專利名稱：電線和電線的制造方法
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(yōu)先權(quán)，它們的全部內(nèi)容在此處引入作為參考。
背景技術：
電線已經(jīng)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)中斷了線材的連續(xù)性，并且降低了生產(chǎn)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(shù)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(shù)目的獨立電線或較短長度的電線的線軸或容器經(jīng)常會導致較低的生產(chǎn)率和在由電線制造制品時較高的產(chǎn)率損失。
位于發(fā)動機機艙中的罩下面的汽車電線通常已經(jīng)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(lián)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(jīng)滿足了在該挑戰(zhàn)性環(huán)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(jīng)發(fā)現(xiàn)，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(jīng)受濕度溫度循環(huán)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(huán)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(guī)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(lián)聚乙烯已經(jīng)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(xiàn)代交通工具中，汽車中的布線量已經(jīng)增長。布線的急劇增長已經(jīng)激發(fā)了汽車制造商通過規(guī)定減小的絕緣層厚度和規(guī)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(guī)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(lián)聚乙烯時，絕緣壁厚的減小引起困難。對于交聯(lián)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(lián)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(lián)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(chǎn)生的有害影響歸因于銅催化的降解，這是工業(yè)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(huán)境并且不含鹵化樹脂。
發(fā)明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(zhì)。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。


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。
發(fā)明詳述在本說明書和權(quán)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(shù)形式“一個”、“一種”和“該”(“a”、“an”和“the”)包括復數(shù)所指物。
“任選的”或“任選地”是指接下來描述的事件或情況可以發(fā)生或可以不發(fā)生，并且該描述包括該事件發(fā)生的情況和該事件不發(fā)生的情況。
敘述同一特征的所有范圍的端點是可獨立地結(jié)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(jīng)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(zhì)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(zhì)的組合物不太可能成功應用于有銅催化的降解問題的環(huán)境中。而且，當聚(亞芳基醚)暴露于高于它的玻璃化轉(zhuǎn)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的包覆的導體例如電線的方法包括通常在熔融混合設備例如復合擠出機或密煉機中，熔融混合(混合(compounding))用于形成聚合物護層的熱塑性組合物用的組分。在一種實施方式中，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑和聚烯烴被同時熔融混合。在另一種實施方式中，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑和任選的一部分聚烯烴被熔融混合以形成第一熔融混合物。接著，聚烯烴或余下的聚烯烴進一步與第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物?？蛇x擇地，聚(亞芳基醚)和一部分聚合物增容劑可被熔融混合以形成第一熔融混合物，然后聚烯烴和余下的聚合物增容劑進一步與第一熔融混合物熔融混合以形成第二熔融混合物。
前述熔融混合過程可以在不分離第一熔融混合物的情況下完成，或者可以通過分離第一熔融混合物而完成。這些過程中可以使用一個或多個熔融混合設備，每個熔融混合設備包括一種或多種類型。在一種實施方式中，形成護層的熱塑性組合物的某些組分可被引入并在用于涂覆導體的擠出機中熔融混合。
當聚合物增容劑包括兩種嵌段共聚物，一種的芳基亞烷基含量大于或等于50重量％，第二種的芳基亞烷基含量小于或等于50重量％時，聚(亞芳基醚)和芳基亞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，并且聚烯烴和芳基亞烷基含量小于或等于50重量％的嵌段共聚物可以與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領域中得到良好理解的一樣，任選的阻燃劑的添加方法和位置，通常由阻燃劑的種類(identity)和物理性質(zhì)例如固體或液體決定。在一種實施方式中，阻燃劑與熱塑性組合物的組分之一例如一部分聚烯烴結(jié)合以形成濃縮物，該濃縮物繼而與剩余的組分熔融混合。
聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑、聚烯烴和任選的阻燃劑在大于或等于聚(亞芳基醚)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但低于聚烯烴的降解溫度的溫度被熔融混合。例如，聚(亞芳基醚)、聚合物增容劑、聚烯烴和任選的阻燃劑可在240℃至320℃的擠出機溫度熔融混合，但是在熔融混合過程中可能短時超過此范圍。在此范圍內(nèi)，溫度可大于或等于250℃，或者更具體地，大于或等于260℃。也在此范圍內(nèi)，溫度可小于或等于310℃，或者更具體地，小于或等于300℃。
在一些或所有的組分被熔融混合之后，熔融混合物可以被熔融過濾通過一個或多個具有直徑為20微米至150微米的開孔的過濾器。在此范圍內(nèi)，開孔可具有小于或等于130微米，或者更具體地小于或等于110微米的直徑。也在此范圍內(nèi)，開孔可以具有大于或等于30微米，或者更具體地大于或等于40微米的直徑。
可以使用任何合適的能夠從熔融混合物除去顆粒雜質(zhì)的熔融過濾系統(tǒng)或設備。在一種實施方式中，熔體被過濾通過單個熔體過濾體系。也可以考慮多個熔體過濾器體系。
適合的熔體過濾系統(tǒng)包括由各種材料制成的過濾器，所述材料例如但不限于燒結(jié)金屬、金屬篩網(wǎng)或篩、纖維金屬氈、陶瓷或前述材料的組合等。特別可用的過濾器是顯示高彎曲度的燒結(jié)金屬過濾器，包括Pall Corporation和Martin Kurz & Company，Inc.制造的燒結(jié)金屬絲篩網(wǎng)過濾器(sintered wiremesh filter)。
可以使用任意幾何形狀的熔體過濾器，其包括但不限于圓錐形、褶狀(pleated)、棒(candle)、堆、扁平狀、卷繞狀、網(wǎng)狀、盒式、pack disc、以及前述的組合等。根據(jù)不同的參數(shù)如擠出機的大小、所需的生產(chǎn)率以及所需的顆粒過濾程度，幾何形狀的選擇可以變化。示例性的構(gòu)成材料包括不銹鋼、鈦、鎳以及其他金屬合金?？梢允褂貌煌木幙椥问降慕饘俳z織物(wirefabric)，包括平紋織法、荷蘭(dutch)織法、方格織法(square)、斜紋織法以及織法的組合。特別可用的是設計成使得內(nèi)部體積最小化并降低流動面積以及經(jīng)受反復清洗循環(huán)的過濾器。
熔體過濾系統(tǒng)可以包括周期性的或連續(xù)的篩網(wǎng)更換過濾器或間歇過濾器。例如，連續(xù)篩網(wǎng)更換過濾器可以包括緩慢進入擠出機中熔體流動路徑的帶式篩網(wǎng)過濾器。熔體混合物流經(jīng)該過濾器，且該過濾器收集該熔體內(nèi)的微粒雜質(zhì)，由于過濾帶周期性地或連續(xù)地被新的帶部分更新，這些雜質(zhì)被它帶出擠出機外。
在一種實施方式中，過濾器的開孔的最大直徑小于或等于將要施用到導體上的護層厚度的一半。例如，如果電線護層具有200微米的厚度，那么過濾器開孔的最大直徑小于或等于100微米。
過濾器開孔的最小尺寸依賴于許多變量。較小的過濾器開孔可導致過濾器的上流側(cè)較大的壓力。因此，必須選擇過濾器開孔和操作方法以防止上流側(cè)不安全的壓力。此外，使用過濾器開孔小于20微米的過濾器會同時導致過濾器上流和下流的不良流動。不良流動可能會延長某些部分的熔融混合物的停留時間。較長的停留時間會導致組合物中顆粒的形成和增大，這些顆粒當施用到導體時會導致電火花泄漏。
在一種實施方式中，熔融過濾的混合物穿過模頭，并用牽引拉伸造粒(strand pelletization)或水下造粒方法造粒。造粒的材料可被包裝、存儲和運輸。在一種實施方式中，顆粒被包裝在襯有金屬箔的塑料袋，通常為聚丙烯袋，或襯有金屬箔的紙袋中?；旧峡梢猿榭昭b有顆粒的袋中的所有空氣。
在一種實施方式中，熱塑性組合物基本上不含可見的顆粒雜質(zhì)?？梢婎w?；颉昂谏唿c”是通常不需要放大就對于人眼可見的深色或有色的顆粒，并具有40微米或更大的平均直徑。雖然一些人能夠不需要放大就目測察覺平均直徑小于30微米的粒子，但是其他人僅能夠察覺平均直徑大于40微米的粒子，術語“可見粒子”、“可見顆?！焙汀昂谏唿c”，當用于此處而沒有指出具體的平均直徑時，是指平均直徑為40微米或更大的粒子。如此處所用的，術語“基本上不含可見的顆粒狀雜質(zhì)”當用于熱塑性組合物時，是指當組合物被注塑形成5個尺寸為75mm×50mm和厚度為3mm的試驗樣片(plaque)，并且從所有側(cè)面用肉眼目測檢查這些試驗樣片的黑色斑點時，所有5個試驗樣板的黑色斑點的總數(shù)小于或等于100，或者更具體地，小于或等于70，或者甚至更具體地，小于或等于50。
在一種實施方式中，粒料被熔融并且用合適的方法例如擠出涂布將該組合物施用到導體上以形成電線。例如，可以使用安裝有螺桿、十字頭、篩板(breaker plate)、分配器、噴嘴(nipple)和模頭的涂布擠出機(coatingextruder)。熔融熱塑性組合物形成置于導體周圍的護層。擠出涂布可使用單錐形模頭、雙錐形模頭、其它合適的模頭或模頭的組合將導體安置在中心，并避免模唇產(chǎn)生(die lip build up)。
在一種實施方式中，將組合物施用到導體上以形成置于導體表面的護層。附加的層將可施用到護層上。
在一種實施方式中，將該組合物施用到在導體和護層之間有一個或多個插入層的導體上，以形成置于導體表面的護層。例如，可將任選的粘合促進層置于導體和護層之間。在另一實施例中，可在施用護層之前用金屬鈍化劑涂覆導體。在另一實施例中，插入層包括熱塑性或熱固性組合物，其在某些情況下是發(fā)泡的。
導體可包括單股線料或多股線料。在一些情況下，多股線料可以被捆束(bundled)、加捻(twisted)、或編織(braided)以形成導體。此外，導體可具有各種形狀，例如圓形或橢圓形。導體可為任何類型的用于傳送信號的導體。示例性的信號包括光、電和電磁。玻璃纖維是光導體的一個例子。合適的電導體包括但不限于，銅、鋁、鉛和包括一種或多種前述金屬的合金。導體也可以是導電墨水或糊劑。
