CN103985462A - 一种阻燃、耐高温环保电缆及其制造方法 - Google Patents

一种阻燃、耐高温环保电缆及其制造方法 Download PDF

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陈海波
陈爱国
陈仁训
陈冰玲
刘桂春
陈春燕
陈桂兰
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Abstract

一种阻燃、耐高温环保电缆由电缆缆芯、缆芯间隙的填充条以及缆芯及填充条外绕包的隔离层构成，其特征在于：电缆缆芯由多根绝缘线芯绞合成，绝缘线芯由导体、导体外依次设置的内绝缘层和外绝缘层构成，所述外绝缘层外设置有玻璃纤维层，所述导体、所述内绝缘层、外绝缘层与所述玻璃纤维层构成一绝缘线芯，在所述缆芯间隙设有填充条，所述缆芯及填充条外绕包有隔离层，电缆的最外层为外护套，所述内绝缘层和外绝缘层采用聚乙烯或交联聚乙烯或辐照交联聚烯烃绝缘料。

Description

一种阻燃、耐高温环保电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及电缆领域，尤其涉及一种阻燃、耐高温环保电缆及其制造方法。
背景技术
随着人类对保护生态环境及自身健康的日益重视，对电缆的环保性能提出了更高更全面的要求。目前，国内阻燃电线电缆通常分为一般阻燃电线电缆、低烟低卤阻燃电线电缆和低烟无卤阻燃电线电缆，这些阻燃电线电缆产品以含卤阻燃为主，这些阻燃电缆通常是在护套及绝缘层中添加含磷等阻燃剂，在高温下生成卤氢酸、磷酸等，进一步脱水生成的稳定的编磷酸覆盖在被燃电缆表面，以阻隔氧气，从而阻止燃烧进一步发展。但是，由于填充层不结实，使电缆的绝缘层与空气中氧气阻隔不够充分，燃烧时仍释放出有毒性的HCL气体，且有大量烟雾和腐蚀性卤化物产生，HCL气体刺激人体器官使人窒息，给人员造成伤害，也对高精密仪器及各种设备造成腐蚀，还给救护工作带来非常大的困难，并造成环境等危害，即所谓的“二次灾害”。
电力电缆从聚氯乙烯绝缘或聚乙烯绝缘、聚氯乙烯或聚乙烯护套非阻燃型电缆，发展到上世纪90年代开始的阻燃型聚氯乙烯绝缘或阻燃型聚乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘或硅橡胶及氟塑料绝缘(高温场合用)、阻燃型聚氯乙烯护套或阻燃型聚乙烯护套、阻燃型(主要分为A类、B类、C类)硅橡胶及氟塑料电缆，再发展到本世纪初开始的低烟无卤阻燃型电力电缆，可见对电缆的阻燃性能要求越来越高。 
低烟无卤阻燃电缆的绝缘基本采用低烟无卤聚烯烃绝缘，护套采用低烟无卤阻燃聚烯烃护套，而这类材料制造的电缆都不能达到无烟无卤不燃的性能要求。 
随着人们环保意识的提高和我国社会经济建设步伐的加快，低烟无卤阻燃电缆被广泛地应用在高层建筑、地铁、发电厂、核电站和轨道交通等重要部门及公共场所。当发生火灾时，电缆燃烧时不释放腐蚀性气体，并且透光性良好，对救援工作有很大的帮助，在很大程度上可以减少人员伤亡和财产损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、工作性能优良的具有良好阻燃、耐高温环保电缆及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃、耐高温环保电缆由电缆缆芯、缆芯间隙的填充条以及缆芯及填充条外绕包的隔离层构成，其特征在于：电缆缆芯由多根绝缘线芯绞合成，绝缘线芯由导体、导体外依次设置的内绝缘层和外绝缘层构成，所述外绝缘层外设置有玻璃纤维层，所述导体、所述内绝缘层、外绝缘层与所述玻璃纤维层构成一绝缘线芯，在所述缆芯间隙设有填充条，所述缆芯及填充条外绕包有隔离层，电缆的最外层为外护套，所述内绝缘层和外绝缘层采用聚乙烯或交联聚乙烯或辐照交联聚烯烃绝缘料；外护套包括以下百分含量的原料：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA    75-85份；   
三氧化锑                                 40-50份
聚氯丙烯树脂                 15-25份
膨润土                       15-25份
