绞合而成。
[0091] 电线的制备步骤如下:
[0092] ( 1)预热导体至温度为90°C;
[0093] (2)采用045+025型挤出机,将TP邸绝缘材料挤包在预热后的导体上得挤出物; 其中挤出机的挤出温度如表1所示;
[0094] (3)将挤出的挤出物由高温到低温依次通过冷却区;8(TC的第一水冷却区;5(TC 的第二空气冷却区;3(TC的第H水冷却区。
[0095] 其中,(2)所述挤包的过程中的挤出速度为60m/min;所述挤包的过程中使用的挤 管式模芯角度为42° ;所述挤管式模套的角度为48°。
[0096]表5
[0097]
[0098] 所得产品经VW60306-2005和IS06722-2006中的检测方法进行性能测试,性能良 好。
[009引 对比例1
[0100] 电线规格;绞合导体截面面积0. 35mm2 (导体由7根0. 25mm的单丝绞合而成),电 线绝缘层的标称厚度为0. 25mm;电线的外径为1. 28mm。材料选择;烙融指数为20cm^l0min 的TP邸绝缘材料;
[0101] 挤出温度参照实施例1进行设定,其他辅助参数也参照实施例1进行设定。挤出模 具采用挤管式模芯;30°,挤管式模套;50°的组合。挤出时容易拉伸过度导致烙体破裂。 而且挤出生产后,发现电线难剥离,表面粗趟不光滑。
[0102] 对比例2
[0103] 电线规格;绞合导体截面面积2. 5mm2 (导体由19根0. 41mm的单丝绞合而成),电 线绝缘层的标称厚度为0. 35mm;电线的外径为3. 0mm。材料选择;烙融指数为20cmVl0min的TP邸绝缘材料;挤出温度设定为:
[0104]
[0105] 生产过程中,由于H区挤出温度过高,导致挤出电线表面有较大的线花,表面不平 整。
【主权项】
1. 一种TPEE绝缘电线的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤: (1) 预热绞合导体至温度为70-90°C; (2) 在挤出机中将TPEE绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上得挤出物;其中,挤出机 的挤出温度依次如下:主机一区,130_150°C;主机二区185-195°C,主机三区230-245°C;主 机法兰,240-250°C;主机机头,250-260°C;辅机一区,130-150°C;辅机二区,180-190°C;辅 机三区,240-250°C;辅机法兰,240-250°C;所述的主机1区至所述的主机机头的温度依次增 加;所述挤包的过程中使用挤管式模芯和挤管式模套;所述挤管式模芯的角度为38-42°, 所述挤管式模套的角度为42-48°,所述挤包的过程中模套的角度大于模芯的角度; (3) 所述的挤出物依次通过三个冷却区:60-80°C的第一冷却区、30-50°C的第二冷却 区、10-30°C的第三冷却区,在绞合导体表面形成一绝缘层,即得TPEE绝缘电线。2. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的绞合导体的材料为铝、 银或铜;和/或,所述的绞合导体的截面积为〇. 35-2. 5mm2 ;和/或,所述的绞合导体由7-19 根绞合导体单丝绞合而成。3. 如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的绞合导体单丝的最大直径为 0. 20-0. 41mm;所述的绞合导体的材料为铜。4. 如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的绞合导体的材料为纯度 彡99. 99%的铜。5. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的主机一区的温度为 145°C;和/或,所述的主机二区的温度为195°C;和/或,所述的主机三区的温度为240°C; 和/或,所述的主机法兰的温度为245°C;和/或,所述的主机机头的温度为253°C;和/或, 所述的辅机一区的温度为145°C;和/或,所述的辅机二区的温度为185°C;和/或,所述的 辅机三区的温度为235°C;和/或,所述的辅机法兰的温度为235°C。6. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的TPEE绝缘材料是为 熔融指数15cm3/10min的TPEE绝缘材料; 和/或,所述的TPEE绝缘材料在使用前进行干燥,所述的TPEE绝缘材料在干燥后,水 分质量百分比含量< 〇. 21% ; 和/或,所述的挤出机为0 45+0 25型挤出机; 和/或,所述的挤包的过程中的挤出速度为30-60m/min。7. 如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的干燥的温度为100-120°C,所述 的干燥的时间为120_180min。8. 如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的第一冷却区为第一 水冷却区,所述的冷却的温度为65°C; 和/或,步骤(3)中所述的第二冷却区为第二空气冷却区,所述的冷却的温度为40°C; 和/或,步骤(3)中所述的第三冷却区为第三水冷却区,所述的冷却的温度为23°C; 和/或,步骤(3)中,所述的绝缘层的厚度为彡0.20mm; 和/或,所述的TPEE绝缘电线的外径为1. 25-3. 00_。9. 一种如权利要求1~8所述的制备方法制备的TPEE绝缘电线。10. 如权利要求9所述的TPEE绝缘电线在汽车发动机控制领域的应用。
【专利摘要】本发明公开一种TPEE绝缘电线及其制备方法和应用,制备方法包括如下步骤:预热绞合导体至温度为70-90℃;在挤出机中将TPEE绝缘材料挤包在预热后的绞合导体上得挤出物;挤出机的挤出温度依次为主机一区,130-150℃;主机二区185-195℃,主机三区230-245℃;主机法兰,240-250℃;主机机头,250-260℃;辅机一区,130-150℃;辅机二区,180-190℃;辅机三区,240-250℃;辅机法兰,240-250℃;挤包的过程中使用挤管式模芯和挤管式模套;挤出物依次通过三个冷却区后在绞合导体表面形成一绝缘层。本发明绝缘电线具有抗高低温、耐油、耐磨损等优良性能。
【IPC分类】H01B13/00, H01B13/14
【公开号】CN104900338
【申请号】CN201410077764
【发明人】吴迪
【申请人】上海福尔欣线缆有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日