CN106251969A - 一种阻燃电力电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃电力电缆,从内到外依次包括电缆芯、填充层、内护套层、绝缘层、绕包带和外护套层,制造内护套层和外护套层所用的材料配方合理,其中聚氯乙烯树脂为低聚合度的,卤素含量低;氢氧化镁和活性纳米碳酸镁具有良好的化烟功能,可以减少阻燃聚氯乙烯树脂的HCL释放量和发烟量,从而提高材料阻燃性,减少卤素、酸雾、烟雾的排放量;当添加剂用量较大时,会使材料的机械性能有所下降,此时包覆于绝缘层外的无碱无蜡玻璃纤维布,可抵消此种机械性能的降低,增加阻燃电力电缆的机械强度,使得本发明的阻燃性、环保性和机械性能俱佳。本发明制造方法简单,成本低,适合工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域,尤其涉及一种阻燃电力电缆。
背景技术
阻燃电力电缆,是指在规定试验条件下,试样被燃烧,在撤去试验火源后,火焰的蔓延仅在限定范围内,残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。根本特性是:在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行,但可阻止火势的蔓延。通俗地讲,电线万一失火,能够把燃烧限制在局部范围内,不产生蔓延,保住其他的各种设备,避免造成更大的损失。
现有阻燃电力电缆主要分两类:含卤阻燃电力电缆和无卤低烟阻燃电力电缆,前者具有良好的阻燃特性,但是在电缆燃烧时会释放大量的浓烟和卤酸气体,卤酸气体对周围的电气设备有腐蚀性危害,救援人员需要带上防毒面具才能接近现场进行灭火。电缆燃烧时给周围电气设备以及救援人员造成危害,不利于灭火救援工作,从而导致严重的“二次危害”。后者不仅具有更好的阻燃特性,而且在电缆燃烧时没有卤酸气体放出,电缆的发烟量也小,但是机械性能差,易变形,使用寿命低。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种阻燃电力电缆,可以克服上述缺点,不仅具有良好的阻燃特性,而且具有良好的机械性能,同时还具有环保、耐高温和抗干扰性佳等优点。
本发明的一种阻燃电力电缆,从内到外依次包括电缆芯、填充层、内护套层、绝缘层、绕包带和外护套层,所述填充层包覆着所述电缆芯,所述内护套包覆着填充层,所述绝缘层包覆着所述内护套层,所述绝缘层外侧绕有所述绕包带,所述外护套层包覆着所述绕包带;所述绕包带为无碱无蜡玻璃纤维布,所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.3-0.5mm;
所述内护套层和所述外护套层的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂150-180份、三丙烯基氰脲酸酯15-17份、氢氧化铝90-130份、聚苯醚70-110份、含水硅酸镁8-10份、磷酸异丙基苯二苯酯15-20份、环烷油15-17份、硬脂酸钙4-6份、氢氧化镁10-15份、邻苯二甲酸二异丁酯10-15份、亚苯基双马酰亚胺4-6份、活性纳米碳酸镁25-28份和三氧化钼6-8份。
进一步地说,所述聚氯乙烯树脂的聚合度为300-400,所述含水硅酸镁的粒度为1100-1200目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.30-0.35g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为150-155℃。
进一步地说,所述内护套层和所述外护套层的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂170份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氢氧化铝100份、聚苯醚70份、含水硅酸镁为10份、磷酸异丙基苯二苯酯15份、环烷油15份、硬脂酸钙4份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二异丁酯12份、亚苯基双马酰亚胺6份、活性纳米碳酸镁27份和三氧化钼8份。
进一步地说,所述电缆芯包括若干根螺旋缠绕的导线和屏蔽层,所述屏蔽层包覆着所述导线;所述导线的数量为8-10根,所述的电缆芯的数量为3-5根;所述的屏蔽层为由若干束镀锡铜丝交叉组成的编织层。
进一步地说,所述导线为铜导线或铜镍合金导线或铝导线。
进一步地说,所述的填充层为阻燃的网状棉纱线或PP绳。
进一步地说,所述的绝缘层为耐高温为二甲基硅橡胶层、甲基氟硅橡胶层、三氟丙基氟硅橡胶层或乙烯基氟硅橡胶层。
进一步地说,所述内护套层和所述外护套层的材料按如下步骤制得:
步骤A:将聚氯乙烯树脂、三丙烯基氰脲酸酯、氢氧化铝、聚苯醚和含水硅酸镁投入捏合机内混合均匀,然后加入磷酸异丙基苯二苯酯、硬脂酸钙和氢氧化镁搅拌15-20分钟,待混合均匀后,加入环烷油,靠摩擦热使料温升到50-60℃,再加入余下原料,料温升至100-110℃时,将料卸到冷却混合机中降温,至40℃以下时出料;
步骤B:将上述捏合好的原料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,螺杆转速110-120r/min,加工温度为170-190℃,即得。
进一步地说,所述一种阻燃电力电缆的制造方法,按照如下步骤进行:
