CN104505154B - 陶瓷化防火绝缘电缆及绝缘层材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及陶瓷化防火绝缘电缆及绝缘层材料的制备方法，陶瓷化防火绝缘电缆的线芯由导体和绝缘层组成，导体外包裹绝缘层，若干根线芯绞合成缆芯，在缆芯外包裹保护层。绝缘层材料的制备方法：将有机硅树脂、Na‑Al‑Si‑Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD‑50各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2～3小时至均匀形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出机挤出温度为120～130℃，转速30～70转/分；挤出后在烘箱内，于200～250℃下硫化，烘烤30－60分钟得到。本发明的陶瓷化防火绝缘电缆具有弯曲性能好、线密度小、耐高温性能强、采用传统制备工艺制备方法简单、敷设使用也简单方便、安全系数高等优点。

Description

陶瓷化防火绝缘电缆及绝缘层材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷化防火绝缘电缆及绝缘层材料的制备方法。
背景技术
防火电缆在民用以及军事方面用途广泛，包括住宅、交通、大型电站、油库及重要的工矿企业等易发生火灾场所，尤其在军事方面的应用更是无处不在，飞机、装甲、作战指挥系统等等。在火灾发生时，在一定时间内保障电力和通讯的通畅，有助于救援工作的开展，尽可能减少人员伤亡和财物损失，能在更大程度上确保人的生命和财产的安全。
目前国内外防火电缆有采用氧化镁矿物制作防火电缆、云母带绕包制作防火电缆、用陶瓷化硅橡胶制作防火电缆。氧化镁矿物制作防火电缆、云母带绕包制作防火电缆这两类防火电缆都能够达A类(试验温度为950－1000℃条件下，附加电压为500V，电流3A，可以保持正常供电90min及以上)的防火标准，保证火灾时线中和完整性。但这两种防火电缆的生产工艺复杂，生产效率低，成本高，且施工困难，云母带绕包制作防火电缆在弯曲时也容易损坏。
市场上的陶瓷化硅橡胶制作防火电缆达不到A类(试验温度为950－1000℃条件下，附加电压为500V，电流3A，可以保持正常供电90min及以上)的防火标准，而且线密度大。
发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种陶瓷化防火绝缘电缆及绝缘层材料的制备方法，本发明的陶瓷化防火绝缘电缆具有弯曲性能好、线密度小、耐高温性能强、采用传统制备工艺制备方法简单、敷设使用也简单方便、安全系数高等优点。而绝缘层材料的制备方法也是采用常规原料、利用简单工艺就能完成。
本发明的技术方案为：
陶瓷化防火绝缘电缆，包括线芯和保护层组成，其特征在于：所述的线芯由导体和绝缘层组成，导体外包裹绝缘层，若干根线芯绞合成缆芯，在缆芯外包裹保护层。
绝缘层材料由有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为40-50:50-60，以有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼1-5份，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.5-0.75份，将上述各原料按比例混合均匀将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2～3小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出机挤出温度为120～130℃，转速30～70转/分；挤出后在烘箱内，于200～250℃下硫化，烘烤30分钟时至1小时，得到绝缘层材料。
所述有机硅树脂的分子量为40万～80万。
所述抗紫外辐射剂为金红石型纳米TiO2。
本发明的陶瓷化防火绝缘电缆具有弯曲性能好、线密度小、耐高温性能强、采用传统制备工艺制备方法简单、敷设使用也简单方便、安全系数高等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明包括线芯和保护层3组成，其特征在于：所述的线芯由导体1和绝缘层2组成，导体1外包裹绝缘层2，若干根线芯绞合成缆芯，在缆芯外包裹保护层3。
本发明所用的抗老化剂直接从市场购买的。
实施例1：
绝缘层材料由分子量为40万的有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，分子量为40万的有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为50:50，以分子量为40万的有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼1份，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.5份，将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出机挤出温度为120℃，转速30转/分；挤出后在烘箱内，于200℃下硫化，烘烤30分钟，得到绝缘层材料。
实施例2：
绝缘层材料由分子量为80万的有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，分子量为80万的有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为40:60，以分子量为80万的有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼5份，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.75份，将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合3小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出机挤出温度为130℃，转速70转/分；挤出后在烘箱内，于250℃下硫化，烘烤1小时，得到绝缘层材料。
实施例3：
绝缘层材料由分子量为60万的有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，分子量为60万的有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为45:55，以分子量为60万的有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼3份，抗老化剂、金红石型纳米TiO2抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.60份，将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2.5小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出机挤出温度为115℃，转速50转/分；挤出后在烘箱内，于220℃下硫化，烘烤40分钟，得到绝缘层材料。
将上述实施例1－3制得的绝缘层材料分别包裹三段导体，分别在火焰温度为900℃、580℃、530℃下灼烧，都是在短时间内迅速瓷化，瓷化后绝缘层继续灼烧没有什么变化，能确保正常供电。
利用实施例1制备的绝缘层来制作陶瓷化防火绝缘电缆，在低温条件下与普通电缆性能相同，在发生火灾后，在较高温度下会在短时间内迅速瓷化，瓷化以后可以确保正常供电。甚至在1050℃的条件下可以保证正常供电。防火性能较现在认可的A级标准(GB12666.5-90：在火焰温度为950℃－1000℃的条件下，附加电压为500V，电流3A，可以保持正常供电90min及以上)规定的性能更为优异。满足中国标准E90以及德国标准FE180。
特种电缆作为电缆中的一个重要部分，特种电缆的市场销售约占国内线缆市场总销售的30％左右，据粗略估计每年全国特种电缆产品的销售大概在400亿元左右。而防火耐高温电缆在特种电缆中占有相当大的比例。而国内的产品大部分都是低端产品，故本发明的产品具有广阔的市场前景。
本发明制作陶瓷化防火绝缘电缆具有弯曲性能好、线密度小、耐高温性能强、采用传统制备工艺制备方法简单、敷设使用也简单方便、安全系数高等优点。

