CN106981341A - 一种高阻燃耐高温耐火数据电缆及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃耐高温耐火数据电缆及其制备工艺，电缆结构包括导体，绝缘层，包带层，第一屏蔽层，排流线，第二屏蔽层，内护套，第一耐火层，第二耐火层和外护套，所述导体和挤包在所述导体外的绝缘层构成绝缘线芯，由多根不同颜色的绝缘线芯绞合形成多个对线组，由若干个所述对线组绞合在一起构成缆芯，所述缆芯外依次设有包带层、第一屏蔽层、第二屏蔽层、内护套、第一耐火层、第二耐火层和外护套，第一屏蔽层与第二屏蔽层之间设有排流线。本发明的数据电缆具有较好的阻燃性能和耐火性能，同时内部导体采用氟塑料绝缘，具有耐高温的特性，能使电缆在燃烧过程中保持良好的绝缘性能。

Description

一种高阻燃耐高温耐火数据电缆及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种数据网络通信电缆及其制备工艺，具有耐高温、高阻燃性和耐火的特性，主要适用于消防系统中、特殊工业场合下的计算机数据通信网络布线。
背景技术
随着网络通信技术的不断发展，数据通信电缆的应用越来越普遍，数据通信电缆的传输速率、传输带宽也不断提高，其功能除了传输计算机数据信息，还包括传输音频、视频，以及为设备供电等功能，无论在民用住宅、商业楼宇、各类工业设施中，数据电缆的应用都十分广泛。
然而，普通的数据电缆一般为聚乙烯塑料绝缘，聚氯乙烯塑料护套，工作温度一般低于70℃，不能耐高温，而且不具备耐火特性，在发生火灾时，电缆经过燃烧后，不能保持持续通信和供电的能力，因此不能应用于消防系统及一些需要耐高温、防火、或在火灾中要求保持一段时间持续通信、供电的重要场所、工业设施中。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种具有耐高温、高阻燃、耐火的数据通信电缆及其制备工艺，可以应用于消防系统及一些需要耐高温、防火，以及在火灾中要求保持持续通信、数据传输、供电的重要场所和工业设施中。
技术方案：本发明所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，包括导体，绝缘层，包带层，第一屏蔽层，排流线，第二屏蔽层，内护套，第一耐火层，第二耐火层和外护套，所述导体和挤包在所述导体外的绝缘层构成绝缘线芯，由多根不同颜色的绝缘线芯绞合形成多个对线组，由若干个所述对线组绞合在一起构成缆芯，所述缆芯外包覆有包带层，所述包带层外绕包或纵包有第一屏蔽层，所述第一屏蔽层外设有第二屏蔽层，所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间设有排流线，所述第二屏蔽层外包覆有内护套，所述内护套外设有第一耐火层，所述第一耐火层外设有第二耐火层，所述第二耐火层外包覆有外护套。
进一步的，所述导体由多股导体绞合而成或采用单股实芯导体。
进一步的，所述绝缘层采用氟塑料绝缘。
进一步的，所述绝缘线芯的根数至少为四根，且两根不同颜色的绝缘线芯绞合形成一个对线组。
进一步的，所述第一屏蔽层采用铝塑复合箔屏蔽带，第二屏蔽层采用编织屏蔽网。
进一步的，所述内护套采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料，该材料氧指数≥35%。
进一步的，所述第一耐火层采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃。
进一步的，所述外护套采用陶瓷化硅橡胶，抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%。
本发明还公开了上述一种高阻燃耐高温耐火数据电缆的制备工艺，包括如下步骤：
（1）采用退火软铜导体，导体直径公差范围为±0.005mm，利用耐高温挤出机挤出聚全氟乙丙烯绝缘，挤出机模芯内孔径为0.53~0.54mm，模芯外径为5.15mm，模套内孔经为10.50mm，模具采用高强度耐腐蚀性模具钢制成；
