線束材料選擇指南

在電線的設計和製造中，電線材料的選擇直接決定了其在特定環境下的可靠性和使用壽命。只有將電線束材料的特性與環境要求合理匹配，才能保證電線束在使用過程中穩定工作。本文將根據電線使用過程中遇到的環境條件詳細分析電線材料的選擇方法。

1.高溫環境

高溫環境（通常溫度高於120°C）可能會導致布線材料出現許多問題：

• 絕緣層在受熱時老化和碳化，失去其絕緣性能。
• 導體容易被氧化，增加接觸電阻。
• 熱收縮管可能會軟化和融化，失去保護功能。同時，高溫會加速材料的化學分解，縮短布線的使用壽命。

耐高溫材料選擇

• 導體材料：最好是鍍錫銅或鍍金銅。該塗層防止氧氣接觸銅並減少氧化。在極高溫環境下（超過200°C），可以選擇具有優異的高溫抗氧化性的鎳鉻合金導體。
• 絕緣材料：交聯聚氯乙烯（MBE）、聚苯乙烯（PI）和氟塑料（如聚四氟乙烯）是常用的高溫絕緣材料。XL的耐溫性高達135°C，PI可以在250°C以上的溫度下長時間工作，而聚四氟乙烯的耐溫性高達260°C。
• 鞘管材料：尼龍（PA）和氟橡膠（FKA）具有良好的耐高溫性和耐老化性，適合作為高溫環境中的外皮材料。選擇耐高溫電線。
• FLRY系列導體：鍍錫銅線和交叉PVC絕緣，耐溫135°C，廣泛應用於汽車發動機艙等高溫區域。
• 聚氨酯纏繞電線：採用PI薄膜作為絕緣層，導體多為鍍金銅，耐溫可達250°C，適用於高溫電機、航空航天設備等領域。
• 聚四氟乙烯絕緣電纜：絕緣層為聚四氟乙烯，導體為鎳銅，耐溫260°C，可用於工業熔爐和高溫測試設備等極高溫環境。

2.低溫環境

低溫環境（通常指低於-40 ° C的溫度）會減緩線束材料的分子運動，導致材料硬化，變脆，柔韌性降低。當線束受到彎曲、振動等外力作用時，絕緣層和護套容易開裂，露出導體，引起短路等故障。低溫還會影響導體的導電性，增加信號傳輸損耗。

耐低溫材料選擇

• 導體材料：軟無氧銅具有良好的低溫韌性，不易脆，並能保持良好的導電性，是低溫環境中導體的首選。
• 絕緣材料：交聯聚乙烯（MBE）和聚氨酯（PU）在低溫下仍具有一定的柔韌性，並且具有較低的脆化溫度，適合作為低溫環境下的隔熱材料。
• 鞘管材料：熱塑性聚氨酯（TGA）和乙烯丙二烯單體（EMA）具有優異的低溫彈性，在-40 ° C以下可保持良好的柔韌性和抗裂性。
• AVSS系列導體：採用柔軟無氧銅芯，含耐寒增塑劑的聚氯乙烯絕緣，脆化溫度低於-40℃，廣泛應用於汽車門線、車頂線束等低溫及易彎曲部位。
• 交聯聚乙烯絕緣TPU護套電纜：絕緣層為交聯聚乙烯，護套為TPU，具有優異的耐低溫性能，可在-50℃環境下正常運作，適用於極地科研設備、冷鏈物流車輛等。
• 三元乙丙橡膠護套電纜：護套採用三元乙丙橡膠，具有良好的耐低溫性和耐候性，常用於戶外低溫環境的電力傳輸。

3.化學腐蝕環境

在化學腐蝕性環境中，電線束會被酸、鹼、鹽霧、油等物質腐蝕。這些物質與電線束材料發生化學反應，導致絕緣層和外皮膨脹、破裂、老化，甚至腐蝕導體，影響電線束的導電性和機械強度。

耐化學腐蝕材料的選擇

• 導體材料：銀銅和鎳銅可以有效抵抗化學腐蝕，並在鹽霧、酸性和鹼性環境中表現良好。鈦合金導體可以在強腐蝕環境中選擇，但其成本相對較高。
• 絕緣材料：聚氨酯（PTFE）和乙烯-聚氨酯聚合物（ETFE）具有極強的化學惰性，可以承受大多數酸、鹼性和有機溶劑的腐蝕。
• 鞘管材料：氟橡膠（FKA）、氯丁橡膠（CR）、無鹵低煙聚烯（LSZH）具有良好的耐油性、耐鹽霧性等，並且適合作為化學腐蝕性環境的外皮材料。
• 聚四氟乙烯絕緣鍍金銅纜：絕緣層為聚四氟乙烯，導體為鍍金銅，具有優異的耐化學腐蝕性，適用於化工廠、實驗室等腐蝕性強的環境。
• FKA護層電纜：外皮採用FKA橡膠製成，絕緣層採用ETFE，能夠有效抵抗石油和化學溶劑的侵蝕。它通常用於汽車發動機艙、變速箱和其他與油接觸的零件。
• LSZH護套鍍鎳銅電纜：護套為LSZH聚烯烴，導體為鍍鎳銅，具有良好的耐鹽霧性和耐候性，適用於沿海地區、船舶等潮濕鹽霧環境。

4.機械應用環境

電線束在機械應用環境中面臨三大挑戰：

1. 高頻彎曲（如機器人拖鏈、車門線）容易導致導體疲勞斷裂和絕緣磨損。
2. 磨損（如採礦機械、建築設備的鋼絲繩），經常與其他物體摩擦，造成護套損壞;
3. 振動（例如發動機、機械工具和其他設備的電線束）、長期振動可能導致連接器鬆動和導體斷裂。