導體的橫截面積和護層的厚度可變化，并且通常由電線的最終用途決定。該電線可以用作電線，其包括但不限于例如汽車用電汽配線(harnesswire)、家用電器用的線材、電力線材(wire for electric power)、設備線材、信息通訊線材、電車(electric car)以及船、飛機等的線材。在一個實施方式中，包覆的導體是光纜，并且能夠用于內(nèi)部應用(建筑物內(nèi))、外部應用(建筑物外)或內(nèi)部和外部應用。示例性應用包括數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡和聲音傳輸網(wǎng)絡例如局域網(wǎng)(LAN)和電話網(wǎng)絡。
在一些實施方式中，在擠出貼合之前干燥熱塑性組合物可能是有用的。示例性的干燥條件是在60～90℃干燥2～20小時。另外，在一種實施方式中，在擠出貼合過程中，熱塑性組合物被熔融過濾，在護層形成之前，通過一個或多個開孔直徑為20微米至150微米的過濾器。在此范圍內(nèi)，開孔直徑可大于或等于30微米，或者更具體地，大于或等于40微米。也在此范圍內(nèi)，開孔直徑可小于或等于130微米，或者更具體地，小于或等于110微米。涂布擠出機可包括一個或多個如上所述的過濾器。
在一種實施方式中，在擠出貼合過程中，熱塑性組合物被熔融過濾，在護層形成之前，通過一個或多個開孔最大直徑小于或等于將要施用到導體上的護層厚度一半的過濾器。例如，如果電線護層具有200微米的厚度，那么過濾器開孔的最大直徑小于或等于100微米。
在另一實施方式中，熔融混合制造的熔融過濾的混合物不進行造粒。而是使用與熔融混合裝置(通常為混合擠出機)串聯(lián)的涂布擠出機，將熔融過濾的混合物直接形成為導體的護層。涂布擠出機可包括一個或多個如上所述的過濾器。
色料濃縮物(color concentrate)或母料可在擠出貼合之前被加入到組合物中。當使用色料濃縮物時，它通常的存在量為小于或等于3重量％，基于組合物的總重量。在一種實施方式中，色料濃縮物中使用的染料和/或顏料不含氯、溴和氟。如本領域技術人員所理解的，在加入色料濃縮物之前組合物的顏色可能會影響獲得的最終顏色，并且在一些情況下，使用漂白劑和/或顏色穩(wěn)定劑可能是有利的。漂白劑和顏色穩(wěn)定劑是本領域已知的并且可以買到。
擠出貼合過程中的擠出機溫度通常小于或等于320℃，或者更具體地，小于或等于310℃，或者更具體地，小于或等于290℃。此外，調(diào)節(jié)加工溫度以提供足夠流動性的熔融組合物以給導體提供護層，溫度例如高于熱塑性組合物的熔點，或者更具體地比熱塑性組合物的熔點高至少10℃。
擠出貼合之后，通常使用水浴、噴水、空氣噴射或一種或多種前述冷卻方法的組合來冷卻電線。示例性的水浴溫度為20～85℃。水可為去離子水，也可將其過濾除去雜質(zhì)。如上所述，使用在線方法(in-line method)檢查電線的電火花泄漏。測試電火花泄漏的示例性方法包括使用電線的導體作為接地電極，使電線緊靠或穿過帶電的電極，使得電線與帶電的電極接觸。當電線上的聚合物護層包括缺陷例如針孔或裂縫時，在帶電的電極和電線的導體之間產(chǎn)生并檢測到弧光。示例性的帶電電極包括珠鏈(bead chain)和電刷。可以根據(jù)線材的最終用途和線材的所有相關工業(yè)規(guī)格使用交流電或直流電給電極充電。電壓可由電火花泄漏試驗領域的普通技術人員確定。使用的頻率依賴于載荷量，也可由電火花泄漏試驗領域的普通技術人員確定。電火花試驗設備可以從例如Clinton Instrument Company，Beta LaserMike和Zumbach買到。
當檢測到電火花時，切斷電線以除去有電火花泄漏的電線部分。因此每個電火花泄漏都產(chǎn)生一個新長度的電線。在接受了電火花泄漏檢測之后，電線可被纏繞在線軸或類似的設備上。示例性的纏繞速度為50米每分鐘(m/min)至1500m/min的速度。電線可被置于具有或者沒有線軸或類似設備的容器中。可以組合幾個線長度以構(gòu)成容器中或線軸或類似設備上的線材總長度。置于容器中或線軸或類似設備上的電線總長度通常依賴于導體的橫截面積和護層的厚度。
電火花泄漏之間的電線的長度是重要的。如果電線的容器包含幾個長度小于150米的段(長度)，電線可能使用效率低，這是因為電線以連續(xù)的方式使用來構(gòu)造各種制品，例如線束等。必須要中斷生產(chǎn)流程以開始一個新的電線段。此外，如果每個容器有多于6個獨立的電線段，那么電線的使用也是效率低的。因此，電火花泄漏的數(shù)量和頻率都是重要的。
因此，清楚的是，熱塑性組合物必須能夠以穩(wěn)定的方式被施用到線材上，具有最小的或沒有電火花泄漏，從而使得當使用適合于電線類型的電火花泄漏試驗方法試驗電線時，沒有電火花泄漏的電線的最小長度為150米，或者更具體地，250米，或者甚至更具體地，500米。電火花泄漏能夠通過護層中的缺陷例如線材護層中的缺限如針孔、顆粒物質(zhì)等導致。
缺陷能夠通過包覆過程(covering process)而引入或者源自熱塑性組合物。缺陷可能通過包覆過程中因為涂布擠出機的不充分清洗而引入，或者如果涂布擠出機的操作長時間停止使得熱塑性組合物形成凝膠和黑色斑點而引入。由前一次涂布而留在擠出機中的殘余物質(zhì)可能形成導致缺陷和電火花泄漏的顆粒。可以通過徹底清洗涂布擠出機尤其是過濾器后的部分以及熔融過濾熱塑性組合物，來減少或消除引入到熱塑性組合物中的缺陷。
類似地，清洗熔融混合設備，尤其是清洗過濾器后的部分能夠減少或消除由源于復合擠出機的在先使用的殘余物產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)和凝膠。
示例性電線的橫截面參見圖1。圖1示出了置于導體2上的護層4。在一種實施方式中，護層4包括發(fā)泡的熱塑性組合物。示例性電線的透視圖如圖2和3所示。圖2示出了置于包括多股線料的導體2上的護層4，和置于護層4和導體2上的任選附加層6。在一種實施方式中，護層4包括發(fā)泡的熱塑性組合物。導體2也可以包括單一的導體。圖3示出了置于單一導體2和插入層6上的護層4。在一種實施方式中，插入層6包括發(fā)泡的組合物。導體2也可以包括多股線料。
在一種實施方式中，電線具有橫截面積為0.15mm2至1.10mm2的導體，厚度為0.15至0.25mm的護層，并且對于總長度為13,500至15,500米的電線，有小于或等于6個獨立長度，或者更具體地，小于或等于4個獨立長度，或者甚至更具體地，小于或等于3個獨立長度，并且每個獨立長度大于或等于150米，或者更具體地，大于或等于250米，或者甚至更具體地，大于或等于500米。如此處所用的，獨立長度是指具有兩個末端的電線的單個長度。
