CN106057283B - 一种柔性矿物电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明的柔性矿物电力电缆,包括线芯,包裹线芯的耐火填充层,绕包在耐火填充层外的耐火绕包层,包裹在耐火绕包层外的屏蔽层,挤包在屏蔽层外的外护套;线芯由导体,挤包在导体外的绝缘层,绕包在绝缘层外的隔离层组成;耐火填充层由玻璃纤维绳和耐火粉末组成,耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成。耐火绕包层为特氟龙胶带。屏蔽层为镀锡铜编织网管。本电缆具有良好的防水、防油、耐寒、抗紫外线、耐磨、阻燃性能,弯曲寿命800万次以上。尤其是采用了新型的外护套和绝缘层,本电缆在‑60℃到200℃条件下使用都具有良好的可靠性,其绝缘性能突出,具有优异的抗张强度和断裂伸长率。同时具有突出的抗老化性能。

Description

一种柔性矿物电力电缆
技术领域
本发明涉及一种电缆,特别是涉及一种柔性矿物电力电缆。
背景技术
矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cable)简称MI电缆。目前按结构特性可以分为刚性和柔性两种。
刚性矿物绝缘电缆是19世纪末瑞士工程师Arnold Francois Borel提出的设想,并于1896年获得专利权,1934-1936年法、英投入生产以后发展很快。我国也于上世纪六十年代研制,开始用于军事领域,80年代中期开始工业化生产,并逐步被建筑领域全面接受。柔性矿物绝缘防火电缆的发明大约是在上个世纪七十年代诞生于瑞士斯图特电缆公司。本公司从2000年开始研究柔性矿物绝缘防火电缆,于2003年推出国内最早、最新的柔性矿物绝缘防火电缆,2005年获得国家专利。
由于刚性矿物绝缘电缆在可靠性、生产及敷设方面的缺陷,在欧美发达国家中逐渐退市,柔性矿物绝缘防火电缆成为防火领域的主流电缆产品。柔性矿物绝缘防火电缆的组成,柔性矿物绝缘电缆是由铜绞线、矿物化合物绝缘、和矿物化合物护套所构成。这种电缆具有不燃、无烟、无毒和耐火特性。柔性矿物绝缘电缆的优点,柔性矿物绝缘电缆的结构采用柔性结构,主要材料均采用矿物化合物,弥补了结构硬、易燃烧、有毒等缺陷,它还具有一些其他电缆所不可能具有的优点,如:耐火、载流量大、耐冲击电压、耐机械损伤、无卤无毒、防爆、防水、耐腐蚀、寿命长、安全、耐过载、耐高温、成本低等特点。
发明内容
本发明的目的是克服现有柔性电缆的技术缺陷,提供一种防火性能优异,在较高和较低温度下都具有良好的可靠性,绝缘性能突出,抗张强度和断裂伸长率优异,抗老化性能突出的柔性矿物电力电缆。
本发明的柔性矿物电力电缆,包括线芯,包裹所述线芯的耐火填充层,绕包在所述耐火填充层外的耐火绕包层,包裹在所述耐火绕包层外的屏蔽层,挤包在所述屏蔽层外的外护套;所述线芯由导体,挤包在所述导体外的绝缘层,绕包在所述绝缘层外的隔离层组成;所述耐火填充层由玻璃纤维绳和耐火粉末组成,所述耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成。
作为优化,所述隔离层为单面金云母带。所述耐火绕包层为特氟龙胶带。所述屏蔽层为镀锡铜编织网管。
作为优化,所述耐火填充层由四条玻璃纤维绳和耐火粉末组成,所述耐火粉末由1000目聚磷酸铵、800目氢氧化铝、200目甲酸钙按重量比2:10:1组成。
作为优化,该柔性矿物电力电缆,所述外护套和所述绝缘层,由以下重量份数的组分制成,甲基乙烯基硅橡胶62份、三元乙丙橡胶38份、平均粒径40nm纳米铝酸钇1.4份、平均粒径20um羟基磷灰石3.8份、平均粒径40nm纳米氧化铋2.5份、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷7份、异辛醇磷酸酯4.5份、二乙二醇单丁醚5.8份、800目超细硅酸铝13份、4000目煅烧高岭土粉16份、异构醇聚氧乙烯醚6.5份、丁基羟基茴香醚3.4份、赤藻糖酸钠4.5份。
所述外护套和所述绝缘层所用材料的制作方法为,(1)取甲基乙烯基硅橡胶62份、三元乙丙橡胶38份,加入到密炼机中密炼;
(2) 取平均粒径40nm纳米铝酸钇1.4份、平均粒径20um羟基磷灰石3.8份、平均粒径40nm纳米氧化铋2.5份、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷7份、异辛醇磷酸酯4.5份、二乙二醇单丁醚5.8份混合均匀;在90~95℃超声波分散30分钟; 然后加入到密炼机中混炼;
(3) 取800目超细硅酸铝13份、4000目煅烧高岭土粉16份、异构醇聚氧乙烯醚6.5份、丁基羟基茴香醚3.4份、赤藻糖酸钠4.5份,用搅拌机搅拌均匀;然后加入到密炼机中混炼均匀;
(4)将步骤(3)制成的半成品,经过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机挤出造粒。
本发明的柔性矿物电力电缆,适用于干燥或潮湿的室内,无强应力缓释或强制引导的自由连续往复运动下的安装,工业使用环境下的频繁弯曲场合,如木工机械、机床加工设备、物流输送系统、起重机场合等,对电磁屏蔽抗干扰好。本电缆具有良好的防水、防油、耐寒、抗紫外线、耐磨、阻燃性能,弯曲寿命800万次以上。尤其是采用了新型的外护套和绝缘层,本柔性矿物电力电缆,防火性能优异,在-60℃低温到200℃高温条件下使用都具有良好的可靠性,其绝缘性能突出,具有优异的抗张强度和断裂伸长率,同时具有突出的抗老化性能。本柔性矿物电力电缆30±5℃时浸水1小时后经2000V历时8分钟不击穿;绝缘抗张强度≥15.0N/mm²;断裂伸长率≥280%;经200±2℃,10×24h,老化后的抗张强度≥14.0 N/mm²;断裂伸长率≥260%。
附图说明
图1为本发明柔性矿物电力电缆的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例,并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1所示,柔性矿物电力电缆,包括线芯,包裹线芯的耐火填充层1,绕包在耐火填充层1外的特氟龙胶带耐火绕包层2,包裹在特氟龙胶带耐火绕包层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3,挤包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的外护套4;线芯由镀锡软铜导体5,挤包在镀锡软铜导体5外的绝缘层6,绕包在绝缘层6外的单面金云母带隔离层7组成;耐火填充层1由四条玻璃纤维绳8和耐火粉末组成,耐火粉末由1000目聚磷酸铵、800目氢氧化铝、200目甲酸钙按重量比2:10:1组成。
其中外护套4和绝缘层6所用材料的制作方法为,(1)取傲优新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶62千克、美国陶氏三元乙丙橡胶 EPDM3720P三元乙丙橡胶38千克,加入到密炼机中密炼;
