一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法，其中高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法包括辐照交联步骤以形成交联聚烯烃绝缘层，所述辐照交联步骤的工艺条件基于预先获得的低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线确定。本发明专利技术通过该薄壁绝缘电缆制备过程中辐照交联步骤的改进以及增加涂覆层的设计等，在满足耐热、耐环境性能的前提下，强化了该电缆的耐磨性能，提高了其使用性能的可靠性，使其适宜在有限空闲、狭小空间内密集敷设，满足了用户车型不断升级而提高的电缆安装性能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法
本专利技术涉及电缆
，尤其涉及一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法。
技术介绍
轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆特别适用高速和超高速机车车辆等相对密闭、人员集中等环境要求苛刻的机车车辆内部配电柜的供电控制系统。该电缆一般采用镀锡软铜导体和无卤低烟阻燃绝缘材料，运用薄壁制造技术生产，具有体积小、重量轻、耐热、耐寒等特点，在火灾时能有效限制火的传播和烟气的释放，避免对人员造成危险。目前市场上具有特殊防火性能轨道交通车辆用薄壁电缆的绝缘材料主要包括PE、TPE、PEEK材料。但各种绝缘材料都有其局限性：PE材料柔性有余，抗拉性能较差；TPE绝缘材料长期耐热性参数指标差，在狭小空间内密集敷设后散热条件不理想，使用寿命短，不适宜作为薄壁电缆绝缘使用；PEEK绝缘材料价格昂贵，性能指标富裕过度，不宜在薄壁绝缘电缆中大力推广。而XLPO(交联聚烯烃)绝缘材料虽然性能指标的富裕度不大，但其电气性能和机械物理性能均能够满足标准要求，耐热性评定结果显示，其长期耐热性能参数指标良好，再加上其合适的价格，是薄壁绝缘电缆理想的绝缘材料，目前使用最多。但是，在大数据和互联网时代中，轨道交通车辆设计制造逐步向智能化、自动化发展，车载设备数量不断增加，控制电缆用量也明显提升，因此，在有限的、甚至狭小的车体空间内，在保证薄壁辐照交联聚烯烃绝缘电缆耐热性能的前提下，对敷设的控制电缆提出了更高耐磨性的要求，以提升在车辆布线及运行振动过程中电缆相互间、电缆与设备本体或与车体之间相互磨擦的可靠性。现有薄壁辐照交联聚烯烃绝缘电缆交联度受设备能量、辐照剂量等因素的影响，一般采用热延伸指标(依据欧盟EN50306《具有特殊防火性能的轨道交通车辆用薄壁绝缘控制电缆》标准)评价产品交联程度，但小规格薄壁电缆很容易出现因辐照能量过高导致电缆过度交联的问题，过度交联电缆绝缘分子结构已分解，产品耐磨性、耐热性、耐酸碱油酯侵蚀均明显下降，为电缆长期可靠运行埋下安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法。本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，包括辐照交联步骤以形成交联聚烯烃绝缘层，所述辐照交联步骤的工艺条件基于预先获得的低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线确定。进一步地，所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线的获得包括以下步骤：将挤塑成型后的电缆按大小滚筒组合的8字形走线方式进线，使用能量为1.5-2.5MeV、束流为0.5-40mA的电子束进行辐照，测试不同辐照运行圈数下电缆的热延伸性能，计算所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线。进一步地，所述电缆的导体由镀锡单丝按照1+6+12+18的方式正规绞合形成，所述镀锡单丝的直径为0.16～0.4mm，断裂伸长率不小于15％。进一步地，所述制备方法还包括在所述绝缘层外部包裹涂覆层，所述涂覆层为氧化石墨烯-聚酰亚胺复合材料，其厚度不超过0.02mm。进一步地，所述氧化石墨烯-聚酰亚胺复合材料中氧化石墨烯的质量分数为0.1％～0.3％。进一步地，所述涂覆层采用浸渍或喷淋方式制备，所述涂覆层的同心度不低于90％。另一方面，本专利技术还提供一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆，包括：导体；绝缘层，所述绝缘层包裹在所述导体外部；涂覆层，所述涂覆层包裹在所述绝缘层外部。进一步地，所述绝缘层为交联聚烯烃绝缘材料，其厚度为0.18～0.28mm；所述涂覆层为氧化石墨烯-聚酰亚胺复合材料，其厚度不超过0.02mm。进一步地，所述导体为镀锡单丝按照1+6+12+18的方式正规绞合形成，所述镀锡单丝的直径为0.16～0.4mm，断裂伸长率不小于15％。进一步地，所述薄壁绝缘电缆的最高耐热温度为180℃，电缆表面的摩擦系数不超过0.53，磨损率不超过1.92×10-5mm3/(N·m)。