汽车用环保屏蔽电缆的研制

赵泽伟 李静霞（安徽华星电缆集团有限公司，安徽 巢湖 238300）



汽车用环保屏蔽电缆的研制

赵泽伟 李静霞
（安徽华星电缆集团有限公司，安徽 巢湖 238300）

摘 要：本文主要介绍了汽车用环保屏蔽电缆的研制，对汽车用环保屏蔽电缆主要技术性能、材料选用、产品结构及生产工艺进行了分析。

关键词：汽车用环保屏蔽电缆；性能；结构；工艺；材料

0. 引言

随着生活水平的提高，对于普通家庭而言汽车也不再是奢饰品，越来越多的人拥有了自己的私家车，然而汽车在给我们带来快捷交通方式的同时所带来的污染及消耗的石油资源也不容忽视。面对金融危机、油价上涨和日益严峻的节能减排压力，研究与开发新型环保节能汽车成为当前世界各国的话题，大力发展新能源汽车已成为世界汽车工业竞争的新焦点。我国传统新能源汽车的研究水平、自主创新能力，与世界水平相比仍有不小差距。近年国家政策的扶持，大力引导与扶持新能源汽车的研究与开发，已有不少新能源汽车相继问世，相信新能源汽车将迎来快速的发展期。新能源汽车的发展，不仅推动了新能源和再生能源技术的开发，同时提升我国在新能源新技术方面的综合竞争力。在电缆技术方面，通过新能源汽车的应用，促进电缆技术的进步。下面简单介绍一种阻燃、耐高低温、耐酸碱、耐油、抗撕裂、柔软和环保汽车用环保屏蔽电缆。

1. 主要技术性能

综合国内外汽车电缆的研究成果并通过对汽车用电缆在性能、可靠性、安装、使用和维护等各方面需求的市场调研情况，结合客户提出的相关技术要求，研发的汽车用环保屏蔽电缆主要技术性能如下：

（1）电缆具有优异的耐高低温性能，能在环境温度-70℃～+125℃正常使用，电缆导体长期允许的最高工作温度90℃。

（2）电缆可耐各种油污如矿物油、汽油、柴油等，适用于各种油污恶劣环境。

（3）电缆不仅具有优越的防水性能，对于各种酸碱类的溶剂都有很好的抵抗力。可在潮湿、酸碱等环境中长期使用。

（4）电缆绝缘护套材料抗张强度12.5N/mm2和11N/mm2，伸长率达300%和400%，电缆机械性能远超过其他普通材料。

（5）电缆电气性能良好，20℃时电缆绝缘电阻不小于500MΩ·km；电缆绝缘材料体积电阻率为1016Ω·cm，介电强度TPV为28MV/m；均超过其他橡胶材料。

（6）绿色环保，电缆采用符合ROHS标准的绝缘及护套材料，电缆护套燃烧时释出气体水溶液pH值为5.6，电导率为0.4μs/mm，电缆燃烧时透光率达80%。该材料可回收使用，回收再用其机械性能几乎无变化。

（7）电缆具有较强的抗电磁干扰性，组合式屏蔽层使电缆屏蔽覆盖率打100%，更加有效保证电缆在电磁干扰较高的场合仍能保持信号传输的稳定。

2. 产品结构与材料的选用

2.1 产品结构

汽车用环保屏蔽的结构如图1所示。

2.2 材料的选用

2.2.1 材料的选用

（1）导体

汽车用环保屏蔽电缆安装空间小，弯曲频繁，电缆导体采用多股束绞而成的铜芯软导体，符合GB/T 3956-2008中第5类或第6类导体。

（2）绝缘

导体绝缘采用特种复合橡胶材料。该材料挤出后需要进行辐照交联。经高能电子辐照后，绝缘材料内部的分子结构由线性变成了三维网状的分子结构，大大提升了材料耐温等级，同时老化温度也增高，电缆在使用过程中循环发热的使用寿命也明显提高。交联后具有卓越的抗动态疲劳性能及耐臭氧及耐侯性，耐温高最高能达到125℃，最低可在-60℃环境中使用。该材料结合了橡胶和塑料的性能，具有高韧性和高回弹性，耐环境、耐老化、耐油耐溶剂性能优越。

图1

同时该材料为绿色环保材料，符合ROHS标准，可回收使用，且反复使用性能不变。

（3）屏蔽层

电缆屏蔽层采用组合屏蔽方式，内层屏蔽采用镀锡铜丝编织屏蔽，外层重叠绕包一层铝塑复合带。采用此组合屏蔽方式有效地防止外界信号对线芯的干扰以及自身线芯对外界的信号干扰，确保仪器设备的使用安全精准无误。同时铝塑复合带也可起到防水、防腐蚀的作用。

