[发明专利]包含剪切致稠组合物的缆线

说明书

发明领域

本发明涉及缆线。在一个方面，本发明涉及能量和通讯缆线，而另一 方面，本发明涉及保护这些缆线免受因外加力导致损坏的方法。在其他应 用中，本发明涉及包含剪切致稠组合物的缆线。

发明背景

能量和通讯传输缆线易于受到许多不同方式导致的损坏，包括被如下 物体戳穿：铁铲、卡车和其他设备，加上子弹、箭和其他抛物体。使用厚 的绝缘塑料层、金属铠装层等设计缆线以抵抗这些破坏。一种设计是在导 体部件周围为双层或多层绝缘和/或保护涂层，如美国专利4,789,589、 5,841,072和7,105,749教导的那些。另一种设计包括涂布聚合物的金属屏蔽 物和铠装产品，如得自The Dow Chemical Company的ZETABON^tm金属铠 装产品。此设计的一种变型是用发泡聚合物层，例如发泡聚丙烯层代替金 属层。

还有另一种设计是含有阻水的触变凝胶的缓冲管，如美国专利 6,714,707、6,496,629和5,505,773教导的。另一设计是使用油脂组合物作为 缆线填充材料，如美国专利5,433,872教导的。这些油脂组合物包括分子量 为至少4,000的多元醇和使该多元醇增稠的试剂如胶粒。美国专利申请公开 2004/0063812 Al教导了一种缆线填充材料，它是微球和凝胶的分散体，其 中所述凝胶含有油性基质和有机高分子胶凝剂。

需要与这些现有的抵抗损坏的技术一样有效的和更有效的体系。修补 和/或更换这些损坏的缆线是昂贵而费时的；与使用受损的缆线引起的损失 有关的费用和麻烦可能是显著的；以及由损坏的缆线(例如高能电力缆线) 可能招致的人身伤害和性能损失可能是巨大的。因此，能够加入对外加力 显示极佳耐性的自由或受缚材料的缆线设计在缆线保护领域中将是相当大 的进步。

发明概述

在一种实施方式中，本发明为一种缆线，其包括被装入缆线护套中的 剪切致稠流体包围的导体。所述导体可以设计成导电或导光，且所述剪切 致稠流体体系是悬浮在载体或低粘度流体中的颗粒的组合。所述缆线护套 可以由任何合适的材料如金属、塑料等制成，并且往往由聚合物材料如聚 烯烃制成。该缆线可以包括其他结构组件如一个或多个绝缘材料层、芯管 (core tube)或缓冲管结构、半导体屏蔽材料、加固线材或元件，以及金属带 屏蔽材料。

在缆线中分散剪切致稠流体的方式可以大幅变化。在一种实施方式中， 剪切致稠流体和缆线护套的聚合物基质分散在一起。在另一实施方式中， 剪切致稠流体分散在聚合物基质中，该聚合物基质和缆线护套共挤出、涂 布在缆线护套上，或者和缆线护套层合在一起。在此实施方式中，护套以 外层(即，暴露于环境的层)的形式存在，含有剪切致稠流体的聚合物基质以 内层(即，面对缆线内部的层)的形式存在。在又一实施方式中，剪切致稠流 体构成不连续的层，而不是受缚于缆线内的聚合物，例如，作为缆线内另 一层(如缓冲管或半导体包裹物(wrap))上的涂层，或者被携带在带或织物上 以及缠绕在缆线的一个或多个内部组件周围。在另一实施方式中，剪切致 稠流体包含在缆线组件中，所述缆线组件包括另外存在于缆线设计中的纤 维或纱以提高缆线的性质如抗拉强度。在此实施方式中，这些纱或纤维可 以松散地包含在缆线结构中，或者它们可以包含在其他结构组件如芯管或 缓冲管中。在另一实施方式中，剪切致稠流体为充满缆线内一个或多个通 道的自由或不受约束(loose or unbound)的流体。

在另一实施方式中，本发明使用剪切致稠流体以提高发泡或膨胀聚合 物体系的耐用性(abuse resistance)和抗冲性，该聚合物体系在缆线中用作绝 缘材料层。剪切致稠流体可以包含在聚合物基质内或发泡的聚合物的小孔 内。包含发泡聚合物体系的缆线绝缘材料层可以降低信号衰减并可以增加 缆线的物理性能。

在另一实施方式中，本发明使用剪切致稠流体形成高品质成焦(char forming)的阻燃体系，其中将要求具有阻燃性能的填料体系部分或全部加入 剪切致稠流体组成中，或者将要求具有阻燃性能的填料体系用剪切致稠流 体中的填料补充。阻燃聚合物组合物常常用在外层和内层或缆线部件中， 以在失火时保护缆线或周围环境免于损坏。在阻燃体系中使用剪切致材料 可以使体系在引起剪切致稠响应的环境下产生优异的性能。本实施方式的 缆线的特征在于既具有阻燃性又具有剪切致稠功能。

优选实施方式的描述