金属线导体被覆工艺制造技术

有氧化物包衣二氧化钛颜料的氟聚合物向金属线导体上的高速熔体挤出工艺。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有颜料的氟聚合物对金属线导体的高速挤出被覆。
技术介绍
可熔体加工的氟聚合物广泛用来作为导体即金属线的绝缘。“淋喷混料电缆”(Plenum cable)就是一种这样的用途。淋喷混料电缆用于办公大楼、学校等中的电话、计算机、和类似的布线。金属线上的氟聚合物被覆形成了优异的绝缘，因为它不是可燃的。氟聚合物的进一步优点是它们的低介电常数-通信金属线绝缘方面的一种理想性能。可熔体加工的氟聚合物是在其设计是业内人士众所周知的金属线被覆设备上通过熔体挤出施用到金属线上的。这些金属丝一般是成对使用的，通常称为“双扭线”，而且为了区分配对的金属线，绝缘层是有颜色的。这一对中的一根金属线是白的，而另一根是蓝的或红的或另一种非白颜色，使得不仅可以把配对的金属线彼此区分开，而且也可以通过该非白绝缘金属线的各种颜色将该双扭线彼此区分开。美国专利No.5,789,466描述了使用有硅烷包衣的二氧化钛(TiO2)的氟聚合物白色着色。金属线被覆典型地是以约1500英尺/分钟(7.6m/s)进行的。这称为“线速度”。该聚合物的熔体粘度是一个限制线速度的因素。随着线速度增加，达到了一个该被覆的外观和质量开始恶化的点。这种恶化表现为表面粗糙，被覆厚度变异例如沿该金属线长度方向上若干间隔的聚合物料团，和该被覆的绝缘质量缺陷，称之为“火花”。为了该金属线被覆设备的更高效率使用和更高生产率，理想的是，既能提高线速度又不损失被覆质量。事实上，该绝缘的质量标准目前比过去更高，因为对更快和更接近无失误传输的需求日益增加。最近已经开发了能以2500英尺/分钟(12.7m/s)、较好3000英尺/分钟(15m/s)的速度挤出到金属线上的聚合物。然而，传统上用于金属线被覆用氟聚合物中的白色颜料在高速挤出方面表现不佳，而给出了有不可接受料团水平和火花水平的绝缘。目前需要能以高速度挤出到金属线上的、有白颜料的氟聚合物组合物，以给出少或无料团或火花的绝缘。
技术实现思路
在一种实施方案中，本专利技术是一种导体的被覆工艺，包含向所述导体上熔体挤出一种共混物，该共混物包含(a)可熔体加工的氟聚合物，其挠曲寿命大于约1000循环，而且本身能以至少约2500英尺/分钟(12.7m/s)挤出，和(b)一种颜料，包含有一个或多个包含硅和铝中至少一种的氧化物或氧化物混合物的包衣层的二氧化钛，所述挤出以至少约2000英尺/分钟(10m/s)的速度进行，给出一种有不多于约10个料团/135,000英尺(41,000m)或不多于约10个火花/135,000英尺(41,000m)的被覆的导体。在第二种实施方案中，本专利技术是一种能以至少约2000英尺/分钟(10m/s)的速度熔体挤出到一种导体上的组合物，包含(a)可熔体加工的氟聚合物，其挠曲寿命大于约1000循环，而且本身能以至少约2500英尺/分钟(12.7m/s)挤出，和(b)一种颜料，包含有一个或多个包含硅和铝中至少一种的氧化物或氧化物混合物的包衣层的二氧化钛。详细描述本专利技术中使用的可熔体加工氟聚合物是不仅本身能高速挤出而且也显示出以高挠曲寿命为特征的优异物理性能的那种特殊类别。因此，本专利技术的可熔体加工氟聚合物较好包含至少一种氟聚合物、有约320℃以下的熔点、而且有约15g/10分钟～50g/10分钟、较好约20g/10分钟～40g/10分钟的熔体流动速率(MFR)。氟单体是能在本专利技术工艺中聚合、含有至少35重量％氟、较好至少50重量％氟的单体，包括有2～10个碳原子的氟烯烃，和式CY2＝CYOR或CY2＝CYOR′OR的氟乙烯醚，式中Y是H或F，-R和-R′-各自独立地是含有1～8个碳原子的全氟化或部分氟化的烷基和亚烷基。较好的-R基团含有1～4个碳原子且较好是全氟化的。较好的-R′-基团含有2～4个碳原子且较好是全氟化的。较好的全氟(烷基·乙烯醚)(PAVE)是全氟(丙基·乙烯醚)(PPVE)和全氟(乙基·乙烯醚)(PEVE)。更好的PAVE是PEVE。较好的全氟烯烃有2～6个碳原子，且包括TFE、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、氟乙烯、偏二氟乙烯(VF2)、三氟乙烯、六氟异丁烯、和全氟丁基乙烯(PFBE)。更好的氟烯烃是TFE和HFP。本专利技术的氟聚合物是可熔体加工的。“可熔体加工”这一术语系指该共聚物可以用惯常熔体挤出手段加工(即制作成薄膜、纤维、管材、金属丝被覆等成形物品)。该氟聚合物较好是共聚物，更好的是TFE或CTFE的共聚物，最好的是TFE的共聚物。这些可以是TFE或者CTFE与其它氟单体的共聚物。它们也可以是TFE或者CTFE与非氟单体例如烃类单体的共聚物。与氟单体的某些组合共聚的烃类单体包括丙烯和乙烯。较好的烃类单体是乙烯。“共聚物”系指通过使两种或更多种单体聚合而制成的一种聚合物。