CN105199225A - 一种导热阻燃控制电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热阻燃控制电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层、护套层，绝缘层包覆在线芯外，屏蔽层包覆在绝缘层外，护套层包覆在屏蔽层外；其中绝缘层采用低烟无卤聚烯烃材料制成，低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯，甲基乙烯基硅橡胶，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，四丙基苯磺酰，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯，己内酰胺，氧化镁，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔，烷基化二苯胺，2-巯基苯并咪唑锌盐，邻苯二甲酸二环己酯，高岭土，二氧化铈，聚丙烯腈纤维，防老剂，抗氧剂。本发明导热性好，阻燃性能优异。

Description

一种导热阻燃控制电缆
技术领域
本发明涉及控制电缆技术领域，尤其涉及一种导热阻燃控制电缆。
背景技术
在各种工矿企业、交通运输等重要经济部门，例如发电厂、变电站、电力线路及石油化工等企业中，控制电缆的应用非常广泛，对于安全供电及生产系统的运转，控制电缆的功能甚至超过用于主干线的电力电缆。在实际应用过程中，控制电缆特别是控制电缆中绝缘层在其导热、阻燃方面研究和开发较少，其在较高的温度下绝缘层可能发生烧灼现象从而影响控制电缆的正常工作，其工作安全性和可靠性难以保障。
发明内容
本发明提出了一种导热阻燃控制电缆，导热性好，阻燃性能优异。
本发明提出的一种导热阻燃控制电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层、护套层，绝缘层包覆在线芯外，屏蔽层包覆在绝缘层外，护套层包覆在屏蔽层外；其中绝缘层采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
优选地，低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯40-60份，甲基乙烯基硅橡胶15-30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-20份，四丙基苯磺酰1-3份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1-3份，己内酰胺2-5份，氧化镁0.5-1份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1-2份，烷基化二苯胺0.5-1.5份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.5-3份，邻苯二甲酸二环己酯1.2-2份，高岭土20-35份，二氧化铈5-15份，聚丙烯腈纤维15-30份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份。
优选地，聚丙烯腈纤维采用如下工艺制备：按重量份将20-50份氧化石墨烯、80-100份N,N-二甲基甲酰胺、10-20份丙烯腈单体、5-10份改性氢氧化镁送入反应器中，氮气保护下加入0.1-0.7份过硫酸铵，加热至60-80℃反应20-40h，沉淀，过滤，洗涤，干燥；加入50-80份N-甲基吡咯烷酮，40-70℃超声，超声功率为40-80KHz，超声时间为20-25h，以20-40mL/h的挤出速度通过直径10-30μm的纺丝毛细管，在20-30℃二甘醇中停留2-10s凝固成丝，在50-80份氢溴酸静置20-50min，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈纤维。
优选地，改性氢氧化镁采用如下工艺制备：按重量份将10-25份氢氧化镁、5-10份天然椰棕纤维、40-70份浓度为0.5-0.7mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌20-40min，密封室温放置1-2天，加入1-4份脂肪醇硫酸钠、1-3份硼酸锌、1-2份氧化磷、1-3份磷酸三苯酯、1-2份磷酸三异丙苯酯，超声分散10-30min，超声功率为200-400W，加入1-4份木质素磺酸钠、5-10份膨润土，继续超声分散20-50min，超声温度为50-80℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性氢氧化镁。
优选地，聚丙烯、甲基乙烯基硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为42-48：20-25：14-18。
优选地，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、烷基化二苯胺的重量比为1.2-1.6：1-1.3。
优选地，高岭土、二氧化铈、聚丙烯腈纤维的重量比为30-34：8-12：20-24。
优选地，低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯42-48份，甲基乙烯基硅橡胶20-25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14-18份，四丙基苯磺酰1.2-1.8份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1.5-2份，己内酰胺3-4份，氧化镁0.6-0.8份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1.2-1.6份，烷基化二苯胺1-1.3份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.8-1.9份，邻苯二甲酸二环己酯1.4-1.6份，高岭土30-34份，二氧化铈8-12份，聚丙烯腈纤维20-24份，防老剂2-2.5份，抗氧剂1.2-2份。
本发明中，聚丙烯、甲基乙烯基硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，加入异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯、己内酰胺、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔反应，并与高岭土、二氧化铈、聚丙烯腈纤维配合作用，制品交联度好，导热性及阻燃性能极为优异，而在改性氢氧化镁中，通过脂肪醇硫酸钠、氢氧化钠、木质素磺酸钠与其他物料表面发生化学包覆，从而改变颗粒表面状态，大大提高了物料间相容性，其中的脂肪醇硫酸钠、氢氧化钠、木质素磺酸钠不但可与氢氧化镁、膨润土生成稳定结构，且其含有的活性基团还能与氧化石墨烯、N,N-二甲基甲酰胺、丙烯腈单体作用，起到桥梁作用，导热及阻燃性能极好；另外由于聚丙烯腈纤维含有大量双键、磺酸基、酰胺基等活性基团，且表面带有大量负电荷，其与异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯、己内酰胺进行反应，制品不仅分散和相容性极好，且结构极为稳定，导热性好及阻燃性能进一步增强，原料低廉，成本低。
