專利名稱：鑄鋼件的汽清砂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑物充氣電纜。
絕緣銅導(dǎo)體纜芯和僅用常規(guī)塑料構(gòu)成的非充氣標(biāo)稱電纜不一定具備合格的火焰延燃和煙霧排放性。先有技術(shù)已經(jīng)提出電纜護套即使采用含氟聚合物火焰延燃和煙霧排放方面仍存在問題。市場已出售用含氟聚合物作為金屬導(dǎo)體的一次絕緣涂層，并用它替代金屬管作電纜的護套材料。參閱US專利No4，605，818。
含氟聚合物是一種鹵代材料。雖然有些鹵代材料電纜已通過UL910測試標(biāo)準(zhǔn)的要求，但在利用鹵代材料(如氟聚合物和聚氯乙烯，即PVC)方面還存在某些需要克服的問題。這些材料顯示出不合格的腐蝕水準(zhǔn)。如采用氟聚合物，在熱效應(yīng)下會形成氫氟酸，造成腐蝕和過高的毒性。
通信電纜用的材料必須是這樣一種材料，即有它制成的電纜應(yīng)能通過火焰測試工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對于充氣電纜，該測試標(biāo)準(zhǔn)即為UL910測試標(biāo)準(zhǔn)。UL910測試是在一個稱為斯坦納(Steiner)管的設(shè)備中進行的。許多非鹵代塑料材料尚未通過該測試。
合乎要求的電纜不僅要有相當(dāng)?shù)偷幕鹧嫜尤己蜔熿F排放性(這是目前所使用的不局限于鹵代材料的電纜提供的性能要求)，而且要滿足更廣泛的性能要求，諸如合格的腐蝕水準(zhǔn)和毒性水準(zhǔn)。采用先有技術(shù)顯然不能提供此種電纜。合乎要求的新電纜是一種具有更低腐蝕水準(zhǔn)和毒性水準(zhǔn)，比現(xiàn)有電纜具有更低的煙霧排放性的電纜，而且這種新電纜易于加工，成本低廉。
采用本發(fā)明的電纜已克服了先有技術(shù)中的上述問題。本發(fā)明的充氣電纜包含至少由一根金屬導(dǎo)體作為傳輸煤介的纜芯，和至少圍繞一金屬導(dǎo)體的絕緣材料。絕緣材料是非鹵代材料，它選自聚醚亞酰胺、硅氧烷聚酰亞胺共聚物、聚醚亞酰胺與硅氧烷聚酰亞胺共聚物的組合物的一組材料。纜芯外復(fù)加鹵代塑料護套。護套也許包含氟聚合物，如乙烯和三氟氯乙烯的共聚物。
本發(fā)明電纜提供了幾類最佳材料。非鹵代絕緣材料容易處理，并具有合格的火焰阻燃特性。工業(yè)上適用的護套材料要有優(yōu)良的火焰阻燃性。按本發(fā)明生產(chǎn)的電纜能通過VL910測試，與采用鹵代塑料做絕緣和護套的現(xiàn)有充氣電纜相比，它具有更優(yōu)良的腐蝕和毒性水準(zhǔn)。
圖1是本發(fā)明電纜透視圖，圖2是放大的圖1電纜橫截面圖，圖3是采用本發(fā)明電纜部分建筑物的透視圖，圖4和圖5是本發(fā)明光纜的透視圖和端面圖，圖6和圖7是放大的本發(fā)明電纜實例的透視圖和橫截面圖，圖8是圖6和圖7電纜的局部詳圖。
參見圖1和圖2，它是一種總的用數(shù)字20表示并能用于建筑物內(nèi)的電纜(參見圖3)。如從圖1和圖2所見，電纜20包含至少由一個傳輸介質(zhì)構(gòu)成的纜芯22。纜芯22由纜芯包帶圍繞(圖中未示出)，它適用于數(shù)據(jù)、計算機、報警和信號網(wǎng)絡(luò)以及話音通信。就下文所述用途而言，傳輸介質(zhì)由雙絞線對24-24的絕緣金屬導(dǎo)體26-26構(gòu)成。
為提供具有阻燃，合格毒性和腐蝕度，以及低煙霧排放性的電纜20，采用保證上述性能的塑料材料作為金屬導(dǎo)體的絕緣體27。每根金屬導(dǎo)體有非鹵代材料做絕緣護層，厚度在0.013至0.018厘米之間。合格的非鹵代材料為聚醚亞酰胺。聚醚亞酰胺是一種非晶形熱塑樹脂，例如，通用電器公司(GeneralElectricCampany)標(biāo)稱為ULTEM樹脂。這種樹脂具有相對高的轉(zhuǎn)變溫度(1821KPa條件下為200℃)，相對高的抗張強度和彈性模量，以及在高溫下非常好地保持機械性能。它基本上具有阻燃性而不需采用其它成分，并具有有限的氧指數(shù)47。
