一种阻燃型防火电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃型防火电缆及其制备方法，该阻燃防火电缆包括表层护套、空心层、支撑层、内衬、绝缘层、导体，可长时承受‑70℃~200℃的工作温度、阻燃等级V‑0、最小弯曲半径不高于直径的8倍、至少可抗雷电陡坡峰值4000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2；通过将采用特定方法制造的石墨化碳纤维编织成网管状作为支撑层、增加空心层的设计、选用耐高温抗老化材料作为基材，获得极佳的耐高温绝缘性能；本发明专利技术的阻燃防火电缆综合机械性能好、绝缘性强、阻燃、最小弯曲半径小、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子元件领域，尤其涉及一种阻燃型防火电缆及其制备方法。
技术介绍
电缆，通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。绝缘层即在电缆导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料，如：树脂、塑料、硅橡胶、PVC等，但这些材料受本质性能所限，其耐热性能和绝缘性能相对较弱。在国内已申请的相关专利中，专利《一种阻燃抗拉柔软电缆》（申请号：201610040262.X，公开日：2016-05-04），公开了一种具有阻燃能力的柔性电缆，但其采用了五层金属铠装层，由于是圆管状的铠装层，其可弯曲性必然较差，最小弯曲半径大，综合机械性能差，使用范围小；由于采用了大量金属层，其电磁屏蔽性能虽然强，但其雷电压击穿能力下降很多，尤其采用的绝缘材料除芯材表面的材料外主要是常规聚脂纤维，这种材料绝缘性能一般，甚至不会用作绝缘材料，且易受酸碱腐蚀、耐水性差、易燃烧，因此该专利技术的绝缘性弱，使用寿命短，阻燃能力差、易老化、不耐高温。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种综合机械性能好、绝缘性强、阻燃、最小弯曲半径小、耐高温、抗老化、使用寿命长、使用范围广的阻燃防火电缆及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种阻燃防火电缆的制造方法，包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶，选择标准为：体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②改性尼龙PA66层原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66；③支撑层原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；④内衬原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体原材料选用标准铜材或铝材；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min-10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min-8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃-2500℃环境下，保温8s-12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）阻燃防火电缆的制造①将导体按标准方式编织好，获得待用导体；②将1）中步骤⑤准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑦获得的石墨化碳纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将改性尼龙PA66编织在步骤⑤获得的套管中层外表面，获得带改性尼龙PA66层的套管中层；⑦将1）中步骤①准备的改性热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套，该表层护套的内径比步骤⑥获得的带改性尼龙PA66层的套管中层外径大1mm~2mm；⑧将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑥获得的带改性尼龙PA66层的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑦获得的表层护套内，即获得所需阻燃防火电缆。一种根据上述制造方法制造出的阻燃防火电缆，包括表层护套、支撑层、内衬、绝缘层、导体；在表层护套与支撑层之间还设置有空心层，空心层与支撑层交界处设置有固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66层；表层护套采用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；支撑层采用石墨化碳纤维制成；内衬采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成该阻燃防火电缆可长时承受-70℃~200℃的工作温度、阻燃等级V-0、最小弯曲半径不高于直径的8倍、至少可抗雷电陡坡峰值4000kV/s、屈服强度不低于80N/mm2、延伸率不低于25%、抗拉强度不低于100N/mm2。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：选用的热硫化型硅橡胶、ENB三元乙丙橡胶、石墨化碳纤维都具有非常好的耐高温的抗老化性能，加上在支撑层和表层护套中间设置了空心层，起着散热、隔热的作用，改性尼龙PA66层可以反射部分光线和热能，并通过空心层和透明的热硫化型硅橡胶表层传播，散热能力远强于常规电缆，使得整个电缆整体抗高温抗老化性能得到长足的提升，因此本专利技术的阻燃防火电缆耐高温、抗老化、使用寿命长；添加的氢氧化镁阻燃剂能够大大地提高材料的韧性、耐热性及稳定性，使纺织品具有抑烟、无毒、环保的高阻燃效能；由于表层护套采用热硫化型硅橡胶，选择标准为：体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm，绝缘层采用环氧树脂与玻璃纤维的混合物，再加上空心层的隔断，使电缆整体绝缘性很强且不易击穿损毁，至少可抗雷电陡坡峰值4000kV/s；整体结构设计合理、各层级结构和材料功能互补，有石墨化纤维的高强度高柔韧性、硅橡胶的高延伸率和大范围工作温度、环氧树脂与玻璃纤维混合物的高韧性及缓冲能力，及空心层提供的退让和缓冲空间，使本专利技术的综合机械性能好、可弯曲半径大、使用范围广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图中：表层护套1、空心层2、改性尼龙PA66层3、支撑层4、内衬5、绝缘层6、导体7。