CN107424675A - 低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆及其制备方法 - Google Patents

低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆及其制备方法，其技术方案要点是由内至外依次包括绝缘线芯组、耐火层、绝缘层、隔氧层和保护套层，所述耐火层包括如下重量份数的组分：矿物阻燃剂5‑15份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50‑70份、玻璃纤维5‑15份、海藻酸钙纤维5‑15份、呋喃树脂微囊5‑10份、聚有机硅氧烷10‑35份、增溶剂0.5‑5份；所述绝缘层包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50‑70份、凯夫拉纤维5‑15份、矿物阻燃填料5‑15份；所述呋喃树脂微囊的外壁采用三聚氰胺‑甲醛树脂包裹。绝缘线芯的外部包覆的耐火层、绝缘层、隔氧层及保护套层，该顺序分布的结构能够在电缆着火的情况下减小了火势蔓延速度，阻燃性能好。

Description

低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆领域，特别涉及一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的高速发展，电线电缆的用量和使用范围越来远大。近年来，发电厂、变电站、冶炼及石油化工等行业，对控制电缆的需求量极大。在使用中，不仅要避免控制电缆受机械损伤、绝缘损伤、绝缘老化变质等，还要在高温条件下使用，即耐高温。
现有阻燃电缆的绝缘层和护套层一般是将单一的阻燃剂与电缆料混合制成。由于阻燃材料单一，电缆在使用过程中不仅会产生大量烟雾和有毒气体，而且还会因脱水反应而降低电缆性能，从而影响电缆的阻燃温度和阻燃时间，难以达到防火的效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，该绝缘电缆具有优良的阻燃性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：由内至外依次包括绝缘线芯组、耐火层、绝缘层、隔氧层和保护套层；
所述耐火层包括如下重量份数的组分：矿物阻燃剂5-15份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、玻璃纤维5-15份、海藻酸钙纤维5-15份、呋喃树脂微囊5-10份、聚有机硅氧烷10-35份、增溶剂0.5-5份；
所述绝缘层包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、凯夫拉纤维5-15份、矿物阻燃填料5-15份；
所述呋喃树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹。
通过上述技术方案，绝缘线芯组外包覆的耐火层能增加绝缘线芯组的阻燃性能，使得在受热的情况下不易燃烧；绝缘层是将耐火层和绝缘线芯组报复起来，则耐火层的使用寿命能增长，降低耐火层与紫外线接触造成氧化速度过快的现象；隔氧层的设置能够电缆燃烧时产生不燃气体，降低空气中的氧气含量，减缓电缆的燃烧速度；保护套层的设置一方面能够增强电缆的阻燃性能，还能增强电缆的力学性能；
耐火层材料中，矿物阻燃剂、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土、聚有机硅氧烷都具有很好的阻燃性，用于耐火层的加工中，阻燃效果安全可靠；玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温溶制、拉丝、络纱、织布等工艺，可以用作耐火层的增强材料，电绝缘性能优良，绝热性能好；海藻酸钙纤维具有优异的阻燃性能，在空气中离火自熄，且燃烧过程中的热释放速率，有效燃烧热和总放热量比较低，二氧化碳的生成速率比较高，且海草酸钙纤维的海藻酸大分子的特殊结构，以及纤维中钙离子使得海草酸钙纤维具有优良的阻燃性能；呋喃树脂微囊阻燃性好，燃烧时发烟少；且呋喃树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹能够增加阻燃性，且在燃烧的过程中不易出现滴落，在使用时燃烧后呋喃树脂微囊可以自愈，则在燃烧后能使得电缆的颜色保持一致；同时呋喃树脂微囊和海草酸钙纤维共同使用能够增加电缆的抗氧化性；
绝缘层材料中：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂具有良好的绝缘性；凯夫拉纤维拉伸强度高、耐曲折、耐疲劳、耐腐蚀，还具有良好的抗燃性能，不产生后燃烧，不帮助燃烧；同时矿物阻燃填料进一步增强绝缘层的阻燃性能。
本发明进一步设置为：绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的高温绝缘层构成，所述耐火层包覆于高温绝缘层的外部。
通过上述技术方案，每根绝缘线芯外包覆的高温绝缘层能抵抗较高的温度，耐热性能优良，而耐火层包覆于高温绝缘层外能够实现每根的绝缘线芯耐火性优良。
本发明进一步设置为：所述高温绝缘层包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、凯夫拉纤维5-15份、矿物阻燃填料5-15份。
通过上述技术方案，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂具有良好的绝缘性；凯夫拉纤维拉伸强度高、耐曲折、耐疲劳、耐腐蚀，还具有良好的抗燃性能，不产生后燃烧，不帮助燃烧；同时矿物阻燃填料进一步增强绝缘层的阻燃性能，而设置的高温绝缘层与绝缘层的组分一致，则在实际的生产中比较方便。
本发明进一步设置为：矿物阻燃剂或矿物阻燃填料均选择蒙脱土、硅微粉、云母粉、高岭土中的至少一种。
通过上述技术方案，蒙脱土是一种优异的成炭剂，燃烧时产生大量的二氧化碳，减缓燃烧速度；硅微粉能够增大导热系数，改变胶粘性能和增进阻燃性；云母粉作为阻燃填料能够增加阻燃剂的阻燃性能；高岭土一方面能够增加电缆的绝缘性，另一方面能够增加电缆的阻燃性能。
本发明进一步设置为：所述增溶剂选择马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体。
通过上述技术方案，增溶剂的使用能够使各组分之间的溶解性能增强。而且还能有效提高材料的力学性能，还能提高材料的阻燃性。
