CN108447610A - 一种阻燃防火电缆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃防火电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的缆芯护层，所述的缆芯包括至少2根绝缘单线和第二填充层；所述绝缘单线包括导体和包覆在导体外侧的导体外包层；所述导体外包层包括至少一层第一填充层；所述缆芯护层包括至少一层第三填充层；所述第一填充层、第二填充层和第三填充层均含有防火阻燃填充物。电缆具有优越的防火阻燃效果，并且机械强度高、弯曲性能好，耐温、屏蔽性能强，电缆安全可靠性高。

Description

一种阻燃防火电缆及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电缆，特别涉及一种阻燃防火电缆。

背景技术

引起电缆火灾的原因主要有电缆短路、过负荷、接触不良以及外部火源等。发生火灾后，一方面不能保证线路的正常供电，导致信号传输、应急照明、自动报警系统等无法正常工作，给救援疏散工作带来了一定的困难。另一方面，由于电线电缆的护套和绝缘是由各种聚合物组成的，这些高组物在发生火灾后能够迅速发生加热熔融、分解、可燃气体引燃、燃烧和扩散四个阶段。高聚物在燃烧时产生大量的烟和有毒气体，这不仅造成可见度的降低，影响了人员疏散和火灾扑救，而且有毒气体直接威胁着火场人员的生命安全，同时对火灾现场的电子、电气设备等具有腐蚀作用，大大降低了设备的安全性和使用寿命。并且对现有技术中应答器数据传输电缆而言，需要具有更好阻燃防火效果，以获得更好的使用安全性。

发明内容

本发明目的是为了克服现有电缆技术的不足，特别是对于应答器数据传输电缆来说，提供一种具有优越的阻燃防火功能，机械强度高、弯曲性能好，耐温、屏蔽性能强的阻燃防火电缆。

作为本发明的一方面，本发明提出一种阻燃防火电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的缆芯护层；所述的缆芯包括至少2根根绝缘单线；所述绝缘单线包括导体和包覆在导体外侧的导体外包层；所述导体外包层包括至少一层第一填充层；所述的缆芯还包括第二填充层，并且第二填充层填充在至少2根绝缘单线与缆芯护层之间；所述缆芯护层包括至少一层第三填充层；所述第一填充层、第二填充层和第三填充层均含有防火阻燃填充物。

进一步，所述防火阻燃填充物为有机防火阻燃材料或无机防火阻燃材料。所述无机防火阻燃材料按有效元素可为镁基、铝基、硅基、锑基、锰基，除此之外还可以为防火阻燃纤维，如石棉、岩棉、玻璃纤维，玻璃纤维优选为无碱玻璃纤维。所述镁基防火阻燃材料可为氧化镁、氢氧化镁等，铝基防火阻燃材料可为氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝等，锑基防火阻燃材料可为三氧化二锑，硅基防火阻燃材料可为滑石粉、云母粉、硅灰石粉、黏土等。作为本发明的改进之一，所述第一填充层为无碱玻璃纤维填充层，所述第二填充层和第三填充层为岩棉填充物层。

进一步，导体外包层可使用现有技术中已有的结构种类，如依次由屏蔽层和绝缘层组成。作为本发明的进一步改进，所述导体外包层还包括从里至外设置的内绝缘层、金属屏蔽层和外绝缘层。并且第一填充层可设置在绝缘单线中任意两层之间，作为本发明的优选，所述第一填充层位于内绝缘层和金属屏蔽层之间。进一步，所述导体优选为铜导体。

进一步，所述内绝缘层或所述外绝缘层的材料可使用现有技术中已有的高分子绝缘材料，如树脂、塑料、硅橡胶等。作为本发明的改进之一，本发明中所述内绝缘层或所述外绝缘层的材料为陶瓷化硅橡胶材料。