附图说明
图1为本发明提出的一种导热阻燃控制电缆的截面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种导热阻燃控制电缆的截面结构示意图。
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
参照图1，一种导热阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯60份，甲基乙烯基硅橡胶15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份，四丙基苯磺酰1份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯3份，己内酰胺2份，氧化镁1份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1份，烷基化二苯胺1.5份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.5份，邻苯二甲酸二环己酯2份，高岭土20份，二氧化铈15份，聚丙烯腈纤维15份，防老剂3份，抗氧剂1份。
实施例2
参照图1，一种导热阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯60份，甲基乙烯基硅橡胶15份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份，四丙基苯磺酰1份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯3份，己内酰胺2份，氧化镁1份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1-2份，烷基化二苯胺0.5份，2-巯基苯并咪唑锌盐3份，邻苯二甲酸二环己酯1.2份，高岭土35份，二氧化铈5份，聚丙烯腈纤维30份，防老剂1份，抗氧剂3份。
实施例3
参照图1，一种导热阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯48份，甲基乙烯基硅橡胶20份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物18份，四丙基苯磺酰1.2份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯2份，己内酰胺3份，氧化镁0.8份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1.2份，烷基化二苯胺1.3份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.8份，邻苯二甲酸二环己酯1.6份，高岭土30份，二氧化铈12份，聚丙烯腈纤维20份，防老剂2.5份，抗氧剂1.2份。
聚丙烯腈纤维采用如下工艺制备：按重量份将50份氧化石墨烯、80份N,N-二甲基甲酰胺、20份丙烯腈单体、5份改性氢氧化镁送入反应器中，氮气保护下加入0.7份过硫酸铵，加热至60℃反应40h，沉淀，过滤，洗涤，干燥；加入50份N-甲基吡咯烷酮，70℃超声，超声功率为40KHz，超声时间为25h，以20mL/h的挤出速度通过直径30μm的纺丝毛细管，在20℃二甘醇中停留10s凝固成丝，在50份氢溴酸静置50min，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈纤维。
改性氢氧化镁采用如下工艺制备：按重量份将10份氢氧化镁、10份天然椰棕纤维、40份浓度为0.7mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌20min，密封室温放置2天，加入1份脂肪醇硫酸钠、3份硼酸锌、1份氧化磷、3份磷酸三苯酯、1份磷酸三异丙苯酯，超声分散30min，超声功率为200W，加入4份木质素磺酸钠、5份膨润土，继续超声分散50min，超声温度为50℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性氢氧化镁。
实施例4
参照图1，一种导热阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯42份，甲基乙烯基硅橡胶25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14份，四丙基苯磺酰1.8份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1.5份，己内酰胺4份，氧化镁0.6份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1.6份，烷基化二苯胺1份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.9份，邻苯二甲酸二环己酯1.4份，高岭土34份，二氧化铈8份，聚丙烯腈纤维24份，防老剂2份，抗氧剂2份。
聚丙烯腈纤维采用如下工艺制备：按重量份将20份氧化石墨烯、100份N,N-二甲基甲酰胺、10份丙烯腈单体、10份改性氢氧化镁送入反应器中，氮气保护下加入0.1份过硫酸铵，加热至80℃反应20h，沉淀，过滤，洗涤，干燥；加入80份N-甲基吡咯烷酮，40℃超声，超声功率为80KHz，超声时间为20h，以40mL/h的挤出速度通过直径10μm的纺丝毛细管，在30℃二甘醇中停留2s凝固成丝，在80份氢溴酸静置20min，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈纤维。
改性氢氧化镁采用如下工艺制备：按重量份将25份氢氧化镁、5份天然椰棕纤维、70份浓度为0.5mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌40min，密封室温放置1天，加入4份脂肪醇硫酸钠、1份硼酸锌、2份氧化磷、1份磷酸三苯酯、2份磷酸三异丙苯酯，超声分散10min，超声功率为400W，加入1份木质素磺酸钠、10份膨润土，继续超声分散20min，超声温度为80℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性氢氧化镁。
实施例5