本发明进一步设置为：所述隔氧层包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、成碳剂5-10份、聚乙烯蜡1-2份。
通过上述技术方案，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂具有优良的绝缘性，拉伸性能；成炭剂能在足够的热量下，羟基从碳链上断裂。失去羟基的碳链形成活性炭，活性炭形成绝缘层以阻止热传递；聚乙烯蜡增加了成炭剂与隔氧层的组分间混合均匀。
本发明进一步设置为：所述成炭剂选择纤维素及衍生物、蔗糖、山梨醇、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者至少两种的混合物。
通过上述技术方案，成炭剂选择纤维素及衍生物、蔗糖、山梨醇、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者至少两种的混合物能够在足够热量的条件下形成活性炭组织热传递。
本发明进一步设置为：所述保护套层包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、层状硅酸盐纳米阻燃剂5-15份，环氧树脂微囊5-10份。
通过上述技术方案，层状硅酸盐纳米阻燃剂具有优良的阻燃性，而环氧树脂微囊方便保护套层与隔氧层之间的粘连，减少分层的现象。
本发明进一步设置为：所述环氧树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹。
通过上述技术方案，环氧树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹，其中三聚氰胺具有阻燃的效果，则在温度升高时，外壁破裂，三聚氰胺会首先起到阻燃的效果，而环氧树脂会粘覆在保护套层上，使得连接稳定，不易在燃烧时产生掉落造成其他物质引燃。
本发明的又一发明目的，一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆的制备工艺，其特征是：包括如下的制备步骤：
步骤1：按照重量份依次称取高温绝缘层、耐火层、绝缘层、隔氧层和保护套层的组分备用；
步骤2：绝缘层和/或高温绝缘层制备，将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、凯夫拉纤维、矿物阻燃填料，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到绝缘层和/或高温绝缘层成品，将绝缘层和/或高温绝缘层成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到绝缘层和/或高温绝缘层；将制得的高温绝缘层绕包于绝缘线芯外周；或将制得的绝缘层绕包于耐火层外周；
步骤3：耐火层制备，将矿物阻燃剂5份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、玻璃纤维、海藻酸钙纤维、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土、聚有机硅氧烷、增溶剂加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，然后在螺杆机的模头处加入微胶囊颜料，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，并将剩余的矿物阻燃剂撒于成型的制品表面，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到耐火层成品，将耐火层成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到耐火层；将制得的耐火层绕包于绝缘线芯外周；
步骤4：隔氧层制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、成碳剂、聚乙烯蜡，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到隔氧层成品，将隔氧层成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到隔氧层；将制得的隔氧层绕包于绝缘层外周；
步骤4：在隔氧层的外周包覆有玻璃纤维绕包带层；
步骤5：保护套层制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、层状硅酸盐纳米阻燃剂，环氧树脂微囊，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到保护套成品，将保护套成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的保护套成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到保护套；将制得的保护套绕包于玻璃纤维绕包带层外周。
通过上述技术方案，通过上述技术方案就完成了电缆的制备，其中在隔氧层的外周包覆有玻璃纤维绕包带层能够增强电缆的结构强度。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1、绝缘线芯的外部包覆的耐火层、绝缘层、隔氧层及保护套层，该顺序分布的结构能够在电缆着火的情况下减小了火势蔓延速度；
2、耐火层在高温时不易受高温影响发生色变，维修时方便。
附图说明
图1为实施例1的各层间的位置结构图。
附图标记：1、绝缘线芯组；11、导体；12、高温绝缘层；2、耐火层；3、绝缘层；4、隔氧层；41、玻璃纤维绕包带层；5、保护套层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，如图1所示，由内至外依次包括绝缘线芯组1、耐火层2、绝缘层3、隔氧层4和保护套层5；其中，绝缘线芯组1有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体11和包覆于导体11外的高温绝缘层12构成，耐火层2包覆于高温绝缘层12的外部；
高温绝缘层12包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50份、凯夫拉纤维5份、蒙脱土5份；
耐火层2包括如下重量份数的组分：蒙脱土5份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50份、玻璃纤维5份、海藻酸钙纤维5份、呋喃树脂微囊5份、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土5份、聚有机硅氧烷10份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体0.5份；