(2) 取平均粒径40nm纳米铝酸钇1.4千克、平均粒径20um羟基磷灰石3.8千克、平均粒径40nm纳米氧化铋2.5千克、南京能德化工有限公司(KH-792)N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷7千克、异辛醇磷酸酯4.5千克、二乙二醇单丁醚5.8千克混合均匀;在90~95℃超声波分散30分钟; 然后加入到密炼机中混炼;
(3) 取800目超细硅酸铝13千克、4000目煅烧高岭土粉16千克、异构醇聚氧乙烯醚(EH-9)6.5千克、丁基羟基茴香醚3.4千克、赤藻糖酸钠4.5千克,用搅拌机搅拌均匀;然后加入到密炼机中混炼均匀;
(4)将步骤(3)制成的半成品,经过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机挤出造粒。该材料,采用特殊优化配方,其耐低温和耐老化以及物理性能, 达到了单一填料或者其他复合填料或者采用其他助剂的情况下远远达不到突出技术效果。该材料低温脆化温度-71℃;老化200±2℃,240Hr,拉伸强度变化率4%,断裂伸长率变化率5%。氧指数43%。
实施例2:如图1所示,柔性矿物电力电缆,包括线芯,包裹线芯的耐火填充层1,绕包在耐火填充层1外的特氟龙胶带耐火绕包层2,包裹在特氟龙胶带耐火绕包层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3,挤包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的外护套4;线芯由镀锡软铜导体5,挤包在镀锡软铜导体5外的绝缘层6,绕包在绝缘层6外的单面金云母带隔离层7组成;耐火填充层1由玻璃纤维绳8和耐火粉末组成,耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成。
其中外护套4和绝缘层6所用材料的制作方法为,(1)取傲优新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶58千克、美国陶氏三元乙丙橡胶 EPDM3720P三元乙丙橡胶35千克,加入到70~75℃密炼机中密炼;
(2) 取平均粒径40nm纳米铝酸钇1.2千克、平均粒径20um羟基磷灰石3.3千克、平均粒径40nm纳米氧化铋2.2千克、南京能德化工有限公司(KH-792)N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷6千克、异辛醇磷酸酯4千克、二乙二醇单丁醚5千克混合均匀;在90~95℃超声波分散30分钟;然后加入到80~85℃密炼机中混炼;
(3) 取800目超细硅酸铝11千克、4000目煅烧高岭土粉13千克、异构醇聚氧乙烯醚(EH-9)6千克、丁基羟基茴香醚3千克、赤藻糖酸钠4千克,用搅拌机搅拌均匀;然后加入到60~65℃密炼机中混炼均匀;
(4)将步骤(3)制成的半成品,经过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机挤出造粒。该材料低温脆化温度-71℃;老化200±2℃,240Hr,拉伸强度变化率4%,断裂伸长率变化率5%。氧指数43%。
实施例3:如图1所示,柔性矿物电力电缆,包括四条线芯,包裹线芯的耐火填充层1,绕包在耐火填充层1外的特氟龙胶带耐火绕包层2,包裹在特氟龙胶带耐火绕包层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3,挤包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的外护套4;线芯由镀锡软铜导体5,挤包在镀锡软铜导体5外的绝缘层6,绕包在绝缘层6外的单面金云母带隔离层7组成;耐火填充层1由玻璃纤维绳8和耐火粉末按重量比4:1组成,耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成。
其中外护套4和绝缘层6所用材料的制作方法为,(1)取傲优新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶66千克、美国陶氏三元乙丙橡胶 EPDM3720P三元乙丙橡胶42千克,加入到密炼机中密炼;
(2) 取平均粒径40nm纳米铝酸钇1.8千克、平均粒径20um羟基磷灰石4千克、平均粒径40nm纳米氧化铋2.8千克、南京能德化工有限公司(KH-792)N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷8千克、异辛醇磷酸酯5千克、二乙二醇单丁醚6千克混合均匀;在90~95℃超声波分散30分钟;然后加入到密炼机中混炼;
(3) 取800目超细硅酸铝15千克、4000目煅烧高岭土粉18千克、异构醇聚氧乙烯醚(EH-9)7千克、丁基羟基茴香醚4千克、赤藻糖酸钠4.6千克,用搅拌机搅拌均匀;然后加入到密炼机中混炼均匀;
(4)将步骤(3)制成的半成品,经过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机挤出造粒。该材料低温脆化温度-71℃;老化200±2℃,240Hr,拉伸强度变化率4%,断裂伸长率变化率5%。氧指数43%。
对比例1:如图1所示,柔性矿物电力电缆,包括四条线芯,包裹线芯的耐火填充层1,绕包在耐火填充层1外的特氟龙胶带耐火绕包层2,包裹在特氟龙胶带耐火绕包层2外的镀锡铜编织网管屏蔽层3,挤包在镀锡铜编织网管屏蔽层3外的外护套4;线芯由镀锡软铜导体5,挤包在镀锡软铜导体5外的绝缘层6,绕包在绝缘层6外的单面金云母带隔离层7组成;耐火填充层1由玻璃纤维绳8和耐火粉末按重量比4:1组成,耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成。
其中外护套4和绝缘层6所用材料的制作方法为,(1)取傲优新材料科技(上海)有限公司110-1甲基乙烯基硅橡胶66千克、美国陶氏三元乙丙橡胶 EPDM3720P三元乙丙橡胶42千克,加入到密炼机中密炼;
(2) 取平均粒径20um羟基磷灰石4千克、平均粒径40nm纳米氧化铋2.8千克、南京能德化工有限公司(KH-792)N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷8千克、二乙二醇单丁醚6千克混合均匀;在90~95℃超声波分散30分钟;然后加入到密炼机中混炼;
(3) 取800目超细硅酸铝15千克、4000目煅烧高岭土粉18千克、异构醇聚氧乙烯醚(EH-9)7千克,用搅拌机搅拌均匀;然后加入到密炼机中混炼均匀;
(4)将步骤(3)制成的半成品,经过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机挤出造粒。该材料低温脆化温度-52℃;老化200±2℃,240Hr,拉伸强度变化率6%,断裂伸长率变化率7%。氧指数38%。