参照图1，一种导热阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3、护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯46份，甲基乙烯基硅橡胶23份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物17份，四丙基苯磺酰1.5份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1.8份，己内酰胺3.6份，氧化镁0.75份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1.4份，烷基化二苯胺1.2份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.86份，邻苯二甲酸二环己酯1.55份，高岭土32份，二氧化铈11份，聚丙烯腈纤维22份，防老剂2.3份，抗氧剂1.8份。
聚丙烯腈纤维采用如下工艺制备：按重量份将45份氧化石墨烯、92份N,N-二甲基甲酰胺、14份丙烯腈单体、9份改性氢氧化镁送入反应器中，氮气保护下加入0.6份过硫酸铵，加热至68℃反应33h，沉淀，过滤，洗涤，干燥；加入66份N-甲基吡咯烷酮，55℃超声，超声功率为42KHz，超声时间为22h，以28mL/h的挤出速度通过直径18μm的纺丝毛细管，在24℃二甘醇中停留8s凝固成丝，在62份氢溴酸静置42min，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈纤维。
改性氢氧化镁采用如下工艺制备：按重量份将21份氢氧化镁、8份天然椰棕纤维、55份浓度为0.65mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌35min，密封室温放置1.5天，加入3.6份脂肪醇硫酸钠、2.4份硼酸锌、1.6份氧化磷、2.4份磷酸三苯酯、1.4份磷酸三异丙苯酯，超声分散24min，超声功率为360W，加入2.6份木质素磺酸钠、8份膨润土，继续超声分散32min，超声温度为55℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性氢氧化镁。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导热阻燃控制电缆，其特征在于，包括线芯(1)、绝缘层(2)、屏蔽层(3)、护套层(4)，绝缘层(2)包覆在线芯(1)外，屏蔽层(3)包覆在绝缘层(2)外，护套层(4)包覆在屏蔽层(3)外；其中绝缘层(2)采用低烟无卤聚烯烃材料制成。
2.根据权利要求1所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯40-60份，甲基乙烯基硅橡胶15-30份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10-20份，四丙基苯磺酰1-3份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1-3份，己内酰胺2-5份，氧化镁0.5-1份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1-2份，烷基化二苯胺0.5-1.5份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.5-3份，邻苯二甲酸二环己酯1.2-2份，高岭土20-35份，二氧化铈5-15份，聚丙烯腈纤维15-30份，防老剂1-3份，抗氧剂1-3份。
3.根据权利要求2所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，聚丙烯腈纤维采用如下工艺制备：按重量份将20-50份氧化石墨烯、80-100份N,N-二甲基甲酰胺、10-20份丙烯腈单体、5-10份改性氢氧化镁送入反应器中，氮气保护下加入0.1-0.7份过硫酸铵，加热至60-80℃反应20-40h，沉淀，过滤，洗涤，干燥；加入50-80份N-甲基吡咯烷酮，40-70℃超声，超声功率为40-80KHz，超声时间为20-25h，以20-40mL/h的挤出速度通过直径10-30μm的纺丝毛细管，在20-30℃二甘醇中停留2-10s凝固成丝，在50-80份氢溴酸静置20-50min，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈纤维。
4.根据权利要求2或3所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，所述改性氢氧化镁采用如下工艺制备：按重量份将10-25份氢氧化镁、5-10份天然椰棕纤维、40-70份浓度为0.5-0.7mol/L氢氧化钠溶液混合搅拌20-40min，密封室温放置1-2天，加入1-4份脂肪醇硫酸钠、1-3份硼酸锌、1-2份氧化磷、1-3份磷酸三苯酯、1-2份磷酸三异丙苯酯，超声分散10-30min，超声功率为200-400W，加入1-4份木质素磺酸钠、5-10份膨润土，继续超声分散20-50min，超声温度为50-80℃，过滤，洗涤，干燥，得到改性氢氧化镁。
5.根据权利要求2-4任一项所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，聚丙烯、甲基乙烯基硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为42-48：20-25：14-18。
6.根据权利要求2-5任一项所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、烷基化二苯胺的重量比为1.2-1.6：1-1.3。
7.根据权利要求2-6任一项所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，高岭土、二氧化铈、聚丙烯腈纤维的重量比为30-34：8-12：20-24。
8.根据权利要求2-7任一项所述的导热阻燃控制电缆，其特征在于，低烟无卤聚烯烃材料的原料按重量份包括：聚丙烯42-48份，甲基乙烯基硅橡胶20-25份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14-18份，四丙基苯磺酰1.2-1.8份，异丙其三(异硬脂酰基)钛酸酯1.5-2份，己内酰胺3-4份，氧化镁0.6-0.8份，2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔1.2-1.6份，烷基化二苯胺1-1.3份，2-巯基苯并咪唑锌盐1.8-1.9份，邻苯二甲酸二环己酯1.4-1.6份，高岭土30-34份，二氧化铈8-12份，聚丙烯腈纤维20-24份，防老剂2-2.5份，抗氧剂1.2-2份。
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