本发明中的绝缘单线中的金属屏蔽层的材料为铜、铝等。作为本发明的改进之一，所述金属屏蔽层为挤包的铜屏蔽层，采用挤包的铜屏蔽层对绝缘单线进行单独屏蔽。

进一步，缆芯护层可使用现有技术中已有的结构种类，如依次由包带层、铠装层和护套层组成。作为本发明的进一步改进，所述缆芯护层还包括从里至外依次设置的缆芯包带层、综合护套、铝护套、内衬层、铠装层和外护套，所述缆芯包带层与综合护套之间设置有泄流线。并且第三填充层可设置在缆芯护层中任意两层之间，作为本发明的优选，所述第三填充层位于所述综合护套与铝护套之间。

进一步，所述缆芯包带层的材料包括高分子带、无纺布或现有技术中其他已知材料中的至少一种。作为本发明的改进之一，上述的缆芯包带层为矿物质复合包带，并且矿物质复合包带优选通过绕包或纵包工艺进行包覆形成缆芯包带层。

进一步，上述的泄流线为铜导线或铝导线，优选为采用铜丝或铝丝绞合而成的软导体。作为本发明的改进之一，泄流线是用7根直径为0.1～0.4mm的铜丝或镀锡铜丝采用1+6绞合结构绞合而成的软导体。

作为本发明的改进之一，上述的综合护套包括复合带和内垫层，是采用复合带在缆芯包带外通过纵包或绕包工艺并同时挤包一层内垫层形成的综合护套。所述复合带优选为单面涂塑铝塑复合带，优选厚度为0.2～0.5mm。内垫层的材料优选采用耐高温瓷化防火硅橡胶材料，优选厚度在1.5～2.0mm之间。

进一步，上述的内衬层或外护套的材料可使用现有技术中已有的高分子绝缘材料，如树脂、塑料、硅橡胶等。作为本发明的改进之一，优选内衬层或外护套的材料为陶瓷化硅橡胶材料，采用陶瓷化硅橡胶材料制成。

本发明另外一方面还公开了一种上述的阻燃防火电缆的制作方法，包括：

在导体的外侧包覆导体外包层形成绝缘单线，所述导体外包层包括至少一层第一填充层；将至少2根绝缘单线和第二填充层进行绞合制成缆芯；在缆芯外侧包覆形成缆芯护层，所述缆芯护层包括至少一层第三填充层；所述第一填充层、第二填充层和第三填充层均含有防火阻燃填充物。

本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、通过设置三层填充层，并且三层填充层分别设置在绝缘单线中，缆芯中以及缆芯护层中，以及选三层填充层分别选用特殊的防火材料，相比于单独设置一层或两层防火阻燃层，这三层含有防火阻燃填充物的填充层的配合使用，取得了意想不到的优越的防火阻燃效果。

2、导体外包层中的内绝缘层、金属屏蔽层和外绝缘层，缆芯护层中的缆芯包带层、综合护套、内衬层和外护套，均使用具有良好的防火阻燃的材料，使得电缆具有优越的防火阻燃效果。另外采用防火阻燃材料的上述层与含有防火阻燃填充物的三层填充层的组合使用，并且通过精心设计各层的排布结构，取得了意想不到的优越的防火阻燃效果。并且本发明的电缆机械强度高、弯曲性能好，耐温、屏蔽性能强，电缆安全可靠性高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1为根据本发明的阻燃防火电缆的结构示意图。

图中，1、绝缘单线，2、导体，3、内绝缘层，4、第一填充层，5、金属屏蔽层，6、外绝缘层，7、第二填充层，8、缆芯包带层，9、泄流线，10、综合护套，11、第三填充层，12、铝护套，13、内衬层，14、铠装层，15、外护套。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的一种阻燃防火电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的缆芯护层；所述的缆芯包括至少2根根绝缘单线1；所述绝缘单线1包括导体2和包覆在导体外侧的导体外包层；所述导体外包层包括至少一层第一填充层4；所述的缆芯还包括第二填充层，并且第二填充层填充在至少2根绝缘单线与缆芯护层之间；所述缆芯护层包括至少一层第三填充层11；所述第一填充层4、第二填充层7和第三填充层11均含有防火阻燃填充物。

