CN103413610B - 无卤低压耐火控制电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤低压耐火控制电缆，结构中包括导线，导线外侧设置有绝缘层，绝缘层外侧设置有阻燃层，所述阻燃层的结构中包括阻燃外层、碳纤维隔离层和阻燃内层，所述阻燃层内设置有金属连接丝，阻燃外层、碳纤维隔离层和阻燃内层的厚度之比为10:1:5。本发明能够解决现有技术的不足，在达到阻燃目的的同时，避免了燃烧时有毒气体的生成。<!--1-->

Description

无卤低压耐火控制电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其是一种无卤低压耐火控制电缆。
背景技术
传统的阻燃电缆主要是采用阻燃聚氯乙烯、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等含卤素材料作为电缆的护层来达到抑制火焰蔓延的目的。但是这些阻燃电缆在燃烧中会释放出大量的腐蚀性气体和浓烟,烟雾阻挡视线,给火灾现场逃生带来困难;毒性气体使人窒息,危及人的生命安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无卤低压耐火控制电缆，能够解决现有技术的不足，在达到阻燃目的的同时，避免了燃烧时有毒气体的生成。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种无卤低压耐火控制电缆，结构中包括导线，导线外侧设置有绝缘层，绝缘层外侧设置有阻燃层，所述阻燃层的结构中包括阻燃外层、碳纤维隔离层和阻燃内层，所述阻燃层内设置有金属连接丝，阻燃外层、碳纤维隔离层和阻燃内层的厚度之比为10:1:5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃外层包含100重量份数的聚乙烯树脂、100重量份数的氢氧化铝粉末、10～15重量份数的2,6-二甲基-4-庚酮和3～5重量份数的2-甲基丙烯酸甲酯。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃外层中氢氧化铝粉末为非均匀分布，其含量由阻燃外层内侧到外侧逐渐变小。
作为本发明的一种优选技术方案，所述碳纤维隔离层为网状结构，其包含有0.5%～1%重量份数的四酚基乙烷型环氧树脂。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃内层包含100重量份数的聚氨酯树脂、100重量份数的氢氧化镁粉末、2～3重量份数的油酸钠。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氢氧化铝粉末的颗粒直径小于50nm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氢氧化镁粉末的颗粒直径小于50nm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃层的厚度是绝缘层厚度的2～3倍。
作为本发明的一种优选技术方案，所述金属连接丝的材质为钨钼合金，其中金属钨占重量的70%，金属钼占重量的30%。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：由于氢氧化铝和聚乙烯树脂的熔点较低，所以在燃烧较轻微的情况下，由氢氧化铝分解吸热并分解出水分，即可实现阻燃的作用。聚乙烯树脂与2,6-二甲基-4-庚酮和2-甲基丙烯酸甲酯的交联效果好，与其它辅助添加剂相比，使用2,6-二甲基-4-庚酮和2-甲基丙烯酸甲酯可以提高聚乙烯树脂与氢氧化铝的相容率约30%。氢氧化铝粉末为非均匀分布，可以提高阻燃外层表面的耐磨性。网状结构的碳纤维隔离层可以将阻燃内层牢固固定，四酚基乙烷型环氧树脂可以提高碳纤维隔离层的强度和韧性，经过试验，四酚基乙烷型环氧树脂的重量含量在0.5%～1%时，碳纤维隔离层的强度和韧性达到一个最佳的平衡值，含量降低，强度会稍有增大，但韧性会大幅度降低，含量升高，韧性会稍有增大，但强度会大幅度降低。聚氨酯树脂和氢氧化镁的熔点较高，在燃烧剧烈的情况下，阻燃外层无法阻燃，热量会将碳纤维隔离层变软，同时氢氧化镁分解吸热使碳纤维隔离层在电缆表面迅速形成一层碳纤维膜层起到隔热、隔绝空气的作用。聚氨酯树脂与油酸钠的交联效果好，与其它辅助添加剂相比，可以提高聚氨酯树脂与氢氧化镁的相容率约20%。氢氧化铝和氢氧化镁为纳米级粉末，可以进一步提高相容率，同时可以加快分解速度，提高降温效果。由于在阻燃层内设置有金属连接丝，可以提高阻燃层的柔韧性和抗张强度，所以，可以将氢氧化铝和氢氧化镁的含量提高至约50%而不影响电缆的柔韧性和抗张强度，相比于普通阻燃电缆约30%的金属氢氧化物的含量，这就增大了在燃烧时的热量吸收和水分的释放，提高了电缆的阻燃性。金属连接丝中金属钨占重量的70%，金属钼占重量的30%，在保证性能的前提下减少了钼的用量，节约了成本。阻燃层的厚度是绝缘层厚度的2～3倍，可以保证在燃烧时，有足够的阻燃剂对电缆进行阻燃；另外，阻燃层的厚度如果再进一步增大，会降低电缆的抗张强度，所以阻燃层的厚度优选为绝缘层厚度的2～3倍。阻燃外层、碳纤维隔离层和阻燃内层的厚度之比为10:1:5，其中碳纤维隔离层的厚度是维持其功能的最小厚度，这就留出了更多的空间可以设置更多的阻燃剂；另外阻燃外层的厚度最大，这样设计可以将热量尽可能的阻挡在阻燃层的最外侧，尽可能减小燃烧对电缆内部的影响。
附图说明
图1是本发明一个具体实施的方式的示意图。
图中：1、导线；2、绝缘层；3、阻燃外层；4、碳纤维隔离层；5、阻燃内层；6、金属连接丝。
具体实施方式
参照图1，本发明的结构中包括导线1，导线1外侧设置有绝缘层2，绝缘层2外侧设置有阻燃层，所述阻燃层的结构中包括阻燃外层3、碳纤维隔离层4和阻燃内层5，所述阻燃层内设置有金属连接丝6，阻燃外层3、碳纤维隔离层4和阻燃内层5的厚度之比为10:1:5。所述阻燃外层3包含100重量份数的聚乙烯树脂、100重量份数的氢氧化铝粉末、12重量份数的2,6-二甲基-4-庚酮和3重量份数的2-甲基丙烯酸甲酯。所述阻燃外层3中氢氧化铝粉末为非均匀分布，其含量由阻燃外层3内侧到外侧逐渐变小。所述碳纤维隔离层4为网状结构，其包含有0.6%重量份数的四酚基乙烷型环氧树脂。所述阻燃内层5包含100重量份数的聚氨酯树脂、100重量份数的氢氧化镁粉末、3重量份数的油酸钠。所述氢氧化铝和氢氧化铝粉末的颗粒直径小于50nm。所述阻燃层的厚度是绝缘层2厚度的3倍。所述金属连接丝6的材质为钨钼合金，其中金属钨占重量的70%，金属钼占重量的30%。
其中碳纤维隔离层中使用的碳纤维由碳源在500℃～700℃的气态下，加入四酚基乙烷型环氧树脂进行参杂，并使用等离子体进行催化，制备而成。等离子体发生器的功率为3kW，频率30MHz。
使用本发明提供的无卤低压耐火控制电缆具有良好的耐火性，并且在燃烧过程中不会产生有毒气体,符合IEC60332-3的A类标准,适合推广使用。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (8)