聚乙酰胺                     10-20份
高耐磨炭黑                   20-25份
氢氧化铝                                 1.5-3份
纳米二氧化硅                     3-8份
硅烷偶联剂                   1-2份
钛酸丁酯                     1-2份
增塑剂                       3-5份
氯化石蜡                     0.5-1份
纳米氢氧化镁                    4-5份
抑烟剂            2～8份；
抗氧剂            0.5～1份。
所述的增塑剂由按重量份的正丁醇3-5、聚乙二醇5-10、氯化石蜡20-25、纳米TiO2 0.2-0.5、纳米氧化钡0.2-0.5、甘油三醋酸酯10-15、甲基丙烯酸正丁酯20-25、偏苯三酸三辛酯10-15和丙三醇三甘油酸酯20-25混合制备而成。
抑烟剂为氢氧化镁、氧化镁、八钼酸铵的一种或多种的共混物；润滑剂为硅氧烷、二甲基硅油、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸锌的一种或多种的共混物。
所述的抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或多种的共混物；色母粒为聚乙烯色母粒、聚丙烯色母粒的一种或几种的共混物。
一种耐火耐高温型防腐控制电缆料的制备方法，包括以下步骤：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三氧化锑、聚氯丙烯树脂加入搅拌机中，通过喷淋装置喷淋增塑剂，搅拌15～30分钟；将其他成分加入搅拌机中搅拌15～30分钟，充分混合均匀；将混好的原料加入双螺杆挤出机中，喂料速度为10～80rpm/min，螺杆转速为100～600rpm/min，螺杆的长径比为25～50，加工温度为200～280℃，经水冷切粒得到柔性无卤阻燃聚苯醚电线电缆护套料粒料。 
有益效果：本耐火电缆具有低烟、无卤、无毒、无害、抗侧压力大等优点，适用于公共消防、防火场所，如地铁、影院、学校、医院、高楼等公共场所，可桥架、埋地或管道敷设。 
具体实施方式
实施例1
一种阻燃、耐高温环保电缆由电缆缆芯、缆芯间隙的填充条以及缆芯及填充条外绕包的隔离层构成，其特征在于：电缆缆芯由多根绝缘线芯绞合成，绝缘线芯由导体、导体外依次设置的内绝缘层和外绝缘层构成，所述外绝缘层外设置有玻璃纤维层，所述导体、所述内绝缘层、外绝缘层与所述玻璃纤维层构成一绝缘线芯，在所述缆芯间隙设有填充条，所述缆芯及填充条外绕包有隔离层，电缆的最外层为外护套，所述内绝缘层和外绝缘层采用聚乙烯或交联聚乙烯或辐照交联聚烯烃绝缘料。
外护套包括以下百分含量的原料：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA    75份；   
三氧化锑                                 40份
聚氯丙烯树脂                 15份
膨润土                       15份
聚乙酰胺                     10份
高耐磨炭黑                   20份
氢氧化铝                                 1.份
纳米二氧化硅                     3份
硅烷偶联剂                   1份
钛酸丁酯                     1份
增塑剂                       3份
氯化石蜡                     0.5份
纳米氢氧化镁                    4份
抑烟剂            2份；
抗氧剂            0.5份。
增塑剂由按重量份的正丁醇3-5、聚乙二醇5-10、氯化石蜡20-25、纳米TiO2 0.2-0.5、纳米氧化钡0.2-0.5、甘油三醋酸酯10-15、甲基丙烯酸正丁酯20-25、偏苯三酸三辛酯10-15和丙三醇三甘油酸酯20-25混合制备而成。
 