绝缘层3包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50份、凯夫拉纤维5份、蒙脱土5份；
隔氧层4包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50份、纤维素5份、聚乙烯蜡1份；
保护套层5包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50份、层状硅酸盐纳米阻燃剂5份，环氧树脂微囊5份。
实施例2
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，高温绝缘层12包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂55份、凯夫拉纤维7份、硅微粉7份；
耐火层2包括如下重量份数的组分：硅微粉7份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂55份、玻璃纤维7份、海藻酸钙纤维7份、呋喃树脂微囊7份、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土6份、聚有机硅氧烷15份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体1.5份；
绝缘层3包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂55份、凯夫拉纤维7份、硅微粉7份；
隔氧层4包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂55份、蔗糖6份、聚乙烯蜡2份；
保护套层5包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂55份、层状硅酸盐纳米阻燃剂7份，环氧树脂微囊6份。
实施例3
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，高温绝缘层3包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂60份、凯夫拉纤维10份、云母粉10份；
耐火层2包括如下重量份数的组分：云母粉10份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂60份、玻璃纤维10份、海藻酸钙纤维10份、呋喃树脂微囊10份、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土7份、聚有机硅氧烷20份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体3份；
绝缘层3包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂60份、凯夫拉纤维10份、云母粉10份；
隔氧层4包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂60份、山梨醇7份、聚乙烯蜡1份；
保护套层5包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂60份、层状硅酸盐纳米阻燃剂10份，环氧树脂微囊7份。
实施例4
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，高温绝缘层12包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂65份、凯夫拉纤维12份、蒙脱土12份；
耐火层2包括如下重量份数的组分：山梨醇12份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂65份、玻璃纤维12份、海藻酸钙纤维12份、呋喃树脂微囊12份、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土8份、聚有机硅氧烷27份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体3.5份；
绝缘层3包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂65份、凯夫拉纤维12份、山梨醇12份；
隔氧层4包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂65份、环氧树脂8份、聚乙烯蜡2份；
保护套层5包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂65份、层状硅酸盐纳米阻燃剂12份，环氧树脂微囊8份。
实施例5
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，高温绝缘层12包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂70份、凯夫拉纤维15份、酚醛树脂15份；
耐火层2包括如下重量份数的组分：酚醛树脂15份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂70份、玻璃纤维15份、海藻酸钙纤维15份、呋喃树脂微囊15份、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土10份、聚有机硅氧烷35份、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体5份；
绝缘层3包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂70份、凯夫拉纤维15份、酚醛树脂15份；
隔氧层4包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂70份、纤维素10份、聚乙烯蜡1份；
保护套层5包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂70份、层状硅酸盐纳米阻燃剂15份，环氧树脂微囊10份。
实施例6
一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆的制备工艺，其特征是：包括如下的制备步骤：
