具有改進(jìn)的刮擦磨損耐受性的多層絕緣導(dǎo)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)是針對(duì)絕緣電導(dǎo)體，并且更特別地針對(duì)導(dǎo)致對(duì)刮擦磨損（scrape abrasion)的改善的耐受性（resistance)的多層絕緣導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 電絕緣電線通常用在絕緣的物理、機(jī)械、電氣、熱性能被置于極端條件下測(cè)試的環(huán) 境中。對(duì)由絕緣的機(jī)械磨損導(dǎo)致的失效的耐受性保持為用于初級(jí)電線的重要性能要求，特 別是在航空應(yīng)用中。
[0003] 然而，由于這些應(yīng)用朝著不斷提高的性能標(biāo)準(zhǔn)前進(jìn)，尺寸和重量形成用于這些應(yīng) 用中的電線和電纜的整體設(shè)計(jì)要求的重要部分。因此，雖然增加的絕緣厚度可提供更好的 磨損耐受性，額外的絕緣體積增加了重量并增加了剛度，使得電線和電纜難以操縱。然而， 降低總體絕緣厚度以減少重量和尺寸常規(guī)地與磨損耐受性的降低相關(guān)聯(lián)。
[0004] 將被解決的問(wèn)題是在當(dāng)前絕緣導(dǎo)體中所發(fā)現(xiàn)的上述缺點(diǎn)和其他缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 一種絕緣導(dǎo)體提供了解決方案。該絕緣導(dǎo)體包括長(zhǎng)形（elongate)導(dǎo)體和多層絕 緣系統(tǒng)，該多層絕緣系統(tǒng)具有擠壓的（extruded)第一絕緣層和擠壓的第二絕緣層，其中該 擠壓的第一絕緣層包括覆蓋長(zhǎng)形導(dǎo)體的芳香族（aromatic)熱塑性材料，該擠壓的第二絕 緣層包括與第一絕緣層接觸的全氟聚合物（perfluoropolymer)。第一和第二絕緣層每個(gè)的 壁厚度被設(shè)置為使得該多層絕緣系統(tǒng)呈現(xiàn)出的刮擦磨損耐受性顯著地大于第一和第二絕 緣層在該厚度時(shí)的刮擦磨損耐受性的總和。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 結(jié)合示出了本發(fā)明的原理的、借助于示例的方式示出的附圖，本發(fā)明的其他特征 和優(yōu)勢(shì)將從示例性所述的下列的更詳細(xì)地描述而變得顯而易見(jiàn)。
[0007] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的絕緣導(dǎo)體的透視圖，其中絕緣層被部分 移除。
[0008] 圖2示出了圖1的絕緣導(dǎo)體沿著線2-2截取的橫截面視圖。
[0009] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的絕緣導(dǎo)體的側(cè)視圖，其中絕緣層被部分 移除，并且其中導(dǎo)體是編織電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 其中類似的部件在不止一個(gè)附圖中出現(xiàn)，為了清楚起見(jiàn)，嘗試使用類似的附圖標(biāo) 記。
[0011] 示例性實(shí)施例是針對(duì)一種多層絕緣導(dǎo)體，該多層絕緣導(dǎo)體將高模量層與具有低的 表面能量的固態(tài)潤(rùn)滑劑層組合，其出人意料且增效地呈現(xiàn)改善的刮擦磨損耐受性而同時(shí)保 持允許該導(dǎo)體在廣泛范圍的應(yīng)用中（包括航空應(yīng)用）使用的尺寸和重量。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，公開(kāi)了一種絕緣導(dǎo)體。該絕緣導(dǎo)體包括長(zhǎng)形導(dǎo)體和 多層絕緣系統(tǒng)，該多層絕緣系統(tǒng)具有擠壓的第一絕緣層和擠壓的第二絕緣層，其中該擠壓 的第一絕緣層包括覆蓋長(zhǎng)形導(dǎo)體的芳香族熱塑性塑料，該擠壓的第二絕緣層包括與第一絕 緣層接觸的全氟聚合物。第一和第二絕緣層每個(gè)的壁厚度被設(shè)置為使得該多層絕緣系統(tǒng)呈 現(xiàn)出的刮擦磨損耐受性顯著地大于第一和第二絕緣層單獨(dú)在該厚度時(shí)的刮擦磨損耐受性 的總和。
[0013] 在一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣導(dǎo)體是長(zhǎng)形的導(dǎo)體并且是具有擠壓的第一絕緣 層和擠壓的第二絕緣層的雙層絕緣系統(tǒng)，其中該擠壓的第一絕緣層包括覆蓋長(zhǎng)形導(dǎo)體的 PEEK并且具有約0. 003英寸的平均壁厚度，該擠壓的第二絕緣層包括覆蓋第一絕緣層并且 與該第一絕緣層接觸的PTFE并且具有約0. 003英寸的平均壁厚度。
