[发明专利]具有交联的外层的多层绝缘导体

说明书

相关申请

本申请涉及同日申请的题目也为“Multi-Layered Insulated Conductor with Crosslinked Outer Layer”的美国申请No.12/380,533和题目为“Method for Extrusion of Multi-Layer Coated Elongate Member”的美国申请No.12/380,516，通过参考将上述申请公开的内容并入本文中。

技术领域

本申请涉及绝缘电导体，尤其涉及多层绝缘导体，所述多层绝缘导体具有覆盖内部芳香族聚合物层的交联外层，且一个或更多的粘结层在交联外层和内部芳香族层之间。

背景技术

电绝缘线通常用在绝缘物的物理、机械、电学和热学特性经受极端条件考验的环境中。在许多情形中，用于绝缘的材料具有在一个或更多的这些特性中实现好的性能的期望属性，但是代价是折衷其它的期望特性中的一个或更多个，其可能对实现期望的和商业上有吸引力的特性的整体平衡的努力产生负面影响。在试图实现多个特性的所述平衡时，多层绝缘系统是有用的。

航空应用朝向不断变高的性能标准前进，尺寸和重量形成了用在这些应用中的电线和电缆的整体设计要求的相当大的一部分。期望减小总的绝缘厚度，特别是在主电线(即，用于形成电缆或束)中的绝缘厚度，以便减小电线的重量和尺寸。通过减小主电线的直径，对应的所述电线的束-以及用作它们的保护覆盖层的任何外部金属编织件和/或套，还可以具有总和较小的直径，且因此较轻。可替代地或组合地，更小和更轻的主电线可以允许在较少的且更重的电线的空间相同的空间内封装数量更多的电线，而不必显著地改变布线、密封和/或限制电缆的硬件系统。

高性能含氟聚合物是广泛使用且被接受的一种用在飞行器电线绝缘系统中的材料。然而，减小这些材料的壁厚以获得重量上的节省通常导致机械性能变差和电弧轨迹阻抗的增加，其预期还将导致不可接受的电性能。

为了安全的缘故，错误的电流弧或“电弧轨迹”在飞行器布线中是尤其不希望有的。由于先前存在的缺陷，在布线时通常发生绝缘失败，开始电弧点火，且可能损坏电缆或其连接至的装置的整个区域。通常，由附近中的电解用液体的存在所帮助形成的具有初始高阻抗的漏电流导致湿电弧轨迹，随后在时间过程期间降低了阻抗，并最终导致高能的短路电弧。或者，也可能出现干电弧轨迹，并可能导致突然的低阻抗分路。任一种都可能导致巨大的故障。

在现有的绝缘导体中发现了这些和其它的缺陷。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，公开了一种绝缘导体。绝缘导体包括细长导体和绝缘系统，该绝缘系统具有包括邻近细长导体的芳香族热塑性材料的内绝缘层、邻近内绝缘层的中间层以及包括邻近中间层的交联的含氟聚合物的外绝缘层。内绝缘层具有沿其长度的小于约0.051mm(0.002英寸)的厚度，且小于绝缘系统的体积的约28％。

在一个优选的实施例中，导体是在20AWG和26AWG之间的多股绞合的导体(即具有在约0.46mm(0.0180英寸)至约1.04mm(0.041英寸)范围内的直径，内层和中间层中的每一个的厚度是在约0.013mm(0.0005英寸)至0.051mm(0.002英寸)的范围内，绝缘系统的总厚度是在约0.15mm(0.006英寸)和约0.18mm(0.007英寸)之间)。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于制造绝缘导体的方法。所述方法包括顺序步骤：提供细长导体；之后熔化挤压出芳香族热塑性材料到细长导体的外表面上，以形成具有沿其长度小于0.051mm(0.002英寸)的大致均匀的厚度的内绝缘层；之后熔融挤压出电弧轨迹阻抗材料，包括由四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯和全氟乙烯烷基醚构成的组形成的共聚物，以形成邻近内层并沿其长度具有大致均匀的厚度的中间层；之后熔融挤压出包括覆盖中间层的交联剂和含氟聚合物的化合物以形成外绝缘层，以提供具有总厚度为约0.15mm(0.006英寸)至约0.18mm(0.007英寸)的绝缘系统；之后交联所述外绝缘层。

本发明的特定示例性实施例的优点包括提供了具有耐久的低重量的绝缘系统的绝缘导体。

本发明的特定示例性实施例的另一优点包括绝缘导体出人意料地实现了绝缘重量和尺寸的减小，同时保持或改善机械性能和电弧轨迹阻抗以满足可接受的电学性能标准。

其它的优点可以包括降低烟雾的产生、提高承受热循环的能力、改善在升高的温度下对刺穿的耐受能力以及即使外层被损坏内层承受电压的能力，等等。