一种耐火电缆及其制备方法技术

本申请涉及电缆制造技术领域，具体公开了一种耐火电缆及其制备方法。一种耐火电缆，包括导体、绝缘层、耐火层，所述耐火层包括以下重量份原料：聚乙烯150

【技术实现步骤摘要】
一种耐火电缆及其制备方法


[0001]本申请涉及电缆制造
，更具体地说，它涉及一种耐火电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐火电缆是指在电缆火灾事故中，该电缆产品能够在外部火焰依然燃烧的情况下，能够坚持一定时间的正常运作，保持电线电缆线路完整性并保持线路设备的正常运转。耐火电缆广泛应用于高层建筑、地下铁道、地下街、大型电站及重要的工矿企业等与防火安全和消防救生有关的地方。
[0003]陶瓷化高分子材料是耐火电缆中常用的耐火材料，可陶瓷化高分子耐火材料是以高分子聚合物为基材，一般是以聚烯烃为基材，加入成瓷助剂和功能填料，经一定加工工序而成的特种高分子耐火材料；耐火电缆用陶瓷化聚烯烃具有优良的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒等性能，陶瓷化聚烯烃电缆在火灾发生时，无机填料在高温燃烧时快速形成陶瓷化壳体，成为耐火保护层覆盖在缆芯上，可保障电缆在火灾发生一定时间内保持线路的畅通。
[0004]针对上述相关技术，申请人认为聚烯烃陶瓷化高分子材料可以实现低温成瓷，但所需成瓷填料的添加量较大，会造成聚烯烃熔滴问题。

