CN103440921A - 低烟无卤高阻燃电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低烟无卤高阻燃电力电缆，结构中包括导线，导线外侧设置有阻燃绝缘层，阻燃绝缘层外侧设置有碳纤维阻燃层，碳纤维阻燃层的外侧设置有泡沫阻燃层，碳纤维阻燃层与阻燃绝缘层之间、碳纤维阻燃层与泡沫阻燃层之间通过交联层相连。本发明在提高电缆阻燃能力的同时减少了燃烧时有毒烟气的释放。

Description

低烟无卤高阻燃电力电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其是一种低烟无卤高阻燃电力电缆。
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,危及人的生安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低烟无卤高阻燃电力电缆，能够解决现有技术的不足，在提高电缆阻燃能力的同时减少了燃烧时有毒烟气的释放。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种低烟无卤高阻燃电力电缆，结构中包括导线，导线外侧设置有阻燃绝缘层，阻燃绝缘层外侧设置有碳纤维阻燃层，碳纤维阻燃层的外侧设置有泡沫阻燃层，碳纤维阻燃层与阻燃绝缘层之间、碳纤维阻燃层与泡沫阻燃层之间通过交联层相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述阻燃绝缘层包含100重量份数的三元乙丙橡胶、15～20重量份数的碳酸钙、5～10重量份数的二环戊二烯合铁和3～5重量份数的丙烯酸树脂。
作为本发明的一种优选技术方案，所述碳纤维阻燃层呈空间网状结构，网状结构中的空隙结合有二氰二胺，碳纤维的直径为5nm～10nm，碳纤维的内部含有红磷；所述碳纤维阻燃层中包括100重量份数的碳纤维、20～30重量份数的二氰二胺和10～15重量份数的红磷。
为本发明的一种优选技术方案，所述泡沫阻燃层包括100重量份数的2-丁烯酸甲酯、10～15重量份数的脲醛树脂和10～15重量份数的异丙醇胺。
为本发明的一种优选技术方案，所述交联层为有机硅改性丙烯酸酯聚合物。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：泡沫阻燃层中脲醛树脂作为发泡剂，异丙醇胺作为碳源，在高温的情况下可以生成以碳元素为主的发泡隔离层，进行阻燃。发泡剂和碳源的含量没有超过总重量的30%，可以保持泡沫阻燃层的柔韧度和耐磨度。当燃烧剧烈，发泡隔离层无法继续起到阻燃作用时，碳纤维阻燃层开始发生反应。二氰二胺吸热分解出氮气，稀释具有助燃作用的空气，红磷在高温的作用下与熔融状态的发泡隔离层发生加聚反应，与碳纤维网状结构重新形成新的耐高温阻燃层，比单纯的发泡隔离层的阻燃效率提高40%以上。碳纤维的直径为5nm～10nm，可以保证碳纤维网状结构具有足够的接触面积，提高耐高温阻燃层的形成后的致密性。如果碳纤维的直径再小于此优选值，其自身强度便无法支撑其网状结构。阻燃绝缘层含有碳酸钙和二环戊二烯合铁，在高温下形成的耐高温阻燃层仍然不能起到阻燃作用时，碳酸钙和二环戊二烯合铁受热分解，生成二氧化碳和水，进行降温隔离阻燃。丙烯酸树脂起到了相容剂的作用。三元乙丙橡胶含卤量极低，燃烧时几乎不产生有毒烟气，碳酸钙分解后生成的氧化钙又可以对酸性的含卤烟气进行吸收。针对三元乙丙橡优选丙烯酸树脂作为相容剂，可以在保证阻燃绝缘层力学性能不变的情况下，提高阻燃剂含量约20%，从而提高阻燃绝缘层的阻燃效果。交联层优选为有机硅改性丙烯酸酯聚合物，是由于机硅改性丙烯酸酯聚合物对2-丁烯酸甲酯、碳纤维和三元乙丙橡均有较好的相容性，可以提高真个电缆的抗张强度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的示意图。
图中：1、导线；2、阻燃绝缘层；3、碳纤维阻燃层；4、泡沫阻燃层；5、交联层。
具体实施方式
一种低烟无卤高阻燃电力电缆，结构中包括导线1，导线1外侧设置有阻燃绝缘层2，阻燃绝缘层2外侧设置有碳纤维阻燃层3，碳纤维阻燃层3的外侧设置有泡沫阻燃层4，碳纤维阻燃层3与阻燃绝缘层2之间、碳纤维阻燃层3与泡沫阻燃层4之间通过交联层5相连。所述阻燃绝缘层2包含100重量份数的三元乙丙橡胶、20重量份数的碳酸钙、7重量份数的二环戊二烯合铁和3重量份数的丙烯酸树脂。所述碳纤维阻燃层3呈空间网状结构，网状结构中的空隙结合有二氰二胺，碳纤维的直径为5nm～10nm，碳纤维的内部含有红磷；所述碳纤维阻燃层3中包括100重量份数的碳纤维、30重量份数的二氰二胺和15重量份数的红磷。所述泡沫阻燃层4包括100重量份数的2-丁烯酸甲酯、12重量份数的脲醛树脂和10重量份数的异丙醇胺。所述交联层5为有机硅改性丙烯酸酯聚合物。
此外，本发明中碳纤维是通过使用气态碳源和红磷在500℃～700℃的环境中，加以等离子体的轰击催化作用形成的。在降温过程中再加入二氰二胺，最终形成碳纤维阻燃层3。等离子体发生器的功率为1kW，频率为20MHz。
本发明提供的低烟无卤高阻燃电力电缆可以实现三层阻燃，阻燃效果好，燃烧时无有害烟气产生,符合IEC60332- 3的A类标准。
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 (5)

1.一种低烟无卤高阻燃电力电缆，其特征在于：结构中包括导线（1），导线（1）外侧设置有阻燃绝缘层（2），阻燃绝缘层（2）外侧设置有碳纤维阻燃层（3），碳纤维阻燃层（3）的外侧设置有泡沫阻燃层（4），碳纤维阻燃层（3）与阻燃绝缘层（2）之间、碳纤维阻燃层（3）与泡沫阻燃层（4）之间通过交联层（5）相连。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤高阻燃电力电缆，其特征在于：所述阻燃绝缘层（2）包含100重量份数的三元乙丙橡胶、15～20重量份数的碳酸钙、5～10重量份数的二环戊二烯合铁和3～5重量份数的丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的低烟无卤高阻燃电力电缆，其特征在于：所述碳纤维阻燃层（3）呈空间网状结构，网状结构中的空隙结合有二氰二胺，碳纤维的直径为5nm～10nm，碳纤维的内部含有红磷；所述碳纤维阻燃层（3）中包括100重量份数的碳纤维、20～30重量份数的二氰二胺和10～15重量份数的红磷。
4.根据权利要求1所述的低烟无卤高阻燃电力电缆，其特征在于：所述泡沫阻燃层（4）包括100重量份数的2-丁烯酸甲酯、10～15重量份数的脲醛树脂和10～15重量份数的异丙醇胺。
5.根据权利要求1所述的低烟无卤高阻燃电力电缆，其特征在于：所述交联层（5）为有机硅改性丙烯酸酯聚合物。
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