[0014] 在另一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣導(dǎo)體是包括編織電纜的長(zhǎng)形的導(dǎo)體并且是具 有擠壓的第一絕緣層和擠壓的第二絕緣層的雙層絕緣系統(tǒng)，其中該擠壓的第一絕緣層包括 覆蓋長(zhǎng)形導(dǎo)體的退火的（annealed)PEEK并且具有約0. 0055英寸的平均壁厚度，該擠壓的 第二絕緣層包括覆蓋第一絕緣層并且與該第一絕緣層接觸的FEP并且具有約0. 0085英寸 的平均壁厚度。
[0015] 本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)包括：提供了一種絕緣導(dǎo)體，其具有耐用、低重 量的絕緣系統(tǒng)。
[0016] 本發(fā)明的某些實(shí)施例的另一優(yōu)勢(shì)包括：該多層絕緣導(dǎo)體通過(guò)這些層的組合意想不 到地實(shí)現(xiàn)了改善的刮擦磨損耐受性，其刮擦磨損耐受性顯著地大于將從使用那些單獨(dú)的層 的組合所期望的個(gè)體作用的加和。
[0017] 轉(zhuǎn)到圖1，本發(fā)明的示例性實(shí)施例針對(duì)包括長(zhǎng)形導(dǎo)體12和具有第一絕緣層14和第 二絕緣層16的絕緣系統(tǒng)的絕緣導(dǎo)體10。雖然本文中主要是關(guān)于長(zhǎng)形導(dǎo)體12是單根或多股 導(dǎo)體的主電線，但是可以認(rèn)識(shí)到，絕緣導(dǎo)體10也可以是編織電纜或其他的電線束。在長(zhǎng)形 導(dǎo)體12是電纜的實(shí)施例中，構(gòu)成電纜的電線可以已經(jīng)被絕緣和/或屏蔽，或可以沒(méi)有被絕 緣和/或屏蔽，如果已經(jīng)被絕緣，每個(gè)單獨(dú)的電線可獨(dú)立地使用常規(guī)的絕緣部或根據(jù)示例 性實(shí)施例的絕緣系統(tǒng)。在電纜的情況下，第一和第二絕緣層14、16從而包覆整個(gè)編織的電 線束以形成絕緣導(dǎo)體10,如圖3所示。
[0018] 長(zhǎng)形導(dǎo)體12可以是任何合適的規(guī)格并且可以是實(shí)心的或成股的（S卩，由很多較小 的電線扭在一起而形成）。圖2示出了圖1中示出的絕緣導(dǎo)體的橫截面視圖，其中長(zhǎng)形導(dǎo) 體12是成股的導(dǎo)體，其優(yōu)選地用于飛機(jī)或該導(dǎo)體將經(jīng)受振動(dòng)的其他裝置中的應(yīng)用中。導(dǎo) 體12通常是銅或其他金屬，諸如銅合金或鋁。如果使用純銅，其可被涂覆有錫、銀、鎳或其 他金屬，以減少氧化并改進(jìn)可焊接性。成股導(dǎo)體可以是同節(jié)距、同心或其他類型的。對(duì)于實(shí) 心導(dǎo)體，導(dǎo)體優(yōu)選地具有在約0. 204英寸（約5. 18mm)到約0. 016英寸（約0. 40mm)范圍 中的直徑，或者對(duì)于成股導(dǎo)體，導(dǎo)體優(yōu)選地具有在約0. 232英寸（約5. 89_)到約0. 019英 寸（約0. 48mm)范圍中的直徑，其對(duì)應(yīng)于4AWG到26AWG電線的成股直徑。典型的是4AWG、 6八恥、8六訊；、1(^訊；、12六訊；、14六訊；、16六訊；、18六訊；、2(^訊；、22六訊；、24六訊；、和/或26六訊；的導(dǎo)體。
[0019] 第一絕緣層14覆蓋長(zhǎng)形導(dǎo)體12并且鄰近該長(zhǎng)形導(dǎo)體12。第一絕緣層14包括擠 壓的芳香族熱塑性材料。第一絕緣層14可通過(guò)任何合適的擠壓技術(shù)，諸如例如管擠壓，而 被施加。如將認(rèn)識(shí)到的，管擠壓是指這樣的技術(shù)，其中被擠壓的材料在擠壓機(jī)鑄模外被接觸 到其將被施加的表面，而壓力擠壓是指這樣的技術(shù)，其中將被擠壓的材料當(dāng)其仍處于擠壓 機(jī)鑄模中時(shí)被接觸到其將被施加到的表面上。
[0020] 選擇用于第一絕緣層14的材料（在一些情況下可以是內(nèi)層或芯部層）是芳 香族熱塑性材料，其選擇為在室溫和在高溫下都具有非常高的拉伸模量（如根據(jù)ASTM D638測(cè)量的）。更特別地，第一絕緣層可以是包含來(lái)自于聚酮族中的一種或多種化合物 的聚亞芳基醚酮（polyaryleneetherketone)或混合物；示例性的這些材料包括聚醚醚 酮（polyetheretherketone，PEEK)、聚釀酮酮（polyetherketoneketone，PEKK)和聚釀酮 (polyetherketone，PEK)、聚醚酰亞胺（polyetherimide，PEI)以及其混合物。優(yōu)選地，第一 絕緣材料14包括PEEK。在一些實(shí)施例中，用于第一絕緣層14的芳香族材料可以被退火。
[0021] 第二絕緣材料16與第一絕緣材料14接觸。類似于第一絕緣材料14,第二絕緣材料 16也被擠壓以提供沿著其長(zhǎng)度基本均勻的厚度，這帶來(lái)了光滑的外表面。類似于第一絕緣 層14,第二絕緣層16可通過(guò)管擠壓技術(shù)或壓力擠壓技術(shù)而被施加。第二絕緣層16包括具 有低的表面能量的材料，諸如全氟烷氧基聚合物（PFA)、氟化乙烯丙烯聚合物（FEP)、聚四 氟乙烯聚合物（PTFE)、全氟烷氧基聚合物（MFA)、全氟聚醚（PFPE)、聚三氟氯乙烯（PCTFE) 以及其混合物。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第二絕緣層的全氟