在另一實施方式中，電線具有橫截面積為0.30mm2至1.30mm2的導體，厚度為0.19至0.31mm的護層，并且對于總長度為8,500至14,000米的電線，有小于或等于6個獨立長度，或者更具體地，小于或等于4個獨立長度，或者甚至更具體地，小于或等于3個獨立長度，并且每個獨立長度大于或等于150米，或者更具體地，大于或等于250米，或者甚至更具體地，大于或等于500米。
在另一實施方式中，電線具有橫截面積為1.20mm2至2.10mm2的導體，厚度為0.29至0.36mm的護層，并且對于總長度為5,000至7,100米的電線，有小于或等于6個獨立長度，或者更具體地，小于或等于4個獨立長度，或者甚至更具體地，小于或等于3個獨立長度，并且每個獨立長度大于或等于150米，或者更具體地，大于或等于250米，或者甚至更具體地，大于或等于500米。
在另一實施方式中，電線具有橫截面積為2.90mm2至4.50mm2的導體，厚度為0.3至0.8mm的護層，并且對于總長度為2,500至5,000米的電線，有小于或等于6個獨立長度，或者更具體地，小于或等于4個獨立長度，或者甚至更具體地，小于或等于3個獨立長度，并且每個獨立長度大于或等于150米，或者更具體地，大于或等于250米，或者甚至更具體地，大于或等于500米。
此處所述的熱塑性組合物包括至少兩相，即聚烯烴相和聚(亞芳基醚)相。聚烯烴相是連續(xù)相。在一些實施方式中，聚(亞芳基醚)相被分散在聚烯烴相中。相之間好的相容能夠?qū)е绿岣叩奈锢硇再|(zhì)，其包括在低溫和室溫的更高的沖擊強度、更好的熱老化、更好的阻燃性以及更大的拉伸伸長。通常接受的是，組合物的形態(tài)表示相容性的程度或質(zhì)量。均勻地遍布整個組合物區(qū)域分布的聚(亞芳基醚)的小的、相對均勻尺寸的粒子表示良好的相容效果(good compatibilization)。
此處所述的熱塑性組合物基本上不含鏈烯基芳族樹脂例如聚苯乙烯或橡膠改性的聚苯乙烯(也稱作高抗沖聚苯乙烯或HIPS)?！盎旧喜缓倍x為包含小于10重量％(wt％)，或更具體地小于7wt％，或更具體地小于5wt％，或甚至更具體地小于3wt％的鏈烯基芳族樹脂，基于聚(亞芳基醚)、聚烯烴和嵌段共聚物的總重量。在一種實施方式中，組合物完全不含鏈烯基芳族樹脂。令人驚奇的是，鏈烯基芳族樹脂的存在會不利地影響聚(亞芳基醚)相和聚烯烴相之間的相容效果。
在一種實施方式中，該組合物具有8,000至小于18,000千克/厘米2(kg/cm2)(800至小于1800兆帕(MPa))的撓曲模量。在此范圍內(nèi)，撓曲模量可以大于或等于10,000kg/cm2(1000MPa)，或者，更具體地，大于或等于12,000kg/cm2(1200MPa)。同樣在此范圍內(nèi)，撓曲模量可小于或等于17,000kg/cm2(1700MPa)，或者，更具體地，小于或等于16,000kg/cm2(1600MPa)。此處所述的撓曲模量通過使用ASTM D790-03和1.27mm/min的速度確定。撓曲模量值是三個樣品的平均值。撓曲模量用的樣品使用600-700千克力/cm2的注射壓力和15至20秒的保持時間，在產(chǎn)自Toyo Machinery & MetalCo.LTD的Plastar Ti-80G2的注塑機上形成。剩余的模塑條件在表1中示出。
表1

在一種實施方式中，電線滿足或超過ISO 6722的標準的要求，具體地是指對磨損、級別A，B，C的耐熱老化性、化學耐性和環(huán)境循環(huán)變化的要求。
如此處所用的，“聚(亞芳基醚)”包括多個通式(I)的結(jié)構(gòu)單元

其中，對于每個結(jié)構(gòu)單元，每個Q1和Q2獨立地為氫、鹵素、伯或者仲低級烷基(例如包含1至7個碳原子的烷基)、苯基、鹵代烷基、氨基烷基、烯基烷基、炔基烷基、烴氧基、芳基和至少兩個碳原子分開鹵素和氧原子的鹵代烴氧基。在一些實施方式中，每個Q1獨立地為烷基或苯基例如C1-4烷基，每個Q2獨立地為氫或甲基。聚(亞芳基醚)可包括具有含氨基烷基的端基的分子，所述端基通常位于羥基的鄰位。也經(jīng)常出現(xiàn)的是四甲基二苯醌(TMDQ)端基，其通常從存在四甲基二苯醌副產(chǎn)物的反應混合物中獲得。
聚(亞芳基醚)可以是均聚物、共聚物、接枝共聚物、離子聚合物或嵌段共聚物的形式，以及包括至少一種前述形式的組合。聚(亞芳基醚)包括聚亞苯基醚，其包括任選地組合2，3，6-三甲基-1，4-亞苯基醚單元的2，6-二甲基-1，4-亞苯基醚單元。
聚(亞芳基醚)可通過氧化偶合一羥基芳族化合物例如2，6-二甲酚、2，3，6-三甲苯酚和2，6-二甲酚和2，3，6-三甲苯酚的組合來制備。這種偶合通常采用催化劑體系；所述催化體系能夠包含重金屬化合物例如銅、錳或鈷化合物，通常組合各種其它物質(zhì)例如仲胺、叔胺、鹵化物或兩種或多種前述化合物的組合。
在一種實施方式中，聚(亞芳基醚)包括封端的聚(亞芳基醚)。末端的羥基可通過例如酰化反應用封端劑封端。選擇的封端劑優(yōu)選為以下封端劑，其導致較差活性的聚(亞芳基醚)，由此減少或防止在高溫下加工過程中聚合物鏈交聯(lián)和形成凝膠或黑斑。合適的封端劑包括例如水楊酸、鄰氨基苯甲酸或其取代的衍生物的酯等；水楊酸的酯尤其是水楊酸碳酸酯和線型聚水楊酸酯是優(yōu)選的。如此處所用的，術語“水楊酸的酯”包括其中羧基、羥基或二者都被酯化的化合物。合適的水楊酸酯包括例如水楊酸芳基酯如水楊酸苯酯、乙酰水楊酸、水楊酸碳酸酯和聚水楊酸酯，其包括線型聚水楊酸酯和環(huán)狀化合物例如雙水楊酸內(nèi)酯、三水楊酸內(nèi)酯(trisalicylide)。在一種實施方式中，封端劑選自水楊酸碳酸酯和聚水楊酸酯，尤其是線型聚水楊酸酯和包括一種前述化合物的組合。示例性封端的聚(亞芳基醚)和它們的制備在授權(quán)給White等的美國專利第4,760,118號和授權(quán)給Braat等的第6,306,978號中有描述。
也認為，用聚水楊酸酯封端聚(亞芳基醚)會減少存在于聚(亞芳基醚)鏈中的氨基烷基封端的基團的量。氨基烷基是在制造聚(亞芳基醚)的過程中使用胺的氧化偶合反應的結(jié)果。處于聚(亞芳基醚)的端羥基鄰位的氨基烷基容易在高溫下分解。該分解被認為會導致伯或仲胺的再生和醌甲基化物端基的產(chǎn)生，這進而可能會產(chǎn)生2，6-二烷基-1-羥苯基端基。用聚水楊酸酯封端包含氨基烷基的聚(亞芳基醚)被認為會除去這種氨基，導致聚合物鏈的封端的端羥基和2-羥基-N，N-烷基苯甲酰胺(2-hydroxy-N，N-alkylbenzamine)(水楊酸酰胺(salicylamide))的形成。氨基的除去和封端提供一種對高溫更加穩(wěn)定的聚(亞芳基醚)，由此導致在聚(亞芳基醚)的加工過程中的降解產(chǎn)物更少。
