[发明专利]一种高耐磨轨道交通车辆用薄壁绝缘电缆及其制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，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。

背景技术

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EN 50306《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。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明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。

本发明采用以下技术方案：

本发明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％。