聚醚亞酰胺是一種在聚酰亞胺分子鏈中摻入有其它鏈的聚酰亞胺，以提供足夠的撓性，從而能經(jīng)受適宜的融會處理。該類聚醚亞酰胺具有芳香亞酰胺具有的機械和熱性能。R.O.JonnSon和H.S.Burlhis撰寫的題為“聚醚亞酰胺一種新的高性能的熱塑樹脂”，首次發(fā)表在1983年的聚合物科學(xué)雜志第129頁，對該種樹脂作了介紹。
應(yīng)注意絕緣層27除含聚醚亞酰胺外，還可含別的材料。例如絕緣層可以是一種含硅氧烷聚酰亞胺共聚物的組合物或含聚醚亞酰胺和硅氧烷聚酰亞胺共聚物的組合物。硅氧烷聚酰亞胺是一種阻燃，非鹵代的熱塑材料。合適的硅氧烷材料是硅氧烷聚醚亞酰胺共聚物，它是硅氧烷和聚醚亞酰胺的共聚物。由通用電氣公司出售的牌號為SILTEM共聚物即為此種材料。聚醚亞酰胺在組合物中的含量為混合物總重量的約0%至100%。
某些非囟代材料看起來具有所要的性能，就是太脆而不能采用，而別的非鹵代材料具有理想的柔性，但達不到美國有關(guān)充氣電纜的標(biāo)準(zhǔn)。令人震驚的是本發(fā)明電纜的傳輸介質(zhì)的涂層含有非鹵代材料，該電纜能滿足UL910的測試要求。
對于光纜來說，光纖有一緩沖層，硅氧烷聚酰亞胺共聚物是做緩沖層的最佳材料。硅氧烷聚酰亞胺共聚物較之聚醚亞酰胺有更低的模量，因此減少了光纖引入微彎曲損耗的可能性。圖4和圖5示出典型的充氣光纜30。光纜30包含若干根用硅氧烷聚酰亞胺共聚物或SILTEM共聚物作緩沖層34的被復(fù)光纖32-32。如圖所示，若干根光纖圍繞中心單元36旋轉(zhuǎn)，中心單元可以是由ULTEM或ULTEM與聚醚亞酰胺的混合物管37包住KEVLAR扎紗35構(gòu)成，光纖被KEVLAR扎紗抗張力材料層38所包圍。
電纜20和光纜30都有護套39，在優(yōu)選實例中護套39的厚度約為0.020至0.030厘米，它由鹵代熱塑材料構(gòu)成。在優(yōu)選實例中，鹵代熱塑材料是氟聚合物。適用的氟聚合物塑料是HALAR牌子的氟聚合物塑料。它可從美國新澤西州莫里斯頓的Ausimont公司的氟聚合物部門買到。HALAR牌氟聚合物具有優(yōu)良的阻燃性能。它有相當(dāng)?shù)偷幕鹧婧蜔熿F產(chǎn)生性能。
也可采用除HALAR牌氟聚合物之外的其它材料，例如KYNAR牌的氟聚合物，它是聚(1，1-二氟乙烯)材料，通常稱為聚氟乙烯，該材料是適用的并可從Pennwalt公司買到。另一種適用材料是SOLEF牌氟聚合物，它是1，1-二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，可從SOLTEX聚合物公司買到。
氟聚合物材料不能用于導(dǎo)體絕緣，因為它加工不均勻，且不具備要求的熱穩(wěn)定性。為克服這一缺點，將穩(wěn)定劑加入該氟聚合物中，這樣，該氟聚合物的單位份量的成本便相對提高。
另一方面，如ULTEM牌的聚醚亞酰胺是熱穩(wěn)定的，生產(chǎn)中不需要加入熱穩(wěn)定劑，此外聚醚亞酰胺不含鹵素，產(chǎn)生相對少的煙霧和腐蝕性氣體。因為沒有添加劑，所以，各批量聚醚亞酰胺的熱穩(wěn)定性是恒定的。這不同于氟聚苯乙烯的絕緣級材料。由于聚合作用的本性，市場上提供加有熱穩(wěn)定劑的氟聚合物。加入熱穩(wěn)定劑的目的是要在聚合鏈熱穩(wěn)定差的環(huán)節(jié)提供適當(dāng)保護。當(dāng)此目的在聚合物中加入少量(如0.5%)的熱穩(wěn)定劑。由于氟聚合物是固體材料，要將0.5%的熱穩(wěn)定添加劑拌勻是困難的。其結(jié)果，出現(xiàn)質(zhì)量劣化。的確如此，因為熱穩(wěn)定劑在受熱時就揮發(fā)掉。因此，當(dāng)將該混合物融化制成粒時，一部分熱穩(wěn)定劑揮發(fā)掉，也就不可能在擠塑桶各處均勻分布。
盡管有這些問題，氟聚合物仍用來制作充氣電纜的護套，但不能作絕緣用，這是由于材料必須滿足特殊電氣要求。這些是與絕緣壁厚度密切相關(guān)的。例如厚度在0.005至0.006寸之間，該厚度在擠塑過程中難以控制，而護套壁較厚，易于控制。