相比于单独设置一层或两层防火阻燃层，通过设置三层填充层，并且三层填充层分别设置在绝缘单线中，缆芯中以及缆芯护层中，这三层含有防火阻燃填充物的填充层的配合使用，取得了意想不到的优越的防火阻燃效果。

所述防火阻燃填充物为有机防火阻燃材料或无机防火阻燃材料，所述无机防火阻燃材料按有效元素可为镁基、铝基、硅基、锑基、锰基，除此之外还可以为防火阻燃纤维，如石棉、岩棉、玻璃纤维，玻璃纤维优选为无碱玻璃纤维。所述镁基防火阻燃材料可为氧化镁、氢氧化镁等，铝基防火阻燃材料可为氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝等，锑基防火阻燃材料可为三氧化二锑，硅基防火阻燃材料可为滑石粉、云母粉、硅灰石粉、黏土等。作为本发明的改进之一，所述第一填充层为无碱玻璃纤维填充层，所述第二填充层和第三填充层为岩棉填充物层，使得电缆具有优异的阻燃防火效果的同时也具有优越的机械强度和弯曲性能。

导体外包层可使用现有技术中已有的结构种类，如依次由屏蔽层和绝缘层组成。作为本发明的进一步改进，所述导体外包层还包括从里至外设置的内绝缘层3、金属屏蔽层5和外绝缘层6。并且第一填充层4可设置在绝缘单线中任意两层之间，作为本发明的优选，所述第一填充层4位于内绝缘层3和金属屏蔽层5之间，能够更好发挥其防火阻燃效果。通过在绝缘单线的导体外包层中设置金属屏蔽层和两层绝缘层，能够更好地增强电缆的屏蔽性能和绝缘性能，增加电缆的安全可靠性。进一步，所述导体2优选为铜导体。

所述内绝缘层3或所述外绝缘层6的材料可使用现有技术中已有的高分子绝缘材料，如树脂、塑料、硅橡胶等。作为本发明的改进之一，本发明中所述内绝缘层3或所述外绝缘层6的材料为陶瓷化硅橡胶材料，为陶瓷化硅橡胶绝缘层，其具有非常好的防火、耐火、阻燃、低烟、无毒的性能；同时，其燃烧后的残余物为陶瓷化硬壳，硬壳在火灾环境下不熔融，不滴落，保障了在火灾情况下线路畅通，起到坚固的保护作用，提高电缆的阻燃防火性能，并且与三层填充层相互配合使用，使得电缆具有更好的阻燃防火效果。

本发明中的绝缘单线1中的金属屏蔽层5的材料为铜、铝等，不会燃烧，阻燃性好。作为本发明的改进之一，所述金属屏蔽层5为挤包的铜屏蔽层，采用挤包的铜屏蔽层对绝缘单线进行单独屏蔽。挤包的铜屏蔽层没有缝隙，电缆串音干扰性能强，不会产生电磁泄漏，屏蔽效果好。另外，挤包的屏蔽层弯曲性能好、机械强度高，坚固耐用，可经受剧烈的机械破坏，抗冲击和防震动性能优良。

缆芯护层可使用现有技术中已有的结构种类，如依次由包带层、铠装层和护套层组成。作为本发明的进一步改进，所述缆芯护层还包括从里至外依次设置的缆芯包带层8、综合护套10、铝护套12、内衬层13、铠装层14和外护套15，所述缆芯包带层8与综合护套10之间设置有泄流线9。通过该缆芯护层的结构，使得电缆机械强度高、弯曲性能好，耐温、屏蔽性能强，电缆安全可靠性高。并且第三填充层11可设置在缆芯护层中任意两层之间，作为本发明的优选，所述第三填充层11位于所述综合护套10与铝护套12之间，能够更好发挥其防火阻燃效果。

所述缆芯包带层8的材料包括高分子带、无纺布或现有技术中其他已知材料中的至少一种。作为本发明的改进之一，上述的缆芯包带层8为矿物质复合包带，并且矿物质复合包带优选通过绕包或纵包工艺进行包覆形成缆芯包带层。矿物质复合包带自身不会因为过载而燃烧，在火灾现场不会为电气火灾传播介质，火灾时不会释放出任何有害气体和烟雾，为救援和逃生创造条件，具有较高的安全性，并且与三层填充层相互配合使用，使得电缆具有更好的阻燃防火效果。