1.一种无卤低压耐火控制电缆，结构中包括导线(1)，导线(1)外侧设置有绝缘层(2)，绝缘层(2)外侧设置有阻燃层，其特征在于：所述阻燃层的结构中包括阻燃外层(3)、碳纤维隔离层(4)和阻燃内层(5)，所述阻燃层内设置有金属连接丝(6)，阻燃外层(3)、碳纤维隔离层(4)和阻燃内层(5)的厚度之比为10:1:5；阻燃外层(3)包含100重量份数的聚乙烯树脂、100重量份数的氢氧化铝粉末、10～15重量份数的2,6-二甲基-4-庚酮和3～5重量份数的2-甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述阻燃外层(3)中氢氧化铝粉末为非均匀分布，其含量由阻燃外层(3)内侧到外侧逐渐变小。
3.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述碳纤维隔离层(4)为网状结构，其包含有0.5％～1％重量份数的四酚基乙烷型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述阻燃内层(5)包含100重量份数的聚氨酯树脂、100重量份数的氢氧化镁粉末、2～3重量份数的油酸钠。
5.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述氢氧化铝粉末的颗粒直径小于50nm。
6.根据权利要求4所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述氢氧化镁粉末的颗粒直径小于50nm。
7.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述阻燃层的厚度是绝缘层(2)厚度的2～3倍。
8.根据权利要求1所述的无卤低压耐火控制电缆，其特征在于：所述金属连接丝(6)的材质为钨钼合金，其中金属钨占重量的70％，金属钼占重量的30％。
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