步骤一:拉丝,获得横截面直径为0.4-0.5mm的导线,将导线在500-600℃下退火软化;
步骤二:绞线紧压,将8-10根导线螺旋交织在一起,并在其表面挤压屏蔽层,厚度为0.5-1.0mm,制成电缆芯;
步骤三:在电缆芯外挤压填充层,厚度为0.8-1.2mm,并挤制步骤B制得的物质即内护套层,厚度为1.0-1.5mm;
步骤四:在内护套外侧挤压绝缘层,厚度为0.6-0.9mm;
步骤五:在绝缘层外加绕无碱无蜡玻璃纤维布,厚度为0.3-0.5mm;
步骤六:在绕包带外侧挤制步骤B制得的物质即外护套层,厚度为1.3-2.0mm;经空气、喷水或水浴冷却,然后进行牵引剪切,最后盘绕成卷,即得成品。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种阻燃电力电缆,从内到外依次包括电缆芯、填充层、内护套层、绝缘层、绕包带和外护套层,具有采用相同材料制成的内护套层和外护套层,双层阻燃护套结构,再加上阻燃的填充层使得本发明具有综合性能优,环保低毒、阻燃性好且易于加工,机械性能优异、强度高和耐温等级高等优点。
更佳的是,制造内护套层和外护套层所用的材料配方合理,其中聚氯乙烯树脂为低聚合度的,卤素含量低;氢氧化镁和活性纳米碳酸镁具有良好的化烟功能,可以减少阻燃聚氯乙烯树脂的HCL释放量和发烟量,从而提高材料阻燃性,减少卤素、酸雾、烟雾的排放量;当添加剂用量较大时,会使材料的机械性能有所下降,此时包覆于绝缘层外的无碱无蜡玻璃纤维布,可抵消此种机械性能的降低,增加阻燃电力电缆的机械强度,使得阻燃电力电缆的阻燃性、环保性和机械性能俱佳;电缆芯内的导线是螺旋缠绕的,增强了电缆的抗折断性;采用的绝缘层为耐高温的材料,增加了其耐高温性和使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的截面示意图;
图中各部分的附图标记如下:
导线1、屏蔽层2、填充层3、内护套层4、绝缘层5、绕包带6和外护套层7。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1所示,本发明所述的一种阻燃电力电缆,从内到外依次包括电缆芯、填充层3、内护套层4、绝缘层5、绕包带6和外护套层7,所述填充层4包覆着所述电缆芯,所述内护套4包覆着填充层3,所述绝缘层5包覆着所述内护套层4,所述绝缘层5外侧绕有所述绕包带6,所述外护套层7包覆着所述绕包带6;所述绕包带6为无碱无蜡玻璃纤维布。
所述电缆芯包括若干根螺旋缠绕的导线1和屏蔽层2,所述屏蔽层包覆着所述导线;所述的屏蔽层为由若干束镀锡铜丝交叉组成的编织层。
所述导线1为铜导线或铜镍合金导线或铝导线。优选的,所述导线1为铜铜镍合金导线
所述填充层3为阻燃的网状棉纱线或PP绳。优选的,所述填充层3为阻燃的网状棉纱线。
所述绝缘层为耐高温的二甲基硅橡胶层、甲基氟硅橡胶层、三氟丙基氟硅橡胶层或乙烯基氟硅橡胶层。优选的,所述绝缘层为耐高温的二甲基硅橡胶层。
实施例1:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.3mm,所述导线的数量为8根,所述电缆芯的数量为3根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂170份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氢氧化铝100份、聚苯醚70份、含水硅酸镁为10份、磷酸异丙基苯二苯酯15份、环烷油15份、硬脂酸钙4份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二异丁酯12份、亚苯基双马酰亚胺6份、活性纳米碳酸镁27份和三氧化钼8份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为350,所述含水硅酸镁的粒度为1115目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.35g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为150℃。
实施例2:其余与实施例1相同,不同之处在于:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.4mm,所述导线的数量为9根,所述电缆芯的数量为4根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂150份、三丙烯基氰脲酸酯15份、氢氧化铝130份、聚苯醚110份、含水硅酸镁为8份、磷酸异丙基苯二苯酯18份、环烷油17份、硬脂酸钙5份、氢氧化镁13份、邻苯二甲酸二异丁酯10份、亚苯基双马酰亚胺4份、活性纳米碳酸镁25份和三氧化钼7份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为310,所述含水硅酸镁的粒度为1150目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.32g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为152℃。