Claims (2)

1.一种柔性矿物电力电缆,其特征在于:包括线芯,包裹所述线芯的耐火填充层,绕包在所述耐火填充层外的耐火绕包层,包裹在所述耐火绕包层外的屏蔽层,挤包在所述屏蔽层外的外护套;
所述线芯由导体,挤包在所述导体外的绝缘层,绕包在所述绝缘层外的隔离层组成;
所述耐火填充层由玻璃纤维绳和耐火粉末组成,所述耐火粉末由聚磷酸铵、氢氧化铝、甲酸钙按重量比2:10:1组成;所述隔离层为单面金云母带;所述耐火绕包层为特氟龙胶带;所述屏蔽层为镀锡铜编织网管;
所述外护套和所述绝缘层,由以下重量份数的组分制成,甲基乙烯基硅橡胶62份、三元乙丙橡胶38份、平均粒径40nm纳米铝酸钇1.4份、平均粒径20um羟基磷灰石3.8份、平均粒径40nm纳米氧化铋2.5份、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷7份、异辛醇磷酸酯4.5份、二乙二醇单丁醚5.8份、800目超细硅酸铝13份、4000目煅烧高岭土粉16份、异构醇聚氧乙烯醚6.5份、丁基羟基茴香醚3.4份、赤藻糖酸钠4.5份。
2.根据权利要求1所述的柔性矿物电力电缆,其特征在于所述耐火填充层由四条玻璃纤维绳和耐火粉末组成,所述耐火粉末由1000目聚磷酸铵、800目氢氧化铝、200目甲酸钙按重量比2:10:1组成。
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Address before: 8319 Huangshan Avenue, Bengbu City, Anhui Province (Room 301, building 6, Shangli University Science and Technology Park)

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