具体实施方式实施例1：一种阻燃防火电缆，包括表层护套1、空心层2、固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66层3、支撑层4、内衬5、绝缘层6、导体7；表层护套1采用固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；支撑层4采用石墨化碳纤维制成；内衬5采用ENB三元乙丙橡胶制成；绝缘层6采用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料制成。该阻燃防火电缆的制造方法包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套1原材料选用固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶，选择标准为：体积电阻率不低于2×1015Ω•cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55~180℃；②改性尼龙PA66层3原材料选用固化有5wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66；③支撑层4原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；④内衬5原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层6原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体7原材料选用标准铜材或铝材；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃防火电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；②改性尼龙PA66层(3)原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66；③支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；④内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5‑3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm‑0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar‑2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm‑15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃‑800℃，处理时间5min ‑10min，后炭化处理温度1500℃‑1600℃，处理时间5min ‑8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃‑2500℃环境下，保温8s‑12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）阻燃防火电缆的制造①将导体(7)按标准方式编织好，获得待用导体(7)；②将1）中步骤⑤准备的环氧树脂与玻璃纤维加热至熔融态，获得封装用流体；③将步骤①获得的待用导体(7)放入步骤②获得的封装用流体进行封装，获得待用芯材；④将1）中步骤④准备的ENB三元乙丙橡胶按标准方法制成管状，获得套管内层；⑤将2）中步骤⑦获得的石墨化碳纤维编织成致密网管状，套装在步骤④获得的套管内层外表面，获得套管中层；⑥将改性尼龙PA66编织在步骤⑤获得的套管中层外表面，获得带改性尼龙PA66层(3)的套管中层；⑦将1）中步骤①准备的改性热硫化型硅橡胶按标准方法制成表层护套(1)，该表层护套(1)的内径比步骤⑥获得的带改性尼龙PA66层(3)的套管中层外径大1mm~2mm；⑧将步骤③获得的待用芯材插入步骤⑥获得的带改性尼龙PA66层(3)的套管中层中，再将获得的组合体整体插入步骤⑦获得的表层护套(1)内，即获得所需阻燃防火电缆。...

【技术特征摘要】
1.一种阻燃防火电缆的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的选用与准备①表层护套(1)原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性热硫化型硅橡胶；②改性尼龙PA66层(3)原材料选用固化有5～8wt%氢氧化镁阻燃剂的改性尼龙PA66；③支撑层(4)原材料选用采用特定方法制造的石墨化碳纤维；④内衬(5)原材料选用ENB三元乙丙橡胶；⑤绝缘层(6)原材料选用环氧树脂与玻璃纤维按重量比9：1的混合材料；⑥导体(7)原材料选用标准铜材或铝材；2）石墨化碳纤维的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min-10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min-8min获得炭化纤维；⑥将步骤⑤获得的炭化纤维置进行石墨化处理，即将之放置于2400℃-2500℃环境下，保温8s-12s；⑦收丝，获得所需石墨化碳纤维；3）阻燃防火电缆的制造①将导...

【专利技术属性】
技术研发人员：储晓锋，
申请(专利权)人：江苏东钢新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32