CN109102946A - 通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，所述通信用阻燃耐火电力电缆包括圆形芳纶纤维芯1，所述聚乙烯绝缘带4外表面包覆有复合绝缘护套5，所述复合绝缘护套通过以下步骤获得：步骤一、称量各重量份组分；步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯1~5份，在捏合机中搅拌10min；步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰0.5~1份和1,6‑二己烷3~15份混炼10~20min；步骤八、得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料；步骤九、将步骤八得到的硅橡胶复合绝缘电缆材料通过挤塑获得所述复合绝缘护套。本发明提高了复合绝缘护套的抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了电缆在实际应用中的可靠性。

Description

通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法
技术领域
本发明涉及一种通信电源缆，尤其涉及一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法。
背景技术
通信电源缆不仅要求具有良好的柔软性，以便在狭窄的空间内或类似的情形下方便敷设，而且要求具有理想的阻燃性，以适应防火等级严苛场合下的使用要求。硅橡胶由于结构的特殊性，决定了硅橡胶具有优异的性能，如耐老化、耐高低温性能、耐候、耐溶剂性能、电绝缘性能、对外部热流的惰性和相对低的热释放速率等，使其被广泛应用到电缆、电线、航天航空、汽车和化工等领域。现有技术对硅橡胶，加入成瓷填料和烧结助剂可制得可供模压或挤出成型的陶瓷化硅橡胶复合材料，该材料能够在高温炉或火焰下烧结成陶瓷体，常温下具有硅橡胶复合材料的各种优良性能。但目前陶瓷化电缆在使用的过程中存在很多缺陷，需要较高的温度才能形成陶瓷化结构，而且结构不稳定，抗拉伸和抗冲击性能差，不能起到很好的绝缘功能。如何解决上述技术问题成为本领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明提供一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，该通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法提高了复合绝缘护套的抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了电缆在实际应用中的可靠性和使用寿命。。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，所述通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法包括圆形芳纶纤维芯，此圆形芳纶纤维芯外表面绞合有若干根“Z”字形导体，且若干根所述“Z”字形导体形成内导电层，此内导电层外表面绞合有若干根梯形导体，且若干根所述梯形导体形成外导电层，一聚乙烯绝缘带绕包于所述外导电层外表面，所述聚乙烯绝缘带外表面包覆有复合绝缘护套；
所述复合绝缘护套通过以下步骤获得：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶70~90份、乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过步骤二表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份、乙烯基三甲氧基硅烷4~8份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰0.5~1份和1,6-二己烷3~15份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.4~0.8份、抗氧剂1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.5~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料；
步骤九、将步骤八得到的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料通过挤塑获得所述复合绝缘护套。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，在所述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5:1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大。
2. 上述方案中，所述“Z”字形导体绞合方向为右向绞合，所述梯形导体绞合方向为左向绞合。
3. 上述方案中，所述圆形芳纶纤维芯截面积为0.15~16mm2。
4. 上述方案中，所述梯形导体的数目为11~13根，所述“Z”字形导体的数目为16~20根。
5. 上述方案中，所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60-80万。
6. 上述方案中，所述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g。
7. 上述方案中，所述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1. 本发明通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其复合绝缘护套体系中加入钛酸异丙酯、甲基苯基二乙氧基硅烷和1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶，改善了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉和氧化镁的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料的力学性能和结构稳定性，提高了复合绝缘护套的抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了电缆在实际应用中的可靠性和使用寿命。
