[发明专利]包含激光可标记的绝缘材料的电线或电缆组合件

说明书

本公开针对包含激光可标记的绝缘材料的电线或电缆组合件。在某些实施方案中，激光可标记的绝缘材料可以包括含氟聚合物和激光可标记的无机颜料。这种颜料可以具有在约0.4微米至约2微米范围内的平均晶粒度和/或在约0.45微米至约2微米范围内的中值粒度(d₅₀)。绝缘材料可以展现改进的初始和热老化对比率，而不减小含有绝缘材料的电缆或电线满足抗电弧起痕和传播性的工业标准的能力。

本申请为申请日2015年6月19日，申请号201510346903.X，名称为“用于电线或电缆组合件的激光可标记的绝缘材料”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及用于电线或电缆组合件的绝缘材料，并且更具体地说涉及展现改进的初始和热老化对比率的所述绝缘材料。

背景技术

氟化聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)，是化学上惰性的材料，其具有良好的电绝缘特性和承受高温的能力。因此，含氟聚合物用作电线和电缆组合件中的电绝缘体。不可熔融加工的全氟聚合物，诸如PTFE或用小百分比的替代性共聚单体改性的PTFE，是经过挤出以产生膜的糊膏，随后切割这种膜以产生窄条，即，缠绕在导电芯周围并烧结的胶带。

需要用铭牌标记绝缘电线和电缆的表面。标记易读性可以用对比率来量化，对比率是定义标记的感知暗度与绝缘本底的明度之间的差异的感知量度。激光辐射可以用于在含有CH官能团的聚合物的表面上产生暗的、不可消除的标记。然而，全氟聚合物在强辐射下烧蚀而非碳化，并且因此不是固有地激光可标记的。

已知将添加剂并入聚合物基质中，当用激光能辐射绝缘电线时这些添加剂改变颜色，从而产生对比周围绝缘体的亮色而感知的暗标记。所述标记是由激光束产生，而不会使聚合物基质降解或显著破坏绝缘体的表面。举例来说，无色的“白”颜料级二氧化钛粒子在吸收紫外(UV)激光之后变成蓝黑色。

然而，大于60％的初始对比率和大于40％的热老化对比率难以使用二氧化钛颜料和工业上熟知的标准加工技术来达成。

标记的暗度和耐久性可以经由添加UV吸收有机材料，包括含有有机官能团的无机化合物来增强。所述化合物热分解得到黑色的碳基或无机残余物。诸如PTFE的含氟聚合物必须在高达并超过360℃的温度下加工，届时许多有机添加剂经受热分解。已经提出了适合于在PTFE烧结温度下加工的热稳定的UV吸收协同剂；然而，所述化合物在与电弧事件相关的极端温度和绝缘体在电弧起痕和传播测试期间所经受的极端条件下容易分解产生导电残余物。

此外，用于电缆或电线组合件中的所述绝缘胶带必须满足抗电弧起痕和传播性的工业要求。聚酰亚胺电线绝缘体由于其高介电强度和抗切通性而通常被包括于航空航天应用中所用的电线和电缆组合件中。然而，由于瞬时短路起弧事件而特别易受热解和电弧起痕的损害。如果瞬时电短路在两条电线之间发生，那么可能发生聚酰亚胺的充分加热以使聚酰亚胺热焦化(热解)。所述焦化的聚酰亚胺具有足够的电导率以产生电弧，这种电弧沿着电线起痕并且可能传播至相邻的电线。为了防止导致电弧起痕和传播的灾难性的短路起弧事件，内聚酰亚胺层受到在热分解期间不会显著焦化的含氟聚合物绝缘体的外层的保护。绝缘体承受瞬时短路起弧事件并且因此承受电弧起痕和传播的能力高度取决于含氟聚合物绝缘体的组成和完整性。

当采用标准加工条件时，标记对比一般随着二氧化钛颜料的量增加而改进，随后趋于平稳并且最终下降。然而，较高水平的二氧化钛已经与抗电弧起痕和传播性负向相关。

这样的话，需要提供改进的激光可标记的含氟聚合物配方，其达成优良的初始和热老化激光标记对比分辨率，而不损害绝缘体的热稳定性或抗电弧起痕和传播性。

本公开归因于激光可标记的绝缘材料的惊人发现而解决了这些和其它问题，这种激光可标记的绝缘材料可以改进初始和热老化对比率并且不损害绝缘体的热稳定性或抗电弧起痕和传播性。达成新绝缘材料的优良的对比率性能的机制协同地得到绝缘电线和电缆组合件的意外好的抗电弧起痕和传播性。

发明内容