实施例3:其余与实施例1相同,不同之处在于:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.5mm,所述导线的数量为10根,所述电缆芯的数量为5根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂180份、三丙烯基氰脲酸酯17份、氢氧化铝90份、聚苯醚80份、含水硅酸镁为9份、磷酸异丙基苯二苯酯20份、环烷油16份、硬脂酸钙6份、氢氧化镁12份、邻苯二甲酸二异丁酯15份、亚苯基双马酰亚胺5份、活性纳米碳酸镁28份和三氧化钼6份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为300,所述含水硅酸镁的粒度为1180目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.34g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为154℃。
实施例4:其余与实施例1相同,不同之处在于:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.4mm,所述导线的数量为8根,所述电缆芯的数量为4根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂160份、三丙烯基氰脲酸酯17份、氢氧化铝110份、聚苯醚90份、含水硅酸镁为9份、磷酸异丙基苯二苯酯19份、环烷油16份、硬脂酸钙5份、氢氧化镁10份、邻苯二甲酸二异丁酯13份、亚苯基双马酰亚胺5份、活性纳米碳酸镁26份和三氧化钼7份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为330,所述含水硅酸镁的粒度为1200目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.30g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为155℃。
实施例5:其余与实施例1相同,不同之处在于:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.5mm,所述导线的数量为9根,所述电缆芯的数量为5根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂150份、三丙烯基氰脲酸酯15份、氢氧化铝120份、聚苯醚85份、含水硅酸镁为9份、磷酸异丙基苯二苯酯16份、环烷油17份、硬脂酸钙5份、氢氧化镁14份、邻苯二甲酸二异丁酯11份、亚苯基双马酰亚胺6份、活性纳米碳酸镁27份和三氧化钼8份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为300,所述含水硅酸镁的粒度为1100目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.33g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为153℃。
实施例6:其余与实施例1相同,不同之处在于:所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.3mm,所述导线的数量为10根,所述电缆芯的数量为3根。
所述内护套层4和所述外护套层7的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂165份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氢氧化铝115份、聚苯醚95份、含水硅酸镁为9份、磷酸异丙基苯二苯酯17份、环烷油16份、硬脂酸钙4份、氢氧化镁12份、邻苯二甲酸二异丁酯15份、亚苯基双马酰亚胺4份、活性纳米碳酸镁25份和三氧化钼8份。
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为320,所述含水硅酸镁的粒度为1120目,所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%,所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%,所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.31g/cm3,所述硬脂酸钙的熔点为151℃。
实施例1到实施例6,所述内护套层4和所述外护套层7的材料按如下步骤制得:
步骤A:将聚氯乙烯树脂、三丙烯基氰脲酸酯、氢氧化铝、聚苯醚和含水硅酸镁投入捏合机内混合均匀,然后加入磷酸异丙基苯二苯酯、硬脂酸钙和氢氧化镁搅拌15-20分钟,待混合均匀后,加入环烷油,靠摩擦热使料温升到50-60℃,再加入余下原料,料温升至100-110℃时,将料卸到冷却混合机中降温,至40℃以下时出料;
步骤B:将上述捏合好的原料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,螺杆转速110-120r/min,加工温度为170-190℃,即得。
所述一种阻燃电力电缆的制造方法,按照如下步骤进行:
步骤一:拉丝,获得横截面直径为0.4-0.5mm的导线,将导线在500-600℃下退火软化;
步骤二:绞线紧压,将8-10根导线螺旋交织在一起,并在其表面挤压屏蔽层,厚度为0.5-1.0mm,制成电缆芯;
步骤三:在电缆芯外挤压填充层,厚度为0.8-1.2mm,并挤制步骤B制得的物质即内护套层,厚度为1.0-1.5mm;
