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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