抑烟剂为氢氧化镁、氧化镁、八钼酸铵的的共混物； 
抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或多种的共混物；色母粒为聚乙烯色母粒、聚丙烯色母粒的一种或几种的共混物。
将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三氧化锑、聚氯丙烯树脂加入搅拌机中，通过喷淋装置喷淋增塑剂，搅拌15～30分钟；将其他成分加入搅拌机中搅拌15～30分钟，充分混合均匀；将混好的原料加入双螺杆挤出机中，喂料速度为10～80rpm/min，螺杆转速为100～600rpm/min，螺杆的长径比为25～50，加工温度为200～280℃，经水冷切粒得到柔性无卤阻燃聚苯醚电线电缆护套料粒料。
电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物pH加权值为6.2，燃烧时产生的烟尘透光率81.5％，单根燃烧、成束燃烧均满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为18.5MPa，断裂伸长率为520％；该电缆绝缘层可耐受10kV高压。 
实施例2
一种阻燃、耐高温环保电缆由电缆缆芯、缆芯间隙的填充条以及缆芯及填充条外绕包的隔离层构成，其特征在于：电缆缆芯由多根绝缘线芯绞合成，绝缘线芯由导体、导体外依次设置的内绝缘层和外绝缘层构成，所述外绝缘层外设置有玻璃纤维层，所述导体、所述内绝缘层、外绝缘层与所述玻璃纤维层构成一绝缘线芯，在所述缆芯间隙设有填充条，所述缆芯及填充条外绕包有隔离层，电缆的最外层为外护套，所述内绝缘层和外绝缘层采用聚乙烯或交联聚乙烯或辐照交联聚烯烃绝缘料。
外护套包括以下百分含量的原料：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA    85份；   
三氧化锑                                 50份
聚氯丙烯树脂                25份
膨润土                 25份
聚乙酰胺                    20份
高耐磨炭黑                  25份
氢氧化铝                                 3份
纳米二氧化硅                    8份
硅烷偶联剂                  2份
钛酸丁酯                  2份
增塑剂                      5份
氯化石蜡                    1份
纳米氢氧化镁                   5份
抑烟剂           8份；
抗氧剂            1份。
纳米氢氧化镁             4份
抑烟剂            2份；
抗氧剂            0.5份。
增塑剂由按重量份的正丁醇5、聚乙二醇10、氯化石蜡25、纳米TiO2 0.5、纳米氧化钡0.5、甘油三醋酸酯15、甲基丙烯酸正丁酯25、偏苯三酸三辛酯15和丙三醇三甘油酸酯25混合制备而成。
抑烟剂为氢氧化镁、氧化镁、八钼酸铵的的共混物； 
抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或多种的共混物；色母粒为聚乙烯色母粒、聚丙烯色母粒的一种或几种的共混物。
将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三氧化锑、聚氯丙烯树脂加入搅拌机中，通过喷淋装置喷淋增塑剂，搅拌15～30分钟；将其他成分加入搅拌机中搅拌15～30分钟，充分混合均匀；将混好的原料加入双螺杆挤出机中，喂料速度为10～80rpm/min，螺杆转速为100～600rpm/min，螺杆的长径比为25～50，加工温度为200～280℃，经水冷切粒得到柔性无卤阻燃聚苯醚电线电缆护套料粒料。
电缆绝缘层性能：制成的电缆绝缘层燃烧产物PH加权值为4.5，燃烧时产生的烟尘透光率65％，单根燃烧满足GB/T18380要求、成束燃烧均不满足GB/T18380要求；电缆绝缘层抗拉强度为14.2MPa，断裂伸长率为400％；该电缆绝缘层可耐受3kV高压。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种阻燃、耐高温环保电缆，由电缆缆芯、缆芯间隙的填充条以及缆芯及填充条外绕包的隔离层构成，其特征在于：电缆缆芯由多根绝缘线芯绞合成，绝缘线芯由导体、导体外依次设置的内绝缘层和外绝缘层构成，所述外绝缘层外设置有玻璃纤维层，所述导体、所述内绝缘层、外绝缘层与所述玻璃纤维层构成一绝缘线芯，在所述缆芯间隙设有填充条，所述缆芯及填充条外绕包有隔离层，电缆的最外层为外护套，所述内绝缘层和外绝缘层采用聚乙烯或交联聚乙烯或辐照交联聚烯烃绝缘料；外护套由以下份数的原料组成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA    75-85份；   
三氧化锑                                 40-50份
聚氯丙烯树脂                 15-25份
膨润土                       15-25份
聚乙酰胺                     10-20份
高耐磨炭黑                   20-25份
氢氧化铝                                 1.5-3份
纳米二氧化硅                     3-8份
硅烷偶联剂                   1-2份
钛酸丁酯                     1-2份
增塑剂                       3-5份
氯化石蜡                     0.5-1份
纳米氢氧化镁                    4-5份
抑烟剂            2～8份；
抗氧剂            0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的阻燃、耐高温环保电缆，其特征在于：所述的增塑剂由按重量份的正丁醇3-5、聚乙二醇5-10、氯化石蜡20-25、纳米TiO2 0.2-0.5、纳米氧化钡0.2-0.5、甘油三醋酸酯10-15、甲基丙烯酸正丁酯20-25、偏苯三酸三辛酯10-15和丙三醇三甘油酸酯20-25混合制备而成。
3.根据权利要求1所述的阻燃、耐高温环保电缆，其特征在于：抑烟剂为氢氧化镁、氧化镁、八钼酸铵的一种或多种的共混物。
4.根据权利要求1所述的阻燃、耐高温环保电缆，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或多种的共混物；色母粒为聚乙烯色母粒、聚丙烯色母粒的一种或几种的共混物。
5.一种如权利要求1所述的阻燃、耐高温环保电缆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三氧化锑、聚氯丙烯树脂加入搅拌机中，通过喷淋装置喷淋增塑剂，搅拌15～30分钟；将其他成分加入搅拌机中搅拌15～30分钟，充分混合均匀；将混好的原料加入双螺杆挤出机中，喂料速度为10～80rpm/min，螺杆转速为100～600rpm/min，螺杆的长径比为25～50，加工温度为200～280℃，经水冷切粒得到柔性无卤阻燃聚苯醚电线电缆护套料粒料。
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