（2）利用立式退扭对绞机将不同绝缘颜色的两根绝缘线芯两两对绞，形成对线组，对绞过程中须确保两根线芯的放线张力和退扭率都均匀一致，一般放线张力控制在8~12N，退扭率设定为30%，对绞节距范围控制在5~30mm范围内；
（3）利用单绞成缆机将4个对线组绞合成缆，成缆时应使各对线组的放线张力均匀一致，成缆绞合节距范围为50~200mm，成缆绞合时拖包聚酯带和铝塑复合箔屏蔽带，拖包时聚酯带在内层，铝塑复合箔屏蔽带在外层，且铝塑复合箔屏蔽带的铝面朝外；
（4）采用16锭金属丝编织机进行编织屏蔽生产，编织锭子数为16锭，每锭铜丝根数为7根，编织节距为22mm±2mm，编织密度大于70%；编织时拖一根直径为0.4mm的镀锡铜丝作为排流线；
（5）编织完成后，利用65挤出机挤出低烟无卤阻燃内护套，从机身加料段至机头的温度分别设置为：120℃、130℃、140℃、150℃、155℃、155℃、160℃；挤出机转速为：40r/min；生产线速度为25m/min；
（6）内护套生产完成后，利用绕包机绕包第一耐火层和第二耐火层，第一耐火层采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃；第一耐火层玻璃布包带的宽度为20mm，第二耐火层合成云母带的宽度为20mm，绕包节距为11.5mm，使搭盖率不低于15%；
（7）第一耐火层和第二耐火层绕包完成后，在第二耐火层外挤包外护套，外护套采用陶瓷化硅橡胶，陶瓷化硅橡胶护套料的抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%；采用90挤出机挤出硅橡胶护套，挤出机温度设置为常温20℃；硫化管水蒸气压力设置为1.2～1.5MPa：挤出生产速度为5～10m/min。
进一步的，步骤（1）中挤出机机身加料段至机头的温度分别设定为335℃、345℃、350℃、355℃、360℃。牵引速度范围为10~15m/min，调节挤出机转速和牵引速度，使挤出绝缘平均直径控制在为1.00mm，绝缘直径公差控制在±0.03mm。
有益效果：本发明的电缆，其性能符合：
1）电缆阻燃性能试验：IEC 60332-3-24。
2）电缆燃烧烟密度测试：IEC 61034-2，透光率＞60%。
3）电缆耐火性能试验：GB/T 19216.23，火焰温度：750℃，供货时间：90min，电压：110V。燃烧时，陶瓷化硅橡胶外护套在高温条件下凝结成硬壳，形成非常好的隔火层，使电缆具备较好的耐火性能；同时内部导体采用氟塑料绝缘，具有耐高温的特性，能使电缆在燃烧过程中保持良好的绝缘性能。
附图说明
图1为本发明的电缆结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，包括导体1，绝缘层2，包带层3，第一屏蔽层4，排流线5，第二屏蔽层6，内护套7，第一耐火层8，第二耐火层9和外护套10，所述导体1和挤包在所述导体1外的绝缘层2构成绝缘线芯，由多根不同颜色的绝缘线芯绞合形成多个对线组，由若干个所述对线组绞合在一起构成缆芯，所述缆芯外包覆有包带层3，所述包带层3外绕包或纵包有第一屏蔽层4，所述第一屏蔽层4外设有第二屏蔽层6，所述第一屏蔽层4与第二屏蔽层6之间设有排流线5，所述第二屏蔽层6外包覆有内护套7，所述内护套7外设有第一耐火层8，所述第一耐火层8外设有第二耐火层9，所述第二耐火层9外包覆有外护套10。
作为本实施例的进一步优化：
所述导体1由多股导体绞合而成或采用单股实芯导体。
所述绝缘层2采用氟塑料绝缘。
所述绝缘线芯的根数至少为四根，且两根不同颜色的绝缘线芯绞合形成一个对线组。
所述第一屏蔽层4采用铝塑复合箔屏蔽带，第二屏蔽层6采用编织屏蔽网。
所述内护套7采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料，该材料氧指数≥35%。
所述第一耐火层8采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层9采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃。
所述外护套10采用陶瓷化硅橡胶，抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%。