電纜的延燃和煙霧腓放特性用符合ASTME-84的斯坦納管測試，該測試法已經(jīng)改進適用于通信電纜，現(xiàn)已稱為UL910測試。在上面提到的S.Kaufman的文獻中對UL910測試法已有介紹，它是一種測定電纜的相對火焰擴散和煙霧產(chǎn)生特性的方法。這種電纜將安裝在導(dǎo)管、充氣管道和別的使用空間。測試表明傳至纜芯22的熱量主要是通過熱輻射，其次是傳導(dǎo)，最終是對流。
在進行斯坦納管測試中，在一段預(yù)定的時間內(nèi)觀察延燃，用排氣管內(nèi)的光電管測量煙霧。對于充氣電纜，按NEC標(biāo)準(zhǔn)稱為CMP型，延燃不得超過5英尺。煙霧排放的量度由光密度確定，它是用光探測器測量一段時間內(nèi)遮蔽度。光密度愈低，煙霧性愈低，因此更合要求。標(biāo)稱為CMP的電纜必須具有小于或等于0.5的最大煙霧密度和小于或等于0.15的平均煙霧密度。
應(yīng)用匹茲堡大學(xué)建立的毒性測試方法可驗證電纜低毒性產(chǎn)物特性。在測試過程中，測量由材料燃燒產(chǎn)生的稱為LC50的參數(shù)，它是造成50%動物死亡的致命氣體濃度，如可造成四只老鼠中二只死亡。LC50是材料毒性指標(biāo)，該毒性是由材料燃燒產(chǎn)生的氣體引起的。LC50值愈高，表示材料毒性愈低。LC50值愈高，意味著要燃燒更多的材料才能致死相同數(shù)量的測試動物。應(yīng)清楚就用于無金屬電纜的塑料而言，測定LC50是很重要的。本發(fā)明電纜的LC50值比那些采用囟代材料作絕緣材料的電纜LC50值要高。
通過測量電纜燃燒產(chǎn)生酸性氣體來驗證電纜的低腐蝕性。產(chǎn)生酸性氣體的百分比濃度愈高，包圍傳輸介質(zhì)的塑料材料腐蝕愈厲害。目前這一方法用于美國軍方的電纜性能測定，本發(fā)明的充氣電纜比用囟代塑料作為絕緣材料和護套的電纜產(chǎn)生的酸性氣體少約35%。
表1列出本發(fā)明樣品電纜測試結(jié)果，同時列舉采用鹵代材料為絕緣及護套材料的類似充氣電纜的測試結(jié)果。表1中電纜通過了UL910關(guān)于延燃和煙霧產(chǎn)生性能的測試要求，可認(rèn)為是合格的充氣電纜。
電纜樣品按上述U1910測試法在斯坦納管中和在暴露于904℃下或注入高達63KW/m的熱氣流的條件下進行測試。
表1中每種電纜含有四對24號銅導(dǎo)線，每根銅導(dǎo)線有0.006英寸厚的絕緣涂層。目前鹵代電纜的絕緣層和護套含有氟聚合物。本發(fā)明電纜的絕緣層和護套分別為非鹵代或鹵代塑料。優(yōu)選的絕緣材料是ULTEM牌聚醚亞酰胺。優(yōu)選的護套材料是HALAR牌的氟聚合物。
在另一實例中，圖6和圖7所示的電纜40含有一根纜芯42，它包含傳輸介質(zhì)(如金屬導(dǎo)線雙絞線對43-43構(gòu)成)和護套45。在纜芯42的護套之間插入金屬帶屏蔽層46，可采用或不用纜芯繞包(圖中未畫出)。每根導(dǎo)線43-43有絕緣涂層47，涂層含聚醚亞酰胺，硅氧烷聚酰亞胺共聚物，或它們的組合物(組合物中每種成分的含量為0%至100%)。護套45也含氟聚合物，如HALAR牌氟聚合物。
優(yōu)選的屏蔽層46是一薄層，該薄層含金屬層48(見圖8)和粘在金屬層上的薄膜49。該薄膜是一種塑料，如聚醚亞酰胺，硅氧烷聚酰亞胺共聚物，或聚醚亞酰胺和硅氧烷聚酰亞胺共聚物的融合物。在融合物中，聚醚亞酰胺可以占融合物重量的0%至100%。在優(yōu)選實例中，屏蔽層的兩層中的每一層厚度是0.0025cm。
重要的是屏蔽層繞包住纜芯。在纜芯外繞包屏蔽層，再繞包扎紗帶50。
出人意外的是本發(fā)明電纜含非鹵代的絕緣材料，它不僅滿足合格的延燃和煙霧產(chǎn)生性能的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且比先有技術(shù)充氣電纜有相對小的腐蝕性和低的毒性。這個結(jié)果是令人震驚和出乎意料的，因為人們一直認(rèn)為非鹵代材料可具有合格的延燃和煙霧產(chǎn)生性能，但它過于剛性;而那些具有適當(dāng)柔性的材料又不能滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的延燃和煙霧產(chǎn)生性能。