聚(亞芳基醚)能夠具有3,000至40,000克/摩爾(g/mol)的數(shù)均分子量和5,000至80,000g/mol的重均分子量，其由凝膠滲透色譜使用單分散聚苯乙烯標物(40℃的苯乙烯二乙烯基苯凝膠)和具有每毫升氯仿1毫克濃度的樣品確定。聚(亞芳基醚)或多種聚(亞芳基醚)的組合具有大于或等于0.25dl/g的初始特性粘度，在25℃氯仿中測定。初始特性粘度定義為在與組合物的其它組分熔融混合之前聚(亞芳基醚)的特性粘度，最終特性粘度定義為與組合物的其它組分熔融混合之后聚(亞芳基醚)的特性粘度。如本領域普通技術人員所理解的，在熔融混合之后聚(亞芳基醚)的粘度的增加值可高達30％。增加的百分比可以通過(最終特性粘度-初始特性粘度)/初始特性粘度來計算。當使用兩個初始特性粘度時，確定精確比或多或少要依賴于使用的聚(亞芳基醚)的精確特性粘度和所期望的最終物理性質(zhì)。
用于制造熱塑性組合物的聚(亞芳基醚)可以基本上不含可見的顆粒狀雜質(zhì)。在一種實施方式中，聚(亞芳基醚)基本上不含直徑大于15微米的顆粒狀雜質(zhì)。如此處所用的，術語“基本上不含可見的顆粒狀雜質(zhì)”當用于聚(亞芳基醚)時，是指溶解在50毫升氯仿(CHCl3)中的10克聚(亞芳基醚)的樣品，當在光盒(light box)中用肉眼觀察時，顯示出少于5個可見斑點。肉眼可見的粒子通常是直徑大于40微米的粒子。如此處所用的，術語“基本上不含直徑大于15微米的顆粒狀雜質(zhì)”是指溶解在400毫升CHCl3中的40克聚(亞芳基醚)的樣品，每克中尺寸為15微米的粒子的數(shù)目小于50，這通過Pacific Instruments ABS2分析儀，基于5個樣品的平均值測量得到，所述每個樣品是20毫升量的溶解的聚合物物質(zhì)，使所述聚合物物質(zhì)以1毫升每分鐘的流速(±5％)流過分析儀。
熱塑性組合物包括相對于組合物總重量30至65重量％(wt％)量的聚(亞芳基醚)。在此范圍內(nèi)，聚(亞芳基醚)的量可大于或等于40wt％，或者更具體地，大于或等于45wt％。也在此范圍內(nèi)，聚(亞芳基醚)的量可小于或等于55wt％。
聚烯烴的通用結(jié)構(gòu)為CnH2n，并且包括聚乙烯、聚丙烯和聚異丁烯。示例性的均聚物包括聚乙烯、LLDPE(線型低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)和MDPE(中密度聚乙烯)和全同立構(gòu)聚丙烯。此通用結(jié)構(gòu)的聚烯烴樹脂和它們的制備方法是本領域眾所周知的，例如在美國專利2,933,480，3,093,621，3,211,709，3,646,168，3,790,519，3,884,993，3,894,999，4,059,654，4,166,055和4,584,334中有描述。
也可使用聚烯烴的共聚物例如乙烯和α烯烴如丙烯、辛烯和4-甲基戊烯-1的共聚物，以及乙烯和一種或多種橡膠的共聚物，和丙烯和一種或多種橡膠的共聚物。乙烯和C3-C10單烯烴和非共軛二烯的共聚物，此處稱為EPDM共聚物，也是合適的。合適的用于EPDM共聚物的C3-C10單烯烴的例子包括丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、1-己烯、2-己烯和3-己烯。合適的二烯包括1，4-己二烯和單環(huán)和多環(huán)二烯。乙烯和其它C3-C10單烯烴單體的摩爾比可為95∶5至5∶95，二烯單元存在的量為0.1至10mol％。EPDM共聚物可以用乙?；鶊F或美國專利5,258,455中公開的用于接枝到聚亞苯基醚上的親電基團官能化。
熱塑性組合物可包括單一均聚物、均聚物的組合、單一共聚物、共聚物的組合或包括均聚物和共聚物的組合。
在一種實施方式中，聚烯烴選自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯和高密度聚乙烯的組合。聚丙烯可以是均聚丙烯或聚丙烯共聚物。聚丙烯和橡膠的共聚物或嵌段共聚物有時稱作抗沖改性聚丙烯。這種共聚物通常是異相的，并且具有足夠長的每個組分的鏈段(section)以同時具有非晶相和結(jié)晶相。此外，聚丙烯可包括均聚物和共聚物的組合、具有不同熔融溫度的均聚物的組合、或具有不同熔體流動速率的均聚物的組合。
在一種實施方式中，聚丙烯包括結(jié)晶聚丙烯例如全同立構(gòu)聚丙烯。結(jié)晶聚丙烯定義為結(jié)晶度含量(crystallinity content)大于或等于20％，或者更具體地，大于或等于25％，或者甚至更具體地，大于或等于30％的聚丙烯。結(jié)晶度可通過差示掃描量熱(DSC)測定。
在某些實施方式中，聚丙烯具有大于或等于134℃，或者更具體地，大于或等于140℃，或者甚至更具體地，大于或等于145℃的熔融溫度。
聚丙烯具有大于0.4g/10min且小于或等于15g/10min(g/10min)的熔體流動速率(MFR)。在此范圍內(nèi)，熔體流動速率可大于或等于0.6g/10min。也在此范圍內(nèi)，熔體流動速率可小于或等于10，或者更具體地，小于或等于6，或者更具體地小于或等于5g/10min。熔體流動速率可以根據(jù)ASTM D1238使用粉末狀的或粒狀的聚丙烯，在2.16kg的載荷和230℃的溫度測定。
高密度聚乙烯可以是均聚乙烯或聚乙烯共聚物。此外，高密度聚乙烯包括均聚物和共聚物的組合、具有不同熔融溫度的均聚物的組合、或具有不同熔體流動速率且通常密度為0.941-0.965g/cm3的均聚物的組合。
在某些實施方式中，高密度聚乙烯具有大于或等于124℃，或者更具體地，大于或等于126℃，或者甚至更具體地，大于或等于128℃的熔融溫度。
高密度聚乙烯具有大于或等于0.10g/10min且小于或等于15g/10min(g/10min)的熔體流動速率(MFR)。在此范圍內(nèi)，熔體流動速率可大于或等于1.0g/10min。也在此范圍內(nèi)，熔體流動速率可小于或等于10，或者更具體地，小于或等于6，或者更具體地小于或等于5g/10min。熔體流動速率可以根據(jù)ASTM D1238使用粉狀的或粒狀的聚乙烯，在2.16kg的載荷和190℃的溫度測定。
該組合物可包括15至35重量％(wt％)量的聚烯烴，相對于組合物的總重量。在此范圍內(nèi)，聚烯烴的量可大于或等于17wt％，或者更具體地，大于或等于20wt％。也在此范圍內(nèi)，聚烯烴的量可小于或等于33wt％，或者更具體地，小于或等于30wt％。
在一種實施方式中，聚烯烴包括高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯，HDPE的量(以重量計)小于聚丙烯的量(以重量計)。