本发明的电缆，其性能符合：
1）电缆阻燃性能试验：IEC 60332-3-24。
2）电缆燃烧烟密度测试：IEC 61034-2，透光率＞60%。
3）电缆耐火性能试验：GB/T 19216.23，火焰温度：750℃，供货时间：90min，电压：110V。燃烧时，陶瓷化硅橡胶外护套在高温条件下凝结成硬壳，形成非常好的隔火层，使电缆具备较好的耐火性能；同时内部导体采用氟塑料绝缘，具有耐高温的特性，能使电缆在燃烧过程中保持良好的绝缘性能。
上述一种高阻燃耐高温耐火数据电缆的制备工艺，以实心导体为例，包括如下步骤：
（1）采用直径为0.515mm的退火软铜导体，导体直径公差范围为±0.005mm，利用Φ45耐高温挤出机挤出聚全氟乙丙烯绝缘。挤出机模芯内孔径为0.53~0.54mm，模芯外径为5.15mm，模套内孔经为10.50mm，模具采用高强度耐腐蚀性模具钢制成。挤出机机身加料段至机头的温度分别设定为335℃、345℃、350℃、355℃、360℃。牵引速度范围为10~15m/min，调节挤出机转速和牵引速度，使挤出绝缘平均直径控制在为1.00mm，绝缘直径公差控制在±0.03mm。
（2）利用立式退扭对绞机将不同绝缘颜色的两根绝缘线芯两两对绞，形成对线组，对绞过程中须确保两根线芯的放线张力和退扭率都均匀一致，一般放线张力控制在8~12N，退扭率设定为30%；对绞节距范围控制在5~30mm范围内。
（3）利用单绞成缆机将4个对线组绞合成缆，成缆时应使各对线组的放线张力均匀一致，一般放线张力可设置为15N，成缆绞合节距范围为50~200mm，通常设定为76mm。成缆绞合时拖包聚酯带和铝塑复合箔屏蔽带，聚酯带和铝塑复合箔屏蔽带的宽度为20mm。拖包时，聚酯带在内层，铝塑复合箔屏蔽带在外层，且铝塑复合箔屏蔽带的铝面朝外。
（4）采用16锭金属丝编织机进行编织屏蔽生产，编织丝采用直径为0.1mm的镀锡铜丝，编织锭子数为16锭，每锭铜丝根数为7根，编织节距为22mm±2mm，编织密度大于70%；编织时拖一根直径为0.4mm的镀锡铜丝作为排流线。
（5）编织完成后，利用65挤出机挤出低烟无卤阻燃内护套，从机身加料段至机头的温度分别设置为：120℃、130℃、140℃、150℃、155℃、155℃、160℃；挤出机转速为：40r/min；生产线速度为25m/min。
（6）内护套生产完成后，利用绕包机绕包第一耐火层和第二耐火层，第一耐火层采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃。第一耐火层玻璃布包带的宽度为20mm，第二耐火层合成云母带的宽度为20mm，绕包节距为11.5mm，使搭盖率不低于15%。
（7）第一耐火层和第二耐火层绕包完成后，在第二耐火层外挤包外护套，外护套采用陶瓷化硅橡胶，陶瓷化硅橡胶护套料的抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%。采用90挤出机挤出硅橡胶护套，挤出机温度设置为常温20℃；硫化管水蒸气压力设置为1.2～1.5MPa：挤出生产速度为5～10m/min。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：包括导体（1），绝缘层（2），包带层（3），第一屏蔽层（4），排流线（5），第二屏蔽层（6），内护套（7），第一耐火层（8），第二耐火层（9）和外护套（10），所述导体（1）和挤包在所述导体（1）外的绝缘层（2）构成绝缘线芯，由多根不同颜色的绝缘线芯绞合形成多个对线组，由若干个所述对线组绞合在一起构成缆芯，所述缆芯外包覆有包带层（3），所述包带层（3）外绕包或纵包有第一屏蔽层（4），所述第一屏蔽层（4）外设有第二屏蔽层（6），所述第一屏蔽层（4）与第二屏蔽层（6）之间设有排流线（5），所述第二屏蔽层（6）外包覆有内护套（7），所述内护套（7）外设有第一耐火层（8），所述第一耐火层（8）外设有第二耐火层（9），所述第二耐火层（9）外包覆有外护套（10）。
2.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述导体（1）由多股导体绞合而成或采用单股实芯导体。