（4）外护套

外护套选用优质125℃低烟无卤阻燃辐照聚氨酯弹性体TPU材料，该材料具有高阻燃性，氧指数达40%，同时具有耐磨性、耐高低温性、耐酸碱性、耐油性、抗撕裂性；在绿色环保方面，该材料可回收使用，扩大资源再生来源，燃烧时产生较少的烟雾和不产生有害的卤酸物质、不含铅、镉等有害重金属，发生火灾时不易燃烧和烟雾危害小，同时不会对环境造成危害，符合人们对生态及环境保护的要求，保证了电缆的环保性能；加工方便，无需添加橡胶材料挤出设备，可采用普通热塑性塑料挤塑机挤出成型；生产时材料对温度要求较高，否则严重影响电缆的外观和护套的机械物理特性。

3. 工艺要求

该电缆的工艺流程如下：束丝→复绞（4mm2及以上）→挤包绝缘→成缆、绕包→编织屏蔽→绕包屏蔽→挤包外护套。

（1）导体。在导体束绞合过程中，节距均匀。对于4mm2以下线芯采用一次性束绞4mm2及以上线芯先束绞股线再将股线按照正规绞合方式复绞。最外层绞合节距最大不超过18倍，电缆的导体组成外观、组成、结构符合GB/T 3956-2008标准的规定。

（2）绝缘。绝缘采用挤压式模具进行挤出，根据导体截面的大小，可分别在SJ45、SJ65挤塑机上生产，每个温区的温度各有不同，机身、机头温度相近低190℃左右，模口温度必须控制200℃。（以上温度仅供参考，具体以实际生产为准）。在挤包过程中要确保绝缘均匀，同心度好，表面光滑圆整。绝缘层挤出后到辐照厂家对电缆绝缘线芯进行辐照加工，确保电缆具有优良的电性能、高的机械性能和较强的耐温等级和抗张强度。

（3）成缆。绝缘线芯绞合成缆，成缆间隙采用适合电缆的运行温度的非吸湿性材料填充饱满，保证电缆成缆圆整，成缆后重叠绕包双层聚酯带。

（4）屏蔽。镀锡铜丝编织内屏蔽层的生产过程根据编织前成缆外径大小，可在16锭、24锭或32锭编织机上完成，编织角一般控制在30～60度之间，通过调节编织角或编织节距将编织密度控制在80%以上。

铝塑复合带绕包外屏蔽层的生产在成缆机或者钢屏铠装机上完成，生产方式采用重叠绕包形式，铝面朝内，搭盖率不小于15%。

（5）外护套。护套采用125℃低烟无卤阻燃辐照聚氨酯弹性体TPU材料，根据缆芯外径的大小，通常可在SJ90、SJ120等挤塑机上生产，每个温区的温度各有不同，机身、机头温度相近低190℃左右，模口温度必须控制200℃。（以上温度仅供参考，具体以实际生产为准）。由于该材料分子中含有醚键，易于吸潮，含水量极高，在挤出时容易产生大量气泡，无法使用。在梅雨季节，必须在挤出前对材料进行了适当的预烘干处理，烘干温度可控制在70℃，烘干时间5～6小时，并且通过优化挤塑机温度分布，合理设定机身温度，最终确定其实际生产中的设备参数，提高了挤出质量，使电缆护套表面光滑、圆整、充分塑化，达到了预期的物理特性。

结语

随着科技快速发展，环境污染加剧，人们对环保意识的提高，以及新能源汽车发展、技术不断成熟稳定，新能源汽车将逐步代替传统的燃油类汽车。我公司生产的汽车用环保屏蔽电缆综合了国内科研方面的最新成果，是一种具有阻燃、耐高低温、耐酸碱、耐油、抗撕裂、柔软和环保性能的电缆。其综合环保功能全面而强大，产品具有结构紧凑、易于敷设，实用性强等优点。在国内居领先水平。目前已批量生产，以优良的质量，低廉的价格回报于顾客，用户非常满意，市场正在逐步扩展，技术成熟可靠，各种技术指标达到国际领先水平，深受用户好评，反映十分良好。

参考文献

［1］王春江.电线电缆手册（第一册）［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［2］ GB/T 3956-2008，电缆的导体［S］.

中图分类号：TQ325

文献标识码：A