具有改進的刮擦磨損耐受性的多層絕緣導體的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本申請是針對絕緣電導體，并且更特別地針對導致對刮擦磨損（scrape abrasion)的改善的耐受性（resistance)的多層絕緣導體。
【背景技術】
[0002] 電絕緣電線通常用在絕緣的物理、機械、電氣、熱性能被置于極端條件下測試的環 境中。對由絕緣的機械磨損導致的失效的耐受性保持為用于初級電線的重要性能要求，特 別是在航空應用中。
[0003] 然而，由于這些應用朝著不斷提高的性能標準前進，尺寸和重量形成用于這些應 用中的電線和電纜的整體設計要求的重要部分。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地與磨損耐受性的降低相關聯。
[0004] 將被解決的問題是在當前絕緣導體中所發現的上述缺點和其他缺點。
【發明內容】
[0005] 一種絕緣導體提供了解決方案。該絕緣導體包括長形（elongate)導體和多層絕 緣系統，該多層絕緣系統具有擠壓的（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形導體的芳香族（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的 壁厚度被設置為使得該多層絕緣系統呈現出的刮擦磨損耐受性顯著地大于第一和第二絕 緣層在該厚度時的刮擦磨損耐受性的總和。
【附圖說明】
[0006] 結合示出了本發明的原理的、借助于示例的方式示出的附圖，本發明的其他特征 和優勢將從示例性所述的下列的更詳細地描述而變得顯而易見。
[0007] 圖1示出了根據本發明的示例性實施例的絕緣導體的透視圖，其中絕緣層被部分 移除。
[0008] 圖2示出了圖1的絕緣導體沿著線2-2截取的橫截面視圖。
[0009] 圖3示出了根據本發明的示例性實施例的絕緣導體的側視圖，其中絕緣層被部分 移除，并且其中導體是編織電纜。
【具體實施方式】
[0010] 其中類似的部件在不止一個附圖中出現，為了清楚起見，嘗試使用類似的附圖標 記。
[0011] 示例性實施例是針對一種多層絕緣導體，該多層絕緣導體將高模量層與具有低的 表面能量的固態潤滑劑層組合，其出人意料且增效地呈現改善的刮擦磨損耐受性而同時保 持允許該導體在廣泛范圍的應用中（包括航空應用）使用的尺寸和重量。
[0012] 根據本發明的示例性實施例，公開了一種絕緣導體。該絕緣導體包括長形導體和 多層絕緣系統，該多層絕緣系統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形導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的壁厚度被設置為使得該多層絕緣系統呈 現出的刮擦磨損耐受性顯著地大于第一和第二絕緣層單獨在該厚度時的刮擦磨損耐受性 的總和。
[0013] 在一個目前優選的實施例中，絕緣導體是長形的導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，其中該擠壓的第一絕緣層包括覆蓋長形導體的 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] 在另一個目前優選的實施例中，絕緣導體是包括編織電纜的長形的導體并且是具 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，其中該擠壓的第一絕緣層包括 覆蓋長形導體的退火的（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] 本發明的某些示例性實施例的優勢包括：提供了一種絕緣導體，其具有耐用、低重 量的絕緣系統。
[0016] 本發明的某些實施例的另一優勢包括：該多層絕緣導體通過這些層的組合意想不 到地實現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的層 的組合所期望的個體作用的加和。
[0017] 轉到圖1，本發明的示例性實施例針對包括長形導體12和具有第一絕緣層14和第 二絕緣層16的絕緣系統的絕緣導體10。雖然本文中主要是關于長形導體12是單根或多股 導體的主電線，但是可以認識到，絕緣導體10也可以是編織電纜或其他的電線束。在長形 導體12是電纜的實施例中，構成電纜的電線可以已經被絕緣和/或屏蔽，或可以沒有被絕 緣和/或屏蔽，如果已經被絕緣，每個單獨的電線可獨立地使用常規的絕緣部或根據示例 性實施例的絕緣系統。在電纜的情況下，第一和第二絕緣層14、16從而包覆整個編織的電 線束以形成絕緣導體10,如圖3所示。
[0018] 長形導體12可以是任何合適的規格并且可以是實心的或成股的（S卩，由很多較小 的電線扭在一起而形成）。圖2示出了圖1中示出的絕緣導體的橫截面視圖，其中長形導 體12是成股的導體，其優選地用于飛機或該導體將經受振動的其他裝置中的應用中。導 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，以減少氧化并改進可焊接性。成股導體可以是同節距、同心或其他類型的。對于實 心導體，導體優選地具有在約0. 204英寸（約5. 18mm)到約0. 016英寸（約0. 40mm)范圍 中的直徑，或者對于成股導體，導體優選地具有在約0. 232英寸（約5. 89_)到約0. 019英 寸（約0. 48mm)范圍中的直徑，其對應于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；的導體。
[0019] 第一絕緣層14覆蓋長形導體12并且鄰近該長形導體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可通過任何合適的擠壓技術，諸如例如管擠壓，而 被施加。如將認識到的，管擠壓是指這樣的技術，其中被擠壓的材料在擠壓機鑄模外被接觸 到其將被施加的表面，而壓力擠壓是指這樣的技術，其中將被擠壓的材料當其仍處于擠壓 機鑄模中時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ASTM D638測量的）。更特別地，第一絕緣層可以是包含來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。優選地，第一 絕緣材料14包括PEEK。在一些實施例中，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度基本均勻的厚度，這帶來了光滑的外表面。類似于第一絕緣 層14,第二絕緣層16可通過管擠壓技術或壓力擠壓技術而被施加。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。在優選的實施例中，第二絕緣層的全氟