3.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述绝缘层（2）采用氟塑料绝缘。
4.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述绝缘线芯的根数至少为四根，且两根不同颜色的绝缘线芯绞合形成一个对线组。
5.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述第一屏蔽层（4）采用铝塑复合箔屏蔽带，第二屏蔽层（6）采用编织屏蔽网。
6.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述内护套（7）采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料，该材料氧指数≥35%。
7.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述第一耐火层（8）采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层（9）采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃。
8.根据权利要求1所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆，其特征在于：所述外护套（10）采用陶瓷化硅橡胶，抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）采用退火软铜导体，导体直径公差范围为±0.005mm，利用耐高温挤出机挤出聚全氟乙丙烯绝缘，挤出机模芯内孔径为0.53~0.54mm，模芯外径为5.15mm，模套内孔经为10.50mm，模具采用高强度耐腐蚀性模具钢制成；
（2）利用立式退扭对绞机将不同绝缘颜色的两根绝缘线芯两两对绞，形成对线组，对绞过程中须确保两根线芯的放线张力和退扭率都均匀一致，一般放线张力控制在8~12N，退扭率设定为30%，对绞节距范围控制在5~30mm范围内；
（3）利用单绞成缆机将4个对线组绞合成缆，成缆时应使各对线组的放线张力均匀一致，成缆绞合节距范围为50~200mm，成缆绞合时拖包聚酯带和铝塑复合箔屏蔽带，拖包时聚酯带在内层，铝塑复合箔屏蔽带在外层，且铝塑复合箔屏蔽带的铝面朝外；
（4）采用16锭金属丝编织机进行编织屏蔽生产，编织锭子数为16锭，每锭铜丝根数为7根，编织节距为22mm±2mm，编织密度大于70%；编织时拖一根直径为0.4mm的镀锡铜丝作为排流线；
（5）编织完成后，利用65挤出机挤出低烟无卤阻燃内护套，从机身加料段至机头的温度分别设置为：120℃、130℃、140℃、150℃、155℃、155℃、160℃；挤出机转速为：40r/min；生产线速度为25m/min；
（6）内护套生产完成后，利用绕包机绕包第一耐火层和第二耐火层，第一耐火层采用高阻燃隔火隔氧玻璃布包带，氧指数≥55%，厚度为0.17±0.02mm；第二耐火层采用单面薄膜增强合成云母带，厚度为0.15mm，耐火温度：950~1000℃；第一耐火层玻璃布包带的宽度为20mm，第二耐火层合成云母带的宽度为20mm，绕包节距为11.5mm，使搭盖率不低于15%；
（7）第一耐火层和第二耐火层绕包完成后，在第二耐火层外挤包外护套，外护套采用陶瓷化硅橡胶，陶瓷化硅橡胶护套料的抗张强度≥7.0MPa，断裂伸长率≥200%，具有低烟特性，燃烧时透光率≥80%；采用90挤出机挤出硅橡胶护套，挤出机温度设置为常温20℃；硫化管水蒸气压力设置为1.2～1.5MPa：挤出生产速度为5～10m/min。
10.根据权利要求9所述的一种高阻燃耐高温耐火数据电缆的制备工艺，其特征在于：步骤（1）中挤出机机身加料段至机头的温度分别设定为335℃、345℃、350℃、355℃、360℃。牵引速度范围为10~15m/min，调节挤出机转速和牵引速度，使挤出绝缘平均直径控制在为1.00mm，绝缘直径公差控制在±0.03mm。
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