2. 本发明通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其复合绝缘护套体系中进一步添加1,6-二（二苯基膦基）己烷3~15份和二氧化锰，使得玻璃粉在低温下更易熔融，促进了氧化镁、气相法二氧化硅和氮化硼等颗粒间的共晶反应，增强了粘结作用，从而形成更为均匀致密的陶瓷外壳，能够阻隔氧气渗透到内部，进一步提高了复合绝缘护套的绝缘性和阻燃性。
3. 本发明通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其圆形芳纶纤维芯外表面绞合有若干根“Z”字形导体，且若干根所述“Z”字形导体形成内导电层，此内导电层外表面绞合有若干根梯形导体，圆形芳纶纤维芯由若干根芳纶纤维丝绞合而成，使得软电缆，抗拉强度大、载流量高、柔韧性高、易弯曲，而且其结构紧密，最小弯曲半径下降至为4倍电缆直径，减小了安装布局的空间，减小了安装成本，更易于敷设；其次，采用2层导电层，内导电层由若干个“Z”字形导体绞合而成，外导电层由若干个梯形导体绞合而成，其大大减少了涡流，减少线路的损耗，提高了电缆的导电性能、弯曲性能和耐腐蚀性能，减少了线缆发热量，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续电气性能稳定。
附图说明
附图1为本发明通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法结构示意图。
以上附图中：1、圆形芳纶纤维芯；2、内导电层；21、“Z”字形导体；3、外导电层；31、梯形导体；4、聚乙烯绝缘带；5、复合绝缘护套。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，所述通信用阻燃耐火电力电缆包括圆形芳纶纤维芯1，此圆形芳纶纤维芯1外表面绞合有若干根“Z”字形导体21，且若干根所述“Z”字形导体21形成内导电层2，此内导电层2外表面绞合有若干根梯形导体31，且若干根所述梯形导体31形成外导电层3，一聚乙烯绝缘带4绕包于所述外导电层3外表面，所述聚乙烯绝缘带4外表面包覆有复合绝缘护套5；
所述复合绝缘护套5由以下组分组成，具体如表1所示：
表1
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
甲基乙烯基硅橡胶70~90份 72份 82份 85份 88份
乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份 15份 12份 20份 15份
乙烯基三甲氧基硅烷4~8份 5份 8份 6份 5份
玻璃粉12~15份 12份 15份 14份 12份
氮化硼5~10份 8份 9份 8份 6份
氧化镁5~15份 9份 12份 10份 12份
气相法二氧化硅8~15份 9份 12份 10份 15份
钛酸异丙酯1~5份 3份 4份 2份 3.5份
过氧化二异丙苯0.5~2份 2份 1份 1.4份 1份
甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份 2份 4份 1份 3份
1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.4~0.8份 0.5份 0.8份 0.4份 0.5份
二氧化锰0.5~1份 0.8份 0.5份 1份 0.8份
1,6-二（二苯基膦基）己烷3~15份 12份 4份 10份 6份
抗氧剂1~2份 1.4份 1.2份 1.8份 1.5份
所述复合绝缘护套5进一步通过以下步骤获得：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶70~90份、乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过步骤二表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份、乙烯基三甲氧基硅烷4~8份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰0.5~1份和1,6-二己烷3~15份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.4~0.8份、抗氧剂1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.5~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料；
步骤九、将步骤八得到的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料通过挤塑获得所述复合绝缘护套。
在上述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5:1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大；
上述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60-80万；
上述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g；
上述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目。
实施例1：上述“Z”字形导体21绞合方向为右向绞合，上述梯形导体31绞合方向为左向绞合；上述圆形芳纶纤维芯1截面积为0.46mm2；上述梯形导体31的数目为12根，上述“Z”字形导体21的数目为16根。
实施例2：上述“Z”字形导体21绞合方向为右向绞合，上述梯形导体31绞合方向为左向绞合；上述圆形芳纶纤维芯1截面积为0.86mm2；上述梯形导体31的数目为11根，上述“Z”字形导体21的数目为17根。
实施例3：上述“Z”字形导体21绞合方向为右向绞合，上述梯形导体31绞合方向为左向绞合；上述圆形芳纶纤维芯1截面积为0.9mm2；上述梯形导体31的数目为12根，上述“Z”字形导体21的数目为17根。
实施例4：上述“Z”字形导体21绞合方向为右向绞合，上述梯形导体31绞合方向为左向绞合；上述圆形芳纶纤维芯1截面积为0.19mm2；上述梯形导体31的数目为13根，上述“Z”字形导体21的数目为19根。
对比例1~2：一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，所述通信用阻燃耐火电力电缆的复合绝缘护套5由以下重量份组分组成，见表2所示：
表2
组分 对比例1 对比例2
甲基乙烯基硅橡胶70~90份 80份 86份
乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份 13份 15份
乙烯基三甲氧基硅烷4~8份 7份 5份
玻璃粉12~15份 14份 13份
氮化硼5~10份 7份 6份