在一種實施方式中，聚烯烴存在的量(以重量計)小于聚(亞芳基醚)的量(以重量計)。
聚合物增容劑是提高聚烯烴相和聚(亞芳基醚)相之間的相容性的樹脂和添加劑。聚合物增容劑包括嵌段共聚物、聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物和如下所述的嵌段共聚物和聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的組合。
如此處和整個說明書中所用的，“嵌段共聚物”是指單種嵌段共聚物或多種嵌段共聚物的組合。嵌段共聚物包括至少一個含芳基亞烷基重復單元的嵌段(A)和至少一個含亞烷基重復單元的嵌段(B)。嵌段(A)和(B)的排列可以是線型結(jié)構(gòu)或所謂的具有支鏈的徑向遠端嵌段結(jié)構(gòu)(radial teleblockstructure)。A-B-A三嵌段共聚物具有兩個含芳基亞烷基重復單元的嵌段A。芳基亞烷基單元的側(cè)芳基部分可以是單環(huán)或多環(huán)的，并且可以在環(huán)部分的任何可用的位置具有取代基。合適的取代基包括具有1至4個碳原子的烷基。示例性的芳基亞烷基單元是式II中所示的苯基亞乙基 只要芳基亞烷基單元的量超過亞烷基單元的量，嵌段A就可進一步包括具有2至15個碳原子的亞烷基單元。
嵌段B包括具有2至15個碳原子的亞烷基重復單元例如亞乙基、亞丙基、亞丁基或兩種或多種前述基團的組合。只要亞烷基單元的量超過芳基亞烷基單元的量，嵌段B就可進一步包括芳基亞烷基單元。
嵌段A各自可具有與其它嵌段A相同或不同的分子量。類似地，嵌段B各自可具有與其它嵌段B相同或不同的分子量。嵌段共聚物可以通過與α-β不飽和羧酸的反應而被官能化。
在一種實施方式中，B嵌段包括芳基亞烷基單元和具有2至15個碳原子的亞烷基單元的共聚物，所述亞烷基單元例如亞乙基、亞丙基、亞丁基或兩種或多種前述基團的組合。B嵌段可進一步包括一些不飽和非芳族碳碳鍵。
B嵌段可為受控分布的共聚物。如此處所用的“受控分布”定義為是指一種分子結(jié)構(gòu)，其缺少任一單體的界限清楚的嵌段，其中任何給定單個單體的“小嵌段(runs)”具有20單元的最大數(shù)目平均值，這通過僅存在一個介于兩個均聚物的Tg之間的單個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)而表明，或通過質(zhì)子核磁共振方法而表明。當B嵌段包括受控分布的共聚物時，每個A嵌段可能具有3,000至60,000g/mol的平均分子量，每個B嵌段可能具有30,000至300,000g/mol的平均分子量，這通過光散射技術測定。當B嵌段是受控分布的共聚物時，每個B嵌段包括至少一個富含亞烷基單元的與A嵌段相鄰的端區(qū)，和富含芳基亞烷基單元的不與A嵌段相鄰的區(qū)域。芳基亞烷基單元的總量為15至75重量％，基于嵌段共聚物的總重量。B嵌段中亞烷基單元與芳基亞烷基單元的重量比可為5∶1至1∶2。示例性嵌段共聚物在美國專利申請第2003/181584中有進一步的公開，并且可以從Kraton Polymers以商標名KRATON買到。示例性的規(guī)格是A-RP6936和A-RP6935。
芳基亞烷基重復單元由芳基亞烷基單體例如苯乙烯的聚合產(chǎn)生。亞烷基重復單元由二烯例如丁二烯衍生的重復的不飽和單元的氫化產(chǎn)生。丁二烯可包括1，4-丁二烯和/或1，2-丁二烯。B嵌段還可包括一些不飽和的非芳族碳碳鍵。
示例性的嵌段共聚物包括聚苯基乙烯-聚(乙烯/丙烯)-聚苯基乙烯(polyphenylethylene-poly(ethylene/propylene)-polyphenylethylene)(有時候?qū)憺榫郾揭蚁?聚(乙烯/丙烯)-聚苯乙烯)和聚苯基乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯基乙烯(polyphenylethylene-poly(ethylene/butylene)-polyphenylethylene)(有時候?qū)憺榫郾揭蚁?聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯)。
在一種實施方式中，聚合物增容劑包含兩種嵌段共聚物。第一嵌段共聚物的芳基亞烷基含量大于或等于50重量％，基于第一嵌段共聚物的總重量。第二嵌段共聚物的芳基亞烷基含量小于或等于50重量％，基于第二嵌段共聚物的總重量。示例性的嵌段共聚物的組合是苯乙烯含量為15重量％至40重量％的第一聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)-聚苯乙烯，基于嵌段共聚物的總重量，和苯乙烯含量為55重量％至70重量％的第二聚苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-聚苯乙烯，基于嵌段共聚物的總重量。芳基亞烷基含量大于50重量％的示例性嵌段共聚物可從Asahi以商標名TUFTEC買到，并具有規(guī)格名稱例如H1043，以及一些可從Kuraray以商標名SEPTON獲得的規(guī)格。芳基亞烷基含量小于50重量％的示例性嵌段共聚物可從Kraton Polymers以商標名KRATON買到，并具有例如G-1701、G-1702、G-1730、G-1641、G-1650、G-1651、G-1652、G-1657、A-RP6936和A-RP6935的規(guī)格名稱。
在一種實施方式中，聚合物增容劑包括三嵌段共聚物和二嵌段共聚物。
在一些實施方式中，嵌段共聚物具有5,000～1,000,000克/摩爾(g/mol)的數(shù)均分子量，使用聚苯乙烯標物通過凝膠滲透色譜(GPC)測定。在此范圍內(nèi)，數(shù)均分子量可為至少10,000g/mol，或者更具體地，至少30,000g/mol，或者甚至更具體地，至少45,000g/mol。也在此范圍內(nèi)，數(shù)均分子量可優(yōu)選高達800,000g/mol，或者更具體地，高達700,000g/mol，或者甚至更具體地，高達650,000g/mol。
聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物在此處定義為具有丙烯聚合物主鏈和一個或多個苯乙烯聚合物接枝的接枝共聚物。形成聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的主鏈或基質(zhì)的丙烯聚合物材料是(a)丙烯均聚物；(b)丙烯和烯烴的無規(guī)共聚物，該烯烴選自乙烯和C4-C10烯烴，條件是，當烯烴為乙烯，聚合的乙烯含量為至多約10重量％，優(yōu)選至多約4重量％，并且當烯烴為C4-C10烯烴時，聚合的C4-C10烯烴含量為至多約20重量％，優(yōu)選至多約16重量％，(c)丙烯和至少兩種選自乙烯和C4-C10α-烯烴的烯烴的無規(guī)三元共聚物，條件是，聚合的C4-C10烯烴含量為至多約20重量％，優(yōu)選至多約16重量％，并且當乙烯為烯烴之一時，聚合的乙烯含量為至多約5重量％，優(yōu)選至多約4重量％；或(d)丙烯的均聚物或無規(guī)共聚物，其用乙烯-丙烯單體橡膠以及物理混合在反應器中進行抗沖改性，改性的聚合物的乙烯-丙烯單體橡膠含量為約5至約30重量％，橡膠的乙烯含量為約7至約70重量％，優(yōu)選約10至約40重量％。C4-C10烯烴包括直鏈和支化的C4-C10α-烯烴例如1-丁烯，1-戊烯，3-甲基-1-丁烯，4-甲基-1-戊烯，1-己烯，3，4-二甲基-1-丁烯，1-庚烯，1-辛烯，3-甲基-己烯等。丙烯均聚物和抗沖改性的丙烯均聚物是優(yōu)選的丙烯聚合物材料。雖然不是優(yōu)選的，用二烯含量為約2至約8重量％的乙烯-丙烯-二烯單體橡膠抗沖改性的丙烯均聚物和無規(guī)共聚物也能夠用作丙烯聚合物材料。合適的二烯包括二環(huán)戊二烯、1，6-己二烯、乙叉降冰片烯等。
用于指存在于聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物中丙烯聚合物材料的主鏈上的接枝聚合物的術語“苯乙烯聚合物”，是指(a)苯乙烯或烷基苯乙烯的均聚物，該烷基苯乙烯為具有至少一個C1-C4直鏈或支化的烷基環(huán)取代基的烷基苯乙烯，尤其是對烷基苯乙烯；(b)具有任意比例的(a)單體彼此之間的共聚物；和(c)至少一種(a)單體與其α-甲基衍生物例如α-甲基苯乙烯的共聚物，其中α-甲基衍生物占共聚物的約1至約40重量％。
聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物可包括約10至約90重量％的丙烯聚合物主鏈和約90至約10重量％的苯乙烯聚合物接枝。在此范圍內(nèi)，丙烯聚合物主鏈可占總接枝共聚物的至少約20重量％，并且丙烯聚合物主鏈可占總接枝共聚物的高達約40重量％。也在此范圍內(nèi)，苯乙烯聚合物接枝可占總接枝共聚物的至少約50重量％，或者更具體地，至少約60重量％。
聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物的制備在例如授權(quán)給DeNicola，Jr.等的美國專利4,990,558中有描述。合適的聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物也是可買到的，例如來自Basell的P1045H1和P1085H1。
聚合物增容劑存在的量為相對于組合物總重量的2至30重量％。在此范圍內(nèi)，聚合物增容劑可以相對于組合物的總重量以大于或等于4重量％，或者更具體地以大于或等于6重量％的量存在。也在此范圍內(nèi)，聚合物增容劑可以相對于組合物的總重量以小于或等于18的量存在，或者更具體地，以小于或等于16，或者甚至更具體地，以小于或等于14重量％。
示例性的阻燃劑包括三聚氰胺(CAS No.108-78-1)、氰尿酸三聚氰胺(melamine cyanurate)(CAS No.37640-57-6)、磷酸三聚氰胺(CAS No.20208-95-1)、焦磷酸三聚氰胺(CAS No.15541-60-3)、聚磷酸三聚氰胺(CAS#218768-84-4)、蜜白胺、蜜勒胺(melem)、氰脲酰胺(melon)、硼酸鋅(CAS No.1332-07-6)、磷酸硼、紅磷(CAS No.7723-14-0)、有機磷酸酯、磷酸二氫銨(CAS No.7722-76-1)、磷酸氫二銨(CAS No.7783-28-0)、烷基膦酸酯(CAS No.78-38-6和78-40-0)、金屬二烷基膦酸酯、聚磷酸銨(CAS No.68333-79-9)、低熔點玻璃(low melting glasses)和兩種或多種前述阻燃劑的組合。
示例性有機磷酸酯阻燃劑包括但不限于，磷酸酯，其包括苯基、取代的苯基或苯基和取代的苯基的組合；基于間苯二酚的雙芳基磷酸酯，例如間苯二酚雙-二苯基磷酸酯；以及基于雙酚的那些有機磷酸酯例如雙酚A雙-二苯基磷酸酯。在一種實施方式中，有機磷酸酯選自磷酸三(烷基苯)酯(例如，CAS No.89492-23-9或CAS No.78-33-1)、間苯二酚雙-二苯基磷酸酯(例如，CAS No.57583-54-7)、雙酚A雙-二苯基磷酸酯(例如，CAS No.181028-79-5)、磷酸三苯酯(例如，CAS No.115-86-6)、磷酸三(異丙基苯)酯(例如，CAS No.68937-41-7)和兩種或多種前述有機磷酸酯的混合物。
在一種實施方式中，有機磷酸酯包括通式III的雙芳基磷酸酯 其中，R、R5和R6各自獨立地為具有1至5個碳原子的烷基，R1-R4獨立地為具有1至10個碳原子的烷基、芳基、芳烷基或烷芳基；n為1至25的整數(shù)；和s1和s2獨立地為0至2的整數(shù)。在一些實施方式中，OR1、OR2、OR3和OR4獨立地衍生自苯酚、單烷基苯酚、二烷基苯酚或三烷基苯酚。
如本領域技術人員所容易理解的，雙芳基磷酸酯衍生自雙酚。示例性雙酚包括2，2-雙(4-羥苯基)丙烷(所謂的雙酚A)、2，2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、雙(4-羥苯基)甲烷、雙(4-羥基-3，5-二甲苯基)甲烷和1，1-雙(4-羥苯基)乙烷。在一種實施方式中，雙酚包括雙酚A。
有機磷酸酯可以具有不同的分子量，這使得難以確定熱塑性組合物中所用的不同有機磷酸酯的量。在一種實施方式中，有機磷酸酯中磷的含量為相對于組合物總重量的0.8重量％至1.2重量％。
當存在于熱塑性組合物中，阻燃劑的量，足以使電線，當根據(jù)ISO 6722的標準中定義的火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)程進行試驗時，具有小于或等于70秒的火焰熄滅時間。
在一種實施方式中，阻燃劑包括有機磷酸酯，其存在的量為相對于組合物總重量的5至18重量％(wt％)。在此范圍內(nèi)，有機磷酸酯的量可以大于或等于7wt％，或者更具體地，大于或等于9wt％。也在此范圍內(nèi)，有機磷酸酯的量可以小于或等于16wt％，或者更具體地，小于或等于14wt％。