技术实现思路

[0005]为了解决耐火电缆的熔滴问题，本申请提供一种耐火电缆及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐火电缆，采用如下的技术方案：一种耐火电缆，包括导体、绝缘层、耐火层，所述耐火层包括以下重量份原料：聚乙烯150
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250份、乙烯
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辛烯共聚物50
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100份、相容剂10
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20份、碳酸钙10
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15份、氢氧化铝30
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40份、低温助溶剂25
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30份、润滑剂5
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10份。
[0007]通过采用上述技术方案，用聚乙烯与乙烯
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辛烯共聚物复配作为基体，可极大改善聚乙烯较脆的缺点，在共混物中乙烯
⁃
辛烯共聚物对聚乙烯起到增韧作用，使材料的拉伸强度和断裂拉伸应变提高；氢氧化铝作为成瓷粉，氢氧化铝在高温条件下受热发生分解释放出结晶水，释放出的结晶水不仅是冷却剂还是稀释剂，吸收大量的热量；同时，脱水分解反应产生的氧化铝具有很高的比表面积，会形成陶瓷状壳体覆盖在材料上隔绝可燃性气体，进一步起到阻燃效果，燃烧形成的陶瓷状壳体在高温燃烧时不熔融、不会从电缆上脱落，氢氧化铝在燃烧过程中形成的陶瓷壳体为蜂窝状带有细微小孔的陶瓷壳，有很好的隔火、隔热、隔绝可燃性气体的作用。而低温助溶剂可以有效地降低瓷化粉的成瓷温度，低温助溶剂与碳酸钙配合可以在较宽的温度范围内得到所需的陶瓷壳体强度，扩大其对温度的响应范围。
[0008]优选的，所述低温助溶剂的制备方法为：将氧化硼与氧化锌粉末进行混合球磨，然后进行一次烧结，一次烧结温度为600
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650℃，一次烧结时间为2
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3h，一次烧结后粉末再次球磨，然后进行二次烧结，二次烧结温度为800
‑
850℃，二次烧结时间为2
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3h，得到低温助溶剂。
[0009]通过采用上述技术方案，用氧化硼与氧化锌制备陶瓷化硼酸锌低温助溶剂，合成的助溶剂烧蚀温度达到 700 ℃及以上时可熔融，形成液相，结晶性好，有助于成瓷填料形成陶瓷层。当聚乙烯在处于明火或者高温环境时，首先受热发生分解，随着温度的升高，同时在表面能的作用下，颗粒间发生重新排列，合成的低温助熔剂熔融形成液相，渗透到氢氧化铝、碳酸钙及聚乙烯分解的残余物之间，形成低共熔物，可以对其他无机粒子起到桥接作用，随着温度的继续升高，最终形成坚硬且致密的陶瓷化保护层。
[0010]另外，在高温下，氢氧化铝发生分解，生成结晶水，使体系温度降低，阻燃性得到了提高，而低温助溶剂与氢氧化铝体系发生了协效作用，既能降低体系温度，又能促进表面焦炭层的形成，起到更好的阻燃作用。
[0011]优选的，所述氧化硼与氧化锌的重量比为（2
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3）：1。
[0012]优选的，所述氧化硼与氧化锌的重量比为2.7：1。
[0013]通过采用上述技术方案，调整氧化硼与氧化锌的配比，以达到更好的瓷化效果，提高耐火层的阻燃能力，同时解决熔滴问题。
[0014]优选的，所述氢氧化铝经过硅烷偶联剂表面处理。
[0015]通过采用上述技术方案，对氢氧化铝用硅烷偶联剂进行表面处理，将氢氧化铝的表面由无机表面转变为有机表面，使氢氧化铝与聚乙烯、乙烯
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辛烯共聚物的相容性增加，样品中的缺陷和应力集中点减少，提高耐火层材料的拉伸强度和断裂伸长率，一定程度上提高其耐火性能。
[0016]优选的，所述聚乙烯与乙烯
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辛烯共聚物的重量比为：（2
‑
3）：1。
[0017]通过采用上述技术方案，调节聚乙烯与乙烯
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辛烯共聚物的配比，使得乙烯
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辛烯共聚物的柔韧性与弹性跟聚乙烯的耐高温、电绝缘性与抗冲击性能结合，提高合成材料的综合性能。
[0018]优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃相容剂。
[0019]通过采用上述技术方案，马来酸酐中含有碳碳双键和一些活泼氢分子，所以马来酸酐具有很强的接枝聚合能力，接枝效率较高。用马来酸酐接枝聚烯烃作为相容剂，可以改善材料综合性能，减少基体树脂用量，提高性价比，改善混合物加工困难的缺点。
[0020]优选的，所述润滑剂为重量比为（1
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2）：1的硬脂酸锌与聚乙烯蜡。
[0021]陶瓷化聚烯烃中添加了大量的瓷化粉，在加工过程中，陶瓷化聚烯烃黏度非常大，陶瓷化聚烯烃之间会产生摩擦，对熔体流动性不利。通过采用上述技术方案，用硬脂酸锌与聚乙烯蜡复配作为润滑剂，可以提高混合物的流动性，减少物料之间及物料与设备之间的摩擦，硬脂酸锌、聚乙烯蜡有利于陶瓷化聚烯烃混炼，在高温时的绝缘电阻较高；另外，硬脂酸锌与聚乙烯蜡不仅可以使材料表面的光滑度提高，同时也可以改进高聚物体系的润滑效果，使陶瓷化聚烯烃更均匀。
[0022]优选的，还包括8
‑
12份红磷。
[0023]通过采用上述技术方案，高温烧结时，体系中的红磷促进了方石英晶体形成，提高了材料的自支撑能力；随着烧蚀温度的升高，陶瓷体的内部孔洞减少，弯曲强度增大。
[0024]第二方面，本申请提供一种耐火电缆的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐火电缆的制备方法，包括以下步骤：S1.将耐火层原料混合、密炼、挤出造粒得到耐火层料：
S2.将绝缘层、耐火层料先后包覆在导体表面，冷却固化后切割，得到耐火电缆。
[0025]通过采用上述技术方案，本申请制备方法简单易操作，对生产设备没有特殊需求，适合工业化生产。
[0026]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用聚乙烯与乙烯
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辛烯共聚物复配作为基体，氢氧化铝作为成瓷粉，配合低温助溶剂与碳酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐火电缆，包括导体、绝缘层、耐火层，其特征在于，所述耐火层包括以下重量份原料：聚乙烯150
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250份、乙烯
⁃
辛烯共聚物50
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100份、相容剂10
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20份、碳酸钙10
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15份、氢氧化铝30
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40份、低温助溶剂25
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30份、润滑剂5
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10份。2.根据权利要求1所述的一种耐火电缆，其特征在于：所述低温助溶剂的制备方法为：将氧化硼与氧化锌粉末进行混合球磨，然后进行一次烧结，一次烧结温度为600
‑
650℃，一次烧结时间为2
‑
3h，一次烧结后粉末再次球磨，然后进行二次烧结，二次烧结温度为800
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850℃，二次烧结时间为2
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3h，得到低温助溶剂。3.根据权利要求2所述的一种耐火电缆，其特征在于：所述氧化硼与氧化锌的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞涛，冀豪杰，郭宏亮，梁瑞彬，耿晓阳，郭岭芳，
申请(专利权)人：宏亮电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：