氧化镁5~15份 11份 10份
气相法二氧化硅8~15份 11份 14份
钛酸异丙酯1~5份 3份
过氧化二异丙苯0.5~2份 1.1份 1.2份
甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份 3份
1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.4~0.8份 0.5份
二氧化锰0.5~1份 0.5份
1,6-二（二苯基膦基）己烷3~15份 4份
抗氧剂1~2份 1.3份 1.6份
本实施例和对比例检测指标，见表3所示：
表3
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
拉伸强度（MPa） 5.6 6 5.8 5.9 5.1 5.8
阻燃性氧指数（%） 40 39 41 38 38 32
邵尔硬度（A） 61 63 58 63 62 59
扯断伸长率（%） 340 325 320 325 310 320
永久变形率（%） 2.7 2.8 3.0 2.8 2.7 2.7
阻燃性能FV FV-0 FV-0 FV-0 FV-0 FV-0 FV-0
绝缘电阻（ohm·m） 4*10<sup>13</sup> 5*10<sup>13</sup> 5.2*10<sup>13</sup> 5*10<sup>13</sup> 5.1*10<sup>13</sup> 3.4*10<sup>13</sup>
从表3可知，本发明通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法获得的电缆抗拉伸，永久变形率低，阻燃性能好。
其复合绝缘护套体系中加入钛酸异丙酯、甲基苯基二乙氧基硅烷和1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶，改善了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉和氧化镁的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料的力学性能和结构稳定性，提高了复合绝缘护套的抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了电缆在实际应用中的可靠性和使用寿命；
其次，其复合绝缘护套体系中进一步添加1,6-二（二苯基膦基）己烷3~15份和二氧化锰，使得玻璃粉在低温下更易熔融，促进了氧化镁、气相法二氧化硅和氮化硼等颗粒间的共晶反应，增强了粘结作用，从而形成更为均匀致密的陶瓷外壳，能够阻隔氧气渗透到内部，进一步提高了复合绝缘护套的绝缘性和阻燃性。
再次，其抗拉强度大、载流量高、柔韧性高、易弯曲，而且其结构紧密，最小弯曲半径下降至为4倍电缆直径，减小了安装布局的空间，减小了安装成本，更易于敷设；再次，采用2层导电层，大大减少了涡流，减少线路的损耗，提高了电缆的导电性能、弯曲性能和耐腐蚀性能，减少了线缆发热量，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续电气性能稳定。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述通信用阻燃耐火电力电缆包括圆形芳纶纤维芯（1），此圆形芳纶纤维芯（1）外表面绞合有若干根“Z”字形导体（21），且若干根所述“Z”字形导体（21）形成内导电层（2），此内导电层（2）外表面绞合有若干根梯形导体（31），且若干根所述梯形导体（31）形成外导电层（3），一聚乙烯绝缘带（4）绕包于所述外导电层（3）外表面，所述聚乙烯绝缘带（4）外表面包覆有复合绝缘护套（5）；
所述复合绝缘护套（5）通过以下步骤获得：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶70~90份、乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过步骤二表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼5~10份、氧化镁5~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份、乙烯基三甲氧基硅烷4~8份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰0.5~1份和1,6-二（二苯基膦基）己烷3~15份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.4~0.8份、抗氧剂1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.5~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料；
步骤九、将步骤八得到的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料通过挤塑获得所述复合绝缘护套（5）。
2.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：在所述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5:1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大。
3.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述“Z”字形导体（21）绞合方向为右向绞合，所述梯形导体（31）绞合方向为左向绞合。
4.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述圆形芳纶纤维芯（1）截面积为0.15~16mm2。
5.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述梯形导体（31）的数目为11~13根，所述“Z”字形导体（21）的数目为16~20根。
6.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60-80万。
7.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g。
8.根据权利要求1所述的通信用阻燃耐火电力电缆的制造方法，其特征在于：所述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目。
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