此外，組合物也可任選地包含各種添加劑例如抗氧化劑；平均粒度小于或等于10μm的填料和增強劑，例如硅酸鹽、TiO2、纖維、玻璃纖維、玻璃球、碳酸鈣、滑石和云母；脫模劑；UV吸收劑；穩(wěn)定劑例如光穩(wěn)定劑等；潤滑劑；增塑劑；顏料；染料；著色劑；抗靜電劑；發(fā)泡劑(blowing agent)；起泡劑(foaming agent)；金屬鈍化劑，和包括一種或多種前述添加劑的組合。
通過以下非限制性實施例進一步說明組合物和電線。
實施例使用表2中所列的材料制備以下實施例。
表2

通過在雙螺桿擠出機中熔融混合各組分制備熱塑性組合物。PPE和嵌段共聚物在進料口加入，PP在下游區(qū)擠出機的第二開孔加入。有機磷酸酯在擠出機的后半部分用液體注射器加入。制備該組合物，不使用過濾器(沒有篩網(wǎng))，或使用一個或兩個具有不同開孔尺寸、如表4和5中所示的過濾器熔融過濾。在擠出機的末端使用線料造粒將該物質(zhì)造粒。組成示于表3中。
在與導體一起擠出形成電線之前，在80℃下干燥熱塑性組合物3-4小時。導體是具有0.2平方毫米(mm2)導體尺寸的銅線。使用250m/min的線速度制造電線。在100℃預加熱熱塑性組合物，并將其擠出到275℃的導體上，不使用過濾器(沒有篩網(wǎng))，或者用具有如表4和5中所示的開孔尺寸(以微米計)的過濾器熔融過濾。護層具有0.2mm(表4)和0.15mm(表5)的厚度。使用5千伏(KV)在1250米的長度上、使用高頻率AC電火花試驗儀(型號HF-ISA/BD-12，得自The Clinton Instrument Company，Clinton，Connecticut)測試電線的電火花泄漏。每組制造條件的電火花泄漏數(shù)如表4和5所示。
表3

表4

*對比例表5

*對比例從表4和表5可以看出，熔融混合過程中、擠出貼合過程中或熔融混合和擠出貼合過程中的過濾對于制造具有很少或沒有電火花泄漏的電線是重要的，尤其是隨著護層厚度的降低，更是如此。
雖然已經(jīng)參考幾種實施方式描述了本發(fā)明，本領域技術人員應該理解，可以做出各種變化，并且等價物可代替其成分，而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，可以做出許多變化形式，以使具體的情況或材料適應于本發(fā)明的教導，而不偏離其基本范圍。因此，期望本發(fā)明不限于作為進行本發(fā)明的最佳方式公開的具體實施方式
，而本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施方式。
所有引用的專利、專利申請和其它參考文獻的全部內(nèi)容在此處引入作為參考。
權(quán)利要求
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?qū)w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，以形成第二過濾的混合物；將第二過濾的混合物施用到導體上。
7.一種制造電線的方法，其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2,500至15,500米電線小于或等于5個的電火花泄漏。
8.一種護層，其包括熱塑性組合物，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，其中包括置于導體上的護層的電線，對于2,500至15,500米的電線，有小于或等于5個的電火花泄漏。
9.一種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(zhì)。
10.一種導體的護層，其中護層包括由以下方法制造的熱塑性組合物，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。
11.一種導體的護層，其中該護層包括由以下方法制造的熱塑性組合物，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第一混合物；熔融過濾第一混合物通過第一過濾器；熔融過濾第一過濾的混合物通過第二過濾器，以形成第二過濾的混合物。
12.權(quán)利要求11的護層，其中第一過濾器具有直徑為20微米至150微米的開孔，第二過濾器具有直徑為20微米至150微米的開孔，或者第一和第二過濾器都具有直徑為20微米至150微米的開孔。
13.權(quán)利要求11的護層，其中該護層具有厚度，第二過濾器具有最大直徑小于或等于護層厚度一半的開孔。
14.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中導體包括單股線料或多股線料。
15.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中聚烯烴選自聚丙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯與高密度聚乙烯的組合。
16.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有為受控分布共聚物的嵌段。
17.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑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亞烷基含量大于或等于第一嵌段共聚物總重量的50重量％，第二嵌段共聚物中芳基亞烷基含量小于或等于第二嵌段共聚物總重量的50重量％。
18.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。
19.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中聚合物增容劑包括聚丙烯-聚苯乙烯接枝共聚物。
20.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中熱塑性組合物還包括阻燃劑。
21.前述權(quán)利要求中任一項的電線或護層，其中熱塑性組合物中聚烯烴以重量計的含量小于聚(亞芳基醚)以重量計的含量量，基于聚烯烴和聚(亞芳基醚)的總重量。
全文摘要
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。
文檔編號H01B3/30GK101080781SQ200580043406
公開日2007年11月28日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者維杰伊·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 申請人:通用電氣公司