本专利技术提供了一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法，本专利技术通过该薄壁绝缘电缆制备过程中辐照交联步骤的改进以及增加涂覆层的设计等，在满足耐热、耐环境性能的前提下，强化了该电缆的耐磨性能，提高了其使用性能的可靠性，使其适宜在有限空闲、狭小空间内密集敷设，满足了用户车型不断升级而提高的电缆安装性能要求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的结构示意图；图中：1-导体；2-绝缘层；3-涂覆层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了改变EN50306系列薄壁绝缘电缆敷设受限的现状，满足用户车型不断升级而提高的电缆安装性能要求。本专利技术实施例提供一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，包括辐照交联步骤以形成交联聚烯烃绝缘层，所述辐照交联步骤的工艺条件基于预先获得的低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线确定。现有的辐照交联步骤中，小规格薄壁电缆很容易出现因辐照能量过高导致电缆过度交联的问题，从而影响薄壁绝缘电缆的性能。本专利技术实施例采取先获得低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线，然后基于预先获得的该关系曲线再确定辐照交联的工艺条件，这样既可以很精确地调整辐照工艺参数，使得即使针对小规格的薄壁绝缘电缆，也能精确地控制满足热延伸性能下的辐照剂量，从而有效避免发生交联过度；也可以提高生产效率，针对同一种规格的薄壁绝缘电缆，在前期获得辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线后，后期实际生产中可直接利用该关系曲线确定具体生产工艺，同时提高电缆的绝缘耐磨、耐热、耐环境等性能，提升在车辆运行振动过程中电缆相互间、电缆与设备本体或与车体之间相互磨擦的可靠性。进一步地，所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线的获得包括以下步骤：将挤塑成型后的电缆按大小滚筒组合的8字形走线方式进线，使用能量为1.5-2.5MeV、束流为0.5-40mA、扫描宽度为120cm的电子束进行辐照，测试不同辐照运行圈数下电缆的热延伸性能，计算所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线。进一步地，所述电缆的导体由镀锡单丝按照1+6+12+18的方式正规绞合形成，所述镀锡单丝的直径为0.16～0.4mm，断裂伸长率不小于15％。本专利技术实施例中，电缆导体的绞合结构设计与进线方式等对辐照交联的效果也较为关键。按照上述条件设计，可以增加电缆柔软度，而且可以使电缆在辐照过程中不易变形，受辐照程度更均匀，提高施工及车辆运行期间电缆的安全性、可靠性。为使电缆更适宜在小空间密集敷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，包括辐照交联步骤以形成交联聚烯烃绝缘层，其特征在于，所述辐照交联步骤的工艺条件基于预先获得的低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线确定。/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，包括辐照交联步骤以形成交联聚烯烃绝缘层，其特征在于，所述辐照交联步骤的工艺条件基于预先获得的低能量辐照下的辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线确定。


2.根据权利要求1所述的高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，其特征在于，所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线的获得包括以下步骤：
将挤塑成型后的电缆按大小滚筒组合的8字形走线方式进线，使用能量为1.5-2.5MeV、束流为0.5-40mA的电子束进行辐照，测试不同辐照运行圈数下电缆的热延伸性能，计算获得所述辐照剂量与产品热延伸性能之间的关系曲线。


3.根据权利要求2所述的高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，其特征在于，所述电缆的导体由镀锡单丝按照1+6+12+18的方式正规绞合形成，所述镀锡单丝的直径为0.16～0.4mm，断裂伸长率不小于15％。


4.根据权利要求1～3任一项所述的高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在所述绝缘层外部包裹涂覆层，所述涂覆层为氧化石墨烯-聚酰亚胺复合材料，其厚度不超过0.02mm。


5.根据权利要求4所述的高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳龙，解向前，史梦颖，姜青松，黄伟德，花季华，侯玉婷，
申请(专利权)人：中天科技装备电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32