本發(fā)明電纜20在許多方面是先進的。它克服了先有技術(shù)使用氟聚合物做絕緣材料存在的不足，提供了一種具有合格阻燃性和低腐蝕性以及低毒性的絕緣材料。而含聚醚亞酰胺的護套不具備預(yù)期的高柔性，但本發(fā)明護套有足夠的聚性和優(yōu)良的阻燃性。
上述方案只是對本發(fā)明的簡要的說明。本領(lǐng)域的專業(yè)人員可做出使本發(fā)明精神具體化的其它方案，但這些方案均屬于本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。
表1目前加鹵塑料本發(fā)明電纜電纜充氣電纜樣品電纜材料絕緣HALAR牌HALAR牌ULTEM牌ULTEM牌氟聚合物氟聚合物聚醚亞酰胺聚醚亞酰胺護套HALAR牌SOLEF牌HALAR牌SOLEF牌氟聚合物氟聚合物氟聚合物氟聚合物性能A.煙霧產(chǎn)生最大光密度0.28＊0.36＊0.12＊0.14平均光密度0.110.060.020.04B.腐蝕性產(chǎn)生酸性氣體%42412625C.LC50(克) 25±7 12±2 46±11 36±7D.外直徑(cm)0.350.260.350.36E.護套厚度(cm)0.0250.030.030.0權(quán)利要求
1.一種通信電纜，它包括至少含一根傳輸介質(zhì)纜芯和至少圍繞一根傳輸介質(zhì)的塑料材料，該通信電纜的特征在于所述的至少圍繞一根傳輸介質(zhì)的塑料材料是一種組合物，該組合物含有選自聚醚亞酰胺、硅氧烷聚酰亞胺共聚物的一種成分，和該組合物含有聚醚亞酰胺和硅氧烷聚酰亞胺共聚物的混合物，所述通信電纜包括一種護套，該護套至少封裝一根上述的傳輸介質(zhì)，而且該護套含有鹵代材料。
2.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述護套含氟聚合物材料。
3.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述護套含乙烯、三氟氯乙烯共聚物的組合物。
4.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于護套含聚氟乙烯塑料。
5.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述護套含聚六氟丙烯塑料。
6.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述的絕緣體組合物包含重量約占0-100%的聚醚亞酰胺和重量約占0-100%的硅氧烷聚酰胺和重量約占0-100%的硅氧烷聚酰亞胺共聚物。
7.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述電纜含有熱阻擋層，該層位于纜芯和護套之間。
8.權(quán)利要求7的電纜，其特征在于所述的熱阻擋層含塑料材料的薄層，所述塑料材料選自聚醚亞酰胺、硅氧烷聚酰亞胺共聚物和聚醚亞酰胺與硅氧烷聚酰亞胺共聚物的混合物。
9.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述圍繞至少一根傳輸介質(zhì)的塑料材料，其壁厚在0.013至0.018cm之間。
10.權(quán)利要求1的電纜，其特征在于包含若干根作為傳輸介質(zhì)的光纖，所述傳輸介質(zhì)光纖包有一層硅氧烷共聚物塑料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄鋼件的汽清砂方法，用于石灰石砂制作的鑄型和坭芯生產(chǎn)的鑄鋼件的清砂，操作方便，克服了清砂場地的震動、噪聲和塵土飛揚的狀況，鑄件也不會因清砂產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋，徹底改變了清砂的操作。
文檔編號B22D29/00GK1046690SQ8910254
公開日1990年11月7日 申請日期1989年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月19日
發(fā)明者張業(yè)華 申請人:張業(yè)華