ИЗОЛЯЦИОННАЯ ОБОЛОЧКА
INSULATING SHELL

Область техники
Изобретение относится к изготовлению материалов на синтетической основе, а более точно к материалам, применяемым в электроизоляционной технике, для создания слоя электроизоляционного материала, обеспечивающего повышенную термостойкость, обладающего низким удельным весом, эластичностью, устойчивостью к действию низких и высоких температур, открытого пламени, к истирающим нагрузкам, к действию биологических и климатических факторов.
Оболочки предназначены для защиты проводов, кабелей и кабельных жгутов в авиационной, космической, судостроительной, радиоэлектронной технике, взрывоопасных производствах.
Уровень техники
Известен ряд защитных текстильно-волокнистых изоляционных материалов (покрытий) в виде оболочки, ткани, применяемых в электроизоляционной технике и обеспечивающих защиту от механических и атмосферных воздействий, а также повышенную термостойкость и огнестойкость изделий.
Предложен гибкий электроизоляционный материал в виде ткани (патент RU 2032949 С1, МПК Н01В 3/48, опубл. 10.04.1995 г.), изготавливаемый из базальтовых крученых нитей в основе и утке и затем пропитываемый эпоксидным связующим, содержащим кремнезоль. Однако базальтовые нити отличаются высокой хрупкостью и ломкостью с последующим выделением пыли, оказывающей фиброгенное действие на человека, что недопустимо в условиях замкнутого пространства и особенно невесомости.
Известен электроизоляционный материал (патент RU 2602117 С2, МПК В32В 5/26, Н01В 3/48, опубл. 10.11.2016 г.), содержащий множество чередующихся различных по составу слоев нетканой бумаги и нетканой ткани, соединенных в том числе адгезивом с замедлителем горения. Нетканая ткань может содержать арамидные волокна. Основным недостатком предлагаемой конструкции является то, что многослойные оплетки трудны в изготовлении, поскольку стенки создаются из нитей различных материалов, отличающихся друг от друга. Кроме того, при наличии отдельных слоев из различных материалов слои неравномерно вносят свой вклад в общую функцию и каждая стенка по определению ограничена определенной функцией, связанной с конкретным типом ее нити.
Описана оболочка для защиты кабелей от механических и тепловых воздействий и способ ее изготовления (патент FR 2708781 В1, МПК Н01В 7/18, Н01В 7/295, опубл. 19.01.1996 г.). Нити оболочки изготавливают переплетением небольшой части арамидных волокон со значительной частью карбонизируемых окисленных органических волокон, преимущественно на основе ПАН. Для защиты кабелей и кабельных жгутов от механических и тепловых воздействий плетение многослойной оболочки проводят непосредственно вокруг защищаемого элемента, что предопределяет многостадийность технологии. Известна самозатухающая при воспламенении плетеная оболочка (заявка Китая CN 108486765 А, МПК D04C 1/02, D04C 1/06, D06B 3/18, опубл. 04.09.2018 г.), образованная перекрестным прядением нити основы и утка, где в качестве нитей основы и утка используют метаарамидную нить. Общим недостатком вышеупомянутых изобретений является то, что арамидные волокна подвержены довольно быстрому старению со значительным изменением механических и теплофизических свойств, а разрушение при воздействии открытого пламени и высоких температур от +250°С происходит с выделением дыма и газа.
Ближайшим аналогом (прототипом) изобретения является изоляционное покрытие (патент RU 2153722 С2, МПК Н01В 3/48, Н01В 7/02, Н01В 17/62, H02K 3/30, опубл. 27.07.2000 г.), легкое и эластичное, обладающее электроизоляционными свойствами, высокими механическими и термическими характеристиками, устойчивое к открытому пламени, высоким температурам до +600°С, кислотам, нефтепродуктам, органическим растворителям, микробиологическим воздействиям. Изоляционное покрытие, базирующееся на синтетических волокнах, в качестве основы содержит аримидное волокно. Основа выполнена в виде нити толщиной 45-2000 мкм, или в виде жгута из скрученных вместе нескольких нитей, или в виде сплетенных в ленту волокон тканого или нетканого полотна. Выполнение изоляционного покрытия в виде ленты позволяет использовать покрытие как оплетку для длинномерных изделий (кабелей, проводов и т.д.). Однако нити, образующие данное покрытие, при высоких показателях прочности и модуля упругости нити имеют весьма незначительное разрывное удлинение (2,5-3,5%), что повышает хрупкость материалов из них. Кроме того, вследствие высокой гладкости нитей возможна раздвижка покрытия и оголение защищаемого изделия, а также снижение теплозащитных свойств.
Раскрытие изобретения
Целью данного изобретения является создание однородной, легкой и эластичной оболочки с повышенными электроизоляционными, теплозащитными свойствами, а также способной эффективно защитить функциональное изделие от внешних неблагоприятных факторов (повышенных и пониженных температур, открытого пламени, истирающих нагрузок, механических повреждений, радиации, органических и неорганических жидких сред, биологических и климатических факторов).
Поставленная цель достигается благодаря тому, что в оболочке, содержащей основу из синтетических волокон, основа выполнена из нерастяжимой текстурированной термоогнестойкой полиимидной нити. Нерастяжимая текстурированная термоогнестойкая полиимидная нить состоит из одной или нескольких трощенных между собой комплексных полиимидных нитей линейной плотностью от 6 до 100 текс.
Оболочка может быть выполнена из одиночных нерастяжимых текстурированных полиимидных нитей или нескольких трощенных между собой нерастяжимых текстурированных полиимидных нитей.
Несколько пар трощенных между собой нерастяжимых текстурированных полиимидных нитей сплетены в ленту или сплетены в полотно.
Нерастяжимая текстурированная полиимидная нить позволяет получить высокообъемную оболочку с повышенной плотностью покрытия. Такое исполнение улучшает ее теплозащитные свойства. Разрывное удлинение текстурированных полиимидных нитей составляет не менее 9%. Увеличение разрывного удлинения текстурированной полиимидной нити по сравнению с прототипом повышает эластичность оболочки, что приводит к повышению изгибоустойчивости и снижению ее хрупкости. Повышенная шероховатость текстурированных полиимидных нитей обеспечивает сцепление между нитями при изготовлении покрытия, что увеличивает плотность покрытия, снижение раздвижек нитей в покрытии и исключает оголение защищаемого изделия. Дополнительным преимуществом для ряда применений является рассеянное отражение светового потока оболочкой, что способствует отсутствию блеска и бликов.
Осуществление изобретения
Изготовление изоляционной экранирующей оболочки включает в себя следующие операции. На перемоточном оборудовании нерастяжимые текстурированные полиимидные нити наматываются с одновременным трощением на паковки для шнуроплетельных машин. Затем на шнуроплетельной машине происходит плетение изоляционной оболочки.
Полученная на основе нерастяжимой термоогнестойкой текстурированной полиимидной нити изоляционная оболочка наряду с электроизоляционными свойствами, легкостью, повышенной эластичностью, обеспечивающей повышение изгибоустойчивости и снижение хрупкости, обладает высокообъемностью и пористостью, повышающими теплозащитные свойства, а также повышенной плотностью покрытия и способностью рассеянного отражения светового потока. Оболочка отвечает всем требованиям, предъявляемым к изоляционным и электроизоляционным материалам при температурах в интервале от - 240°С до + 700°С. Изоляционная оболочка устойчива к открытому пламени при низких показателях дымо- и газовыделения, к радиации и другим излучениям, жидкому топливу, нефтепродуктам, маслам, кислотам, органическим растворителям, микробиологическим воздействиям.