步骤四:在内护套外侧挤压绝缘层,厚度为0.6-0.9mm;
步骤五:在绝缘层外加绕无碱无蜡玻璃纤维布,厚度为0.3-0.5mm;
步骤六:在绕包带外侧挤制步骤B制得的物质即外护套层,厚度为1.3-2.0mm;经空气、喷水或水浴冷却,然后进行牵引剪切,最后盘绕成卷,即得成品。
将实施例1到实施例6与比较例的性能指标记录,如下表:
注:比较例1为市售的无卤低烟阻燃电力电缆;比较例2为市售的含卤阻燃电力电缆。
从表中可以看出,比较例1环保低毒、阻燃性佳,但机械性能特别差;比较例2机械性能优,但毒性大,不环保。本发明提供的阻燃电力电缆材料,综合性能优,环保低毒、阻燃性好且易于加工,机械性能优异、强度高、耐温等级高、成本低,适于工业中的大规模生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种阻燃电力电缆,其特征在于:从内到外依次包括电缆芯、填充层、内护套层、绝缘层、绕包带和外护套层,所述填充层包覆着所述电缆芯,所述内护套包覆着填充层,所述绝缘层包覆着所述内护套层,所述绝缘层外侧绕有所述绕包带,所述外护套层包覆着所述绕包带;所述绕包带为无碱无蜡玻璃纤维布,所述无碱无蜡玻璃纤维布的厚度为0.3-0.5mm;
所述内护套层和所述外护套层的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂150-180份、三丙烯基氰脲酸酯15-17份、氢氧化铝90-130份、聚苯醚70-110份、含水硅酸镁8-10份、磷酸异丙基苯二苯酯15-20份、环烷油15-17份、硬脂酸钙4-6份、氢氧化镁10-15份、邻苯二甲酸二异丁酯10-15份、亚苯基双马酰亚胺4-6份、活性纳米碳酸镁25-28份和三氧化钼6-8份。
2.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:
所述聚氯乙烯树脂的聚合度为300-400;
所述含水硅酸镁的粒度为1100-1200目;
所述活性纳米碳酸镁的纯度大于99.8%;
所述磷酸异丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3%;
所述活性纳米碳酸镁的堆积密度为0.30-0.35g/cm3;
所述硬脂酸钙的熔点为150-155℃。
3.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述内护套层和所述外护套层的材料皆由以下重量份的原料制成:聚氯乙烯树脂170份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氢氧化铝100份、聚苯醚70份、含水硅酸镁为10份、磷酸异丙基苯二苯酯15份、环烷油15份、硬脂酸钙4份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二异丁酯12份、亚苯基双马酰亚胺6份、活性纳米碳酸镁27份和三氧化钼8份。
4.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述电缆芯包括若干根螺旋缠绕的导线和屏蔽层,所述屏蔽层包覆着所述导线;所述导线的数量为8-10根,所述的电缆芯的数量为3-5根;所述的屏蔽层为由若干束镀锡铜丝交叉组成的编织层。
5.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述导线为铜导线或铜镍合金导线或铝导线。
6.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述的填充层为阻燃的网状棉纱线或PP绳。
7.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述的绝缘层为耐高温的二甲基硅橡胶层、甲基氟硅橡胶层、三氟丙基氟硅橡胶层或乙烯基氟硅橡胶层。
8.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆,其特征在于:所述内护套层和所述外护套层的材料按如下步骤制得:
步骤A:将聚氯乙烯树脂、三丙烯基氰脲酸酯、氢氧化铝、聚苯醚和含水硅酸镁投入捏合机内混合均匀,然后加入磷酸异丙基苯二苯酯、硬脂酸钙和氢氧化镁搅拌15-20分钟,待混合均匀后,加入环烷油,靠摩擦热使料温升到50-60℃,再加入余下原料,料温升至100-110℃时,将料卸到冷却混合机中降温,至40℃以下时出料;
步骤B:将上述捏合好的原料投入双螺杆挤出机中挤出造粒,螺杆转速110-120r/min,加工温度为170-190℃,即得。
9.根据权利要求1所述一种阻燃电力电缆的制造方法,其特征在于:按照如下步骤进行:
步骤一:拉丝,获得横截面直径为0.4-0.5mm的导线,将导线在500-600℃下退火软化;
步骤二:绞线紧压,将8-10根导线螺旋交织在一起,并在其表面挤压屏蔽层,厚度为0.5-1.0mm,制成电缆芯;
步骤三:在电缆芯外挤压填充层,厚度为0.8-1.2mm,并挤制步骤B制得的物质即内护套层,厚度为1.0-1.5mm;
步骤四:在内护套外侧挤压绝缘层,厚度为0.6-0.9mm;
步骤五:在绝缘层外加绕无碱无蜡玻璃纤维布,厚度为0.3-0.5mm;
步骤六:在绕包带外侧挤制步骤B制得的物质即外护套层,厚度为1.3-2.0mm;经空气、喷水或水浴冷却,然后进行牵引剪切,最后盘绕成卷,即得成品。
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