上述的泄流线9为铜导线或铝导线，优选为采用铜丝或铝丝绞合而成的软导体。作为本发明的改进之一，泄流线9是用7根直径为0.1～0.4mm的铜丝或镀锡铜丝采用1+6绞合结构绞合而成的软导体，它具有接地可靠牢固、屏蔽性能强等优点，解决了现有技术中泄流线长时间使用易断或接地不可靠、接触不良等缺陷。

作为本发明的改进之一，上述的综合护套10包括复合带和内垫层，是采用复合带在缆芯包带外通过纵包或绕包工艺并同时挤包一层内垫层形成的综合护套。所述复合带优选为单面涂塑铝塑复合带，优选厚度为0.2～0.5mm。为提高电缆的阻燃防火性能，内垫层的材料优选采用耐高温瓷化防火硅橡胶材料，优选厚度在1.5～2.0mm之间。并且综合护套与三层填充层相互配合使用，使得电缆具有更好的阻燃防火效果。

上述的内衬层13或外护套15的材料可使用现有技术中已有的高分子绝缘材料，如树脂、塑料、硅橡胶等。作为本发明的改进之一，优选采用陶瓷化硅橡胶材料制成，陶瓷化硅橡胶材料能够遇火烧蚀形成一层坚硬的保护层，该保护层阻挡火焰的继续燃烧，有效隔绝外界火焰，从而保护缆芯不受损坏，并且与三层填充层相互配合使用，使得电缆具有更好的阻燃防火效果。

本发明另外一方面还公开了一种上述的阻燃防火电缆的制作方法，包括：

在导体2的外侧包覆导体外包层形成绝缘单线1，所述导体外包层包括至少一层第一填充层4；

将至少2根绝缘单线1和第二填充层7进行绞合制成缆芯；

在缆芯外侧包覆形成缆芯护层，所述缆芯护层包括至少一层第三填充层11；所述第一填充层4、第二填充层7和第三填充层11均含有防火阻燃填充物。

实施例1

图1所示一种阻燃防火应答器数据传输电缆，由缆芯和包覆在缆芯外的缆芯护层组成。所述的缆芯由4根绝缘单线1及第二填充层7组成。所述的绝缘单线1由导体2和包覆在导体外侧的导体外包层组成。由里至外依次设置的内绝缘层3、金属屏蔽层5和外绝缘层6形成导体外包层，所述的内绝缘层3和金属屏蔽层5之间设有第一填充层4。从里至外依次设置的缆芯包带层8、综合护套10、铝护套12、内衬层13、铠装层14和外护套15形成所述缆芯护层。所述缆芯包带层8与综合护套10之间设置有泄流线9。所述综合护套10与铝护套12之间设置有第三填充层11。

所述导体2为铜导体。所述内绝缘层3和外绝缘层6为陶瓷化硅橡胶绝缘层。第一填充层4为无碱玻璃纤维填充层。所述的金属屏蔽层5为挤包的铜屏蔽层。所述第二填充层7和第三填充层11为岩棉填充物层。缆芯包带层8为矿物质复合包带层。泄流线9是用7根直径为0.1～0.4mm的铜丝或镀锡铜丝采用1+6绞合结构绞合而成的软导体。综合护套10是采用厚度为0.2～0.5mm厚度的单面涂塑铝塑复合带在缆芯包带外通过纵包或绕包工艺并同时挤包一层内垫层形成的综合护套。内衬层13和外护套15均采用陶瓷化硅橡胶材料制成。

实施例2

一种制造实施例1的阻燃防火应答器数据传输电缆的方法，

先将原铜杆采用拉丝退火的生产工艺将原铜杆拉制成符合技术要求的铜导体2，然后采用挤塑工艺在铜导体2外挤包一层陶瓷化硅橡胶内绝缘层3，再采用填充工艺和挤包工艺在陶瓷化硅橡胶内绝缘层3外填充一层无碱玻璃填充层和挤包一层金属屏蔽层5并且一次成型，并在挤包的金属屏蔽层5外再挤塑一层陶瓷化硅橡胶外绝缘层6即制成本发明的绝缘单线1。