步骤1：按照重量份依次称取耐火层2、绝缘层3、隔氧层4和保护套层5的组分备用；
步骤2：绝缘层3和/或高温绝缘层12制备，将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、凯夫拉纤维、矿物阻燃填料，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到绝缘层3和/或高温绝缘层12成品，将绝缘层3和/或高温绝缘层12成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层2成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到绝缘层3和/或高温绝缘层12；将制得的高温绝缘层12绕包于绝缘线芯外周；或将制得的绝缘层3绕包于耐火层2外周；
步骤3：耐火层2制备，将矿物阻燃剂5份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、玻璃纤维、海藻酸钙纤维、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土、聚有机硅氧烷、增溶剂加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，然后在螺杆机的模头处加入微胶囊颜料，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，并将剩余的矿物阻燃剂撒于成型的制品表面，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到耐火层2成品，将耐火层2成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层2成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到耐火层2；将制得的耐火层2绕包于绝缘线芯外周；
步骤4：隔氧层4制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、成碳剂、聚乙烯蜡，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到隔氧层4成品，将隔氧层4成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层2成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到隔氧层4；将制得的隔氧层4绕包于绝缘层3外周；
步骤4：在隔氧层4的外周包覆有玻璃纤维绕包带层41；
步骤5：保护套层5制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、层状硅酸盐纳米阻燃剂，环氧树脂微囊，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到保护套成品，将保护套成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的保护套成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到保护套；将制得的保护套绕包于玻璃纤维绕包带层41外周。
实验检测
1、阻燃实验：对实施例1-5的材料制得的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆进行阻燃实验，将测试电缆保持垂直，用实验用的喷灯火焰高度125mm，热功率500W，燃烧15秒钟，然后停止15秒钟，反复5次后，观察余火焰燃烧时间，并根据火焰熄灭后的整体外观测定烧损程度；
2、老化后拉伸强度/MPa≥16。
注：以上实验对每组实施例的电缆测试三次，取平均值。
表1实施例1-5材料的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆的检测结果
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
燃烧时间/s 20 18 14 14 13
烧损程度/％ 10 9 9.2 8.8 8.5
老化后拉伸强度/MPa 28 30 32 28 29
通过上述表格可以得出，实施例1-5中的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆的燃烧性能均比较优良。
选择实施例3作为参照实施例。
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于对比例1中不含有呋喃树脂微囊，其他均与实施例3保持一致。
对比例2
对比例2与实施例3的区别在于对比例2中不含有海藻酸钙纤维，其他均与实施例3保持一致。
对比例3
对比例2与实施例3的区别在于对比例2中同时不含有呋喃树脂微囊和海藻酸钙纤维，其他均与实施例3保持一致。
按照实施例1-5的检测方式对对比例1-3的材料制成的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆进行检测。
表2对比例1-3的实验检测结果
检测项目 对比例1 对比例2 对比例3
燃烧时间/s 28 28 37
烧损程度/％ 14.4 15.3 20.3
老化后拉伸强度/MPa 26 27 14
对比对比例1与实施例3的实验结果，在组分中不含有呋喃树脂微囊时，电缆的阻燃性能明显下降，所以呋喃树脂会对材料的阻燃性能产生影响；然后对比对比例2与实施例3的实验结果，在组分中不含有海藻酸钙纤维材料的阻燃性能发生明显改变，所以海藻酸钙纤维会对电缆的阻燃性能产生影响；然后对比实施例3与对比例3，在组分中同时不含有呋喃树脂微囊和海藻酸钙纤维时材料的阻燃性能和材料的老化性产生影响，分析数据结果，则申请人推测呋喃树脂微囊和海藻酸钙纤维间存在复合的作用效果，其中钙离子和呋喃树脂之间相互配合使得材料的抗氧性能优良。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：由内至外依次包括绝缘线芯组(1)、耐火层(2)、绝缘层(3)、隔氧层(4)和保护套层(5)；
所述耐火层(2)包括如下重量份数的组分：矿物阻燃剂5-15份、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、玻璃纤维5-15份、海藻酸钙纤维5-15份、呋喃树脂微囊5-10份、聚有机硅氧烷10-35份、增溶剂0.5-5份；