可用共聚物的实例包括TFE与HFP和/或全氟(烷基·乙烯醚)例如PPVE或PEVE的共聚物，TFE与PMVE的共聚物，以及TFE或CTFE与乙烯的共聚物。进一步的实例包括偏二氟乙烯与HFP的共聚物，或者与HFP和TFE的共聚物。如以上所蕴涵的，共聚物可以含有所列举的氟单体以外的另外一些单体。例如，TFE/乙烯共聚物当包括另外一些能导入庞大侧基的单体例如PFBE、HFP、PPVE或2-三氟甲基-3，3，3-三氟-1-丙烯时是最有用的。TFE的较好共聚物是TFE与HFP的共聚物，和TFE与氟化乙烯醚的共聚物。更好的是TFE、HFP、和PAVE的共聚物。最好的是TFE、HFP、和PEVE的共聚物。本专利技术中使用的氟聚合物的组成和分子量选自以上所述，使得该氟聚合物不仅能以高速度挤出，而且当按照ASTM D2176测定时也具有良好的挠曲寿命。以至少约2500英尺/分钟(12.7m/s)、较好约3000英尺/分钟(15m/s)的速度挤出的能力，是用当像美国专利4,380,618中所述那样按照ASTM D-1238T测定时较好具有约15g/10分钟～50g/10分钟的熔体流动速率的氟聚合物实现的。该测试中使用的温度和重量取决于该氟聚合物的组成。制作如此高熔体流动速率的氟聚合物不只是一个降低分子量的问题。由于聚合物的物理性能强烈依赖于分子量，因而，只降低分子量(提高熔体流动速率)会导致对金属线绝缘等应用来说重要的性能例如挠曲寿命的损失。针对这种趋势，必须对氟聚合物的组成进行调整，例如改进单体比例或改变所使用的单体。为在以熔体流动速率衡量的低分子量时具有以挠曲寿命衡量的良好物理性能而设计的特定氟聚合物的实例公开于美国专利No.5,677,404和No.5,703,185中。这些是TFE、HFP、和PEVE的共聚物。TFE、HFP、和PEVE的共聚物中的HFP含量是大约6重量％～大约16重量％。较好的HFP含量是大约6重量％～10重量％。更好的HFP含量是大约6重量％～大约8重量％。PEVE含量是大约0.2重量％～大约4重量％。较好的PEVE含量是大约1重量％～大约3重量％。更好的PEVE含量是大约1.5重量％～大约2.5重量％。这些氟聚合物(按照ASTM D-2176测定)的挠曲寿命大于大约1000循环、较好大于大约2000循环、更好大于大约4000循环。业内人士将会认识到，也可以使用兼备高速挤出能力和高挠曲寿命的其它特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导体的被覆工艺，包含向所述导体上熔体挤出一种共混物，该共混物包含 （ａ）可熔体加工的氟聚合物，其挠曲寿命大于约１０００循环，而且本身能以至少约２５００英尺／分钟（１２．７ｍ／ｓ）挤出，和 （ｂ）一种颜料，包含有一个或多个包含硅和铝中至少一种的氧化物或氧化物混合物的包衣层的二氧化钛， 所述挤出以至少约２０００英尺／分钟（１０ｍ／ｓ）的速度进行，给出一种有不多于约１０个料团／１３５，０００英尺（４１，０００ｍ）或不多于约１０个火花／１３５，０００英尺（４１，０００ｍ）的被覆的导体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2000-4-13 60/196,9451.一种导体的被覆工艺，包含向所述导体上熔体挤出一种共混物，该共混物包含(a)可熔体加工的氟聚合物，其挠曲寿命大于约1000循环，而且本身能以至少约2500英尺/分钟(12.7m/s)挤出，和(b)一种颜料，包含有一个或多个包含硅和铝中至少一种的氧化物或氧化物混合物的包衣层的二氧化钛，所述挤出以至少约2000英尺/分钟(10m/s)的速度进行，给出一种有不多于约10个料团/135,000英尺(41,000m)或不多于约10个火花/135,000英尺(41,000m)的被覆的导体。2.权利要求1的工艺，其中，该可熔体加工的氟聚合物是四氟乙烯的一种共聚物。3.权利要求1的工艺，其中，该可熔体加工的氟聚合物是四氟乙烯和六氟丙烯的一种共聚物。4.权利要求1的工艺，其中，该可熔体加工的氟聚合物是四氟乙烯和全氟(烷基·乙烯醚)的一种共聚物。5.权利要求1的工艺，其中，该可熔体加工的氟聚合物是四氟乙烯、六氟丙烯、和全氟(乙基·乙烯醚)的一种共聚物。6.权利要求5的工艺，其中，该氟聚合物的六氟丙烯含量是大约6重量％～大约16重量％，且该氟聚合物的全氟(乙基·乙烯醚)含量是大约0.2重量％～大约4重量％。7.权利要求1的工艺，其中，该可熔体加工的氟聚合物的熔体流动速率为大约15～大约50。8.权利要求1的工艺，其中，硅氧化物层是该颜料总重量的大约1～大约20重量％，铝氧化物层是该颜料总重量的大约1～大约10重量％。9.权利要求1的工艺，其中，所述颜料是该共混物总重量的大约0.01％～大约25％。10...

【专利技术属性】
技术研发人员：PA托利，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]