之后根据需求将生产好的4根不同颜色的绝缘单线1和为岩棉填充物层的第二填充层7进行绞合制成缆芯，并在其外部包覆缆芯包带层8，然后将泄流线9设置在缆芯包带层8上，采用纵或绕包工艺在缆芯包带层8外包覆一层综合护套10，然后采用氩弧焊连续焊接工艺和填充工艺在综合护套10外填充一层岩棉填充物形成第三填充层11和包覆一层铝护套12并且一次成型，并在铝护套12外挤包一层内衬层13，采用钢带绕包、纵包或焊接工艺在内垫层外包覆一层铠装层14，然后在铠装层14外挤包一层外护套15即制成发明的阻燃防火应答器数据传输电缆。

这种阻燃防火电缆，可以用于但不限于用于阻燃防火应答器数据传输电缆。由于结构设计合理，包括金属屏蔽层、填充层、缆芯包带层、综合护套、铝护套、内衬层、铠装层和外护套，使电缆具有优越的阻燃防火功能，电缆机械强度高、弯曲性能好，耐温、屏蔽性能强，电缆安全可靠性高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阻燃防火电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外的缆芯护层，其特征在于：所述的缆芯包括至少2根绝缘单线；所述绝缘单线包括导体和包覆在导体外侧的导体外包层；所述导体外包层包括至少一层第一填充层；所述的缆芯还包括第二填充层，并且第二填充层填充在至少2根绝缘单线与缆芯护层之间；所述缆芯护层包括至少一层第三填充层；所述第一填充层、第二填充层和第三填充层均含有防火阻燃填充物。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述第一填充层、第二填充层或第三填充层为无碱玻璃纤维填充层或岩棉填充物层；优选地所述第一填充层为无碱玻璃纤维填充层，所述第二填充层和第三填充层为岩棉填充物层。

3.根据权利要求1或2所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述导体外包层还包括从里至外设置的内绝缘层、金属屏蔽层和外绝缘层；并且所述第一填充层位于内绝缘层和金属屏蔽层之间。

4.根据权利要求3所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述金属屏蔽层为挤包的铜屏蔽层。

5.根据权利要求3所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述缆芯护层还包括从里至外依次设置的缆芯包带层、综合护套、铝护套、内衬层、铠装层和外护套，所述缆芯包带层与综合护套之间设置有泄流线；并且所述第三填充层位于所述综合护套与铝护套之间。

6.根据权利要求5所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述缆芯包带层为矿物质复合包带。

7.根据权利要求5所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述泄流线为铜导线或铝导线，优选为采用铜丝或铝丝绞合而成的软导体，更优选地所述泄流线是用7根直径为0.1～0.4mm的铜丝或镀锡铜丝采用1+6绞合结构绞合而成的软导体。

8.根据权利要求5所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述综合护套包括复合带和内垫层；优选地所述综合护套采用复合带在缆芯包带外通过纵包或绕包工艺并同时挤包一层内垫层形成；优选地所述复合带为单面涂塑铝塑复合带，优选厚度为0.2～0.5mm；优选地所述内垫层的材料为耐高温瓷化防火硅橡胶材料，优选厚度在1.5～2.0mm之间。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的一种阻燃防火电缆，其特征在于：所述内绝缘层、外绝缘层、内衬层或外护套的材料为陶瓷化硅橡胶材料。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的阻燃防火电缆的制作方法，包括：

在导体的外侧包覆导体外包层形成绝缘单线，所述导体外包层包括至少一层第一填充层；将至少2根绝缘单线和第二填充层进行绞合制成缆芯；在缆芯外侧包覆形成缆芯护层，所述缆芯护层包括至少一层第三填充层；所述第一填充层、第二填充层和第三填充层均含有防火阻燃填充物。