Claims (4)

1.陶瓷化防火绝缘电缆，由线芯和保护层组成，所述的线芯由导体和绝缘层组成，导体外包裹绝缘层，若干根线芯绞合成缆芯，在缆芯外包裹保护层，其特征在于：所述绝缘层材料由有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为40-50:50-60，以有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼1-5份，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.5-0.75份，‍将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2～3小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出成型机挤出温度为120～130℃，转速30～70转/分；挤出后在烘箱内，于200～250℃下硫化，烘烤30分钟至1小时，得到绝缘层材料。
2.一种陶瓷化防火绝缘电缆的绝缘层材料的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：绝缘层材料由有机硅树脂、Na-Al-Si-Ti系玻璃、氧化硼，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50组成，有机硅树脂与Na-Al-Si-Ti系玻璃质量比为40-50:50-60，以有机硅树脂和Na-Al-Si-Ti系玻璃总量计为100份，氧化硼1-5份，抗老化剂、抗紫外辐射剂、硅烷偶联剂WD-50各0.5-0.75份，‍将各物料按比例称量后，置于密炼机，搅拌混合2～3小时至均匀，形成混炼胶；混炼胶经密炼机密炼后，通过单螺杆挤出成型机挤出成型，挤出成型机挤出温度为120～130℃，转速30～70转/分；挤出后在烘箱内，于200～250℃下硫化，烘烤30分钟至1小时，得到绝缘层材料。
3.如权利要求2所述陶瓷化防火绝缘电缆的绝缘层材料的制备方法，其特征在于：所述有机硅树脂的分子量为40万～80万。
4.如权利要求2所述陶瓷化防火绝缘电缆的绝缘层材料的制备方法，其特征在于：所述抗紫外辐射剂为金红石型纳米TiO2。
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