所述绝缘层(3)包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、凯夫拉纤维5-15份、矿物阻燃填料5-15份；
所述呋喃树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：绝缘线芯组(1)有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体(11)和包覆于导体(11)外的高温绝缘层(12)构成，所述耐火层(2)包覆于高温绝缘层(12)的外部。
3.根据权利要求2所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述高温绝缘层(12)包括如下重量份数组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、凯夫拉纤维5-15份、矿物阻燃填料5-15份。
4.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：矿物阻燃剂或矿物阻燃填料均选择蒙脱土、硅微粉、云母粉、高岭土中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述增溶剂选择马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚体。
6.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述隔氧层(4)包括如下重量份数的组分：聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、成碳剂5-10份、聚乙烯蜡1-2份。
7.根据权利要求6所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述成炭剂选择纤维素及衍生物、蔗糖、山梨醇、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或者至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述保护套层(5)包括如下重量份数的组分，聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂50-70份、层状硅酸盐纳米阻燃剂5-15份，环氧树脂微囊5-10份。
9.根据权利要求8所述的低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆，其特征是：所述环氧树脂微囊的外壁采用三聚氰胺-甲醛树脂包裹。
10.一种低烟无卤阻燃耐火聚烯烃绝缘电缆的制备工艺，其特征是：包括如下的制备步骤：
步骤1：按照重量份依次称取耐火层(2)、绝缘层(3)、隔氧层(4)和保护套层(5)的组分备用；
步骤2：绝缘层(3)和/或高温绝缘层(12)制备，将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、凯夫拉纤维、矿物阻燃填料，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到绝缘层(3)和/或高温绝缘层(12)成品，将绝缘层(3)和/或高温绝缘层(12)成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层(2)成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到绝缘层(3)和/或高温绝缘层(12)；将制得的高温绝缘层(12)绕包于绝缘线芯外周；或将制得的绝缘层(3)绕包于耐火层(2)外周；
步骤3：耐火层(2)制备，将矿物阻燃剂、聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、玻璃纤维、海藻酸钙纤维、三聚氰胺酰胺无机蒙脱土、呋喃树脂微囊、聚有机硅氧烷、增溶剂加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，然后在螺杆机的模头处加入微胶囊颜料，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，并将剩余的矿物阻燃剂撒于成型的制品表面，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到耐火层(2)成品，将耐火层(2)成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层(2)成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到耐火层(2)；将制得的耐火层(2)绕包于绝缘线芯外周；
步骤4：隔氧层(4)制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、成碳剂、聚乙烯蜡，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到隔氧层(4)成品，将隔氧层(4)成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐火层(2)成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到隔氧层(4)；将制得的隔氧层(4)绕包于绝缘层(3)外周；
步骤4：在隔氧层(4)的外周包覆有玻璃纤维绕包带层(41)；
步骤5：保护套层(5)制备：将聚乙烯树脂和/或聚氯乙烯树脂、层状硅酸盐纳米阻燃剂，环氧树脂微囊，加入搅拌机中搅拌20-30min，将混合料加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出，然后对成型的制品进行二次加热，控制加热温度为120-145℃，加热时间为10-30S，得到保护套成品，将保护套成品置入140-150℃的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的保护套成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320℃，压力为15-20Mpa，从而得到保护套；将制得的保护套绕包于玻璃纤维绕包带层外周。
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