耐機械磨損材料的選擇

• 導體材料： 採用超細銅線絞合線（直徑0.05-0.1mm），提高柔韌性和抗疲勞性，減少彎曲和振動造成的損壞。
• 絕緣材料： 有機矽和聚氨酯（PU）具有良好的柔韌性和耐磨損性，適合作為機械應力環境下的隔熱材料。
• 鞘管材料： 聚氨酯（PUR）和尼龍（PA）具有優異的耐磨損性和耐撕裂性，芳族胺編織增強套可以進一步提高背帶的機械強度。
• 超細絞合矽橡膠絕緣聚氨酯護套電纜： 導體為超細銅線絞合線，絕緣層為矽膠，外皮為PUR。具有優異的靈活性和耐磨損性，適合工業機器人拖鏈、自動化生產線等高頻彎曲場景。
• 一多股編織增強PA護套電纜： PA外皮中添加了芳族胺編織層，以提高抗拉性和耐磨損性。它通常用於磨損嚴重的環境中，例如採礦機械和建築設備。
• 抗振電纜： 導體採用多股絞合結構，絕緣層為PU，外皮為PUR。具有良好的抗振性能，適用於發動機、機械工具等振動設備。

5.電磁干擾環境

在電磁干擾環境下，電線束會受到外部電磁波的干擾，導致信號傳輸失真，誤比特率增加，甚至無法正常通信。使用過程中，電線束本身產生的電磁輻射也會干擾周圍設備的運行。

抗電磁干擾材料的選擇

• 導體材料：高純無氧銅（OFC）具有低電阻和良好的導電性，可以減少信號傳輸損耗和電磁輻射。
• 絕緣材料：泡沫聚乙烯（PE）和聚四氟乙烯（PE）具有低介電常數和低損耗因子，可以減少信號傳輸中的衰減和失真。
• 屏蔽材料：鋁箔、鋁箔、銅線編織層是常用的屏蔽材料，可以有效阻擋外部電磁波干擾，減少背帶本身的電磁輻射。
• 鋁箔+銅線編織屏蔽電纜：導體為高純度無氧銅，絕緣層為泡沫PE，屏蔽層由鋁箔和銅線編織組成。屏蔽效率在80分貝以上，適合高頻信號傳輸（如USB4.0、汽車乙太網等）。
• 鋁箔屏蔽低煙無鹵電纜：屏蔽層為鋁箔，絕緣和外皮採用低煙無鹵材料製成。具有良好的電磁兼容性和環保性能，常用於辦公樓、醫院等對電磁干擾敏感的場所。
• 雙屏蔽電纜：採用內鋁箔外銅絲編織的雙屏蔽結構。屏蔽效率進一步提高，適用於強電磁干擾環境（如變電站、通信基站等）。

6.常見組合應用參考

1.耐高溫：

• 一般應用（120- 150°）：鍍錫銅導體+交叉PVC（MBE）絕緣+PA 6波紋管護層。
• 升級應用（> 180 °C）：鎳鉻合金導體（抗氧化溫度提高至250 °C）+尼龍（PI）薄膜包裹+聚四氟乙烯塗層（耐溫性提高至260 °C）+氟橡膠（FKA）外皮（帶玻璃纖維編織增強物，抗拉強度從PA 6的50 Mpa提高至FKA的100 Mpa）。

2.耐低溫：

• 普通應用（-30至-40℃）：軟無氧銅導體+耐寒PVC絕緣（添加鄰苯二甲酸酯塑化劑）+TPU護套（邵氏硬度A80）。
• 升級應用（<-40℃）：超細軟無氧銅（線徑減小至0.08mm，彎曲半徑由8D減小至5D）+矽膠絕緣（添加耐寒矽油，耐低溫可達-60℃）+EPDM護套（含炭黑防凍劑，含芳綸纖維層，撕裂強度由15kN/M/SmN/

3.耐化學腐蝕性：

• 一般應用（中、低腐蝕）：鎳銅導體+ ETFE絕緣+ LSZH外皮。
• 升級應用（強腐蝕）：鈦合金導體（TC 4材料，耐王水腐蝕）+聚四氟乙烯絕緣（耐所有濃度的酸、鹼和有機溶劑）+FKA護層（內置304不鏽鋼裝甲層）。

4.機械應力：

• 一般應用（中等應力）：多股銅+ PU絕緣（蕭氏硬度A75）+ PUR外皮。
• 升級應用（強應力）：超細絞銅（200股）+矽膠絕緣（蕭氏硬度A60）+芳香胺編織增強PUR外皮（耐磨損性提高3倍）。

5.抗電磁干擾：

• 一般應用（低頻干擾）：高純銅（99.95%）+發泡PE絕緣（發泡度40%）+鋁箔屏蔽+ PVC護套。
• 升級應用（高頻強幹擾）：7 N無氧銅（純度99.99999%）+聚四氟乙烯絕緣（物理起泡，將信號傳輸速率從1Gbps提高到10 Gbps）+鋁箔（0.05mm）+鍍錫銅線編織（覆蓋率95%）雙屏蔽+鋁塑料複合帶套。

根據應用場景選擇合適的材料，可以提高布線的可靠性和使用壽命，降低維護成本。 Kaweei 電線定製工廠可以為複雜環境提供高質量的電線解決方案。如果您需要定製布線，請加入 與我們聯繫.