CN109627528B - 一种电缆防火层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种电缆防火层，所述的电缆防火层包含如下重量份原料：碳酸钙35~40份、氯化镁8~12份、改性氢氧化镁15~25份、人造云母15~20份、陶土12~16份、硅酸铝10~14份、氧化锑8~14份、氯化石蜡6~10份、硅酸钠8~13份、胶合剂7~11份；所制得的电缆防火层具有很好的防火性能，可有效延长耐火时间，保护电缆内部的导电单元，具有优异的隔热、防火效果；还具有寿命长、防腐、防潮、机械强度高等优点。

Description

一种电缆防火层

技术领域

本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种电缆防火层及其制备方法。

背景技术

电能的不断发展与应用是把双刃剑，一方面给人们带来不可替代的优越性，另一方面人们也必须时刻警惕火灾的发生。安全用电已经成为时代的共同话题，虽然技术与日俱新，但现有的电缆防火层层防火电缆在时间、温度以及效果方面仍存在一定局限性，同时还存在防火层吸潮、电缆柔软程度差等问题，不仅影响用电安全，也加大安装敷设难度。

中国社会经济已进入转型期，社会用电量大，传输功率大，尤其需要大容量中压电缆，而高层建筑容积率高，人口密度大，高层建筑电力电缆因受到复杂自然原因和人为因素的影响易发生电力事故。现有技术的耐火电缆大多采用的是氧化镁矿物绝缘耐火电缆和用云母带绕包无机绝缘的耐火电缆。氧化镁矿物绝缘耐火电缆优点是绝缘物氧化镁的熔点为2800℃，在750℃的火焰燃烧时，其电缆结构不会出现问题，具有优异的耐火性能，但是该电缆额定电压只达到750V，其制造生产工艺繁杂，制造过程的能耗大，设备投资昂贵。由于该电缆是非连续式生产，产量低，制造成本高，与日益增长的市场需求不相适应，且电缆的制造长度有限，如长距离敷设，需要多次接头，而氧化镁又容易吸潮，导致电缆在接头处的绝缘电阻下降，影响电气性能。

此外，各类型电缆的绝缘材料和保护层如可燃的有机物，油、纸、沥青等虽已被淘汰，但许多老厂等还在继续使用。而聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡胶等材料的电缆在大量使用，这些材料的氧指数都在19或以下，一般在300℃～400℃即能引燃。并且燃烧时发热量比同等重量的煤炭还要大，所以，采用这些材料制作的电缆一旦着火就将不能自熄而延燃，这是导致电缆火灾的蔓延扩大的主要原因。

因此，为提高输电效率的同时防止火灾发生，保护人民的生命财产安全，需要研发一种能够防火效果性能优越的电缆防火层。

发明内容

为了克服现有电缆在防火性能方面的缺点好不足，本发明提供一种电缆防火层，使用本发明所述的电缆防火层制得的电缆具有很好的防火性能，能够有效保护电缆内部的导电单元，具有优异的隔热、防火效果。

本发明所要解决的上述技术问题，通过如下技术方案予以实现：

一种电缆防火层，包含如下重量份原料：碳酸钙35~40份、氯化镁8~12份、改性氢氧化镁15~25份、人造云母15~20份、陶土12~16份、硅酸铝10~14份、氧化锑8~14份、氯化石蜡6~10份、硅酸钠8~13份、胶合剂7~11份。

作为一种优选方案，所述的电缆防火层，包含如下重量份原料：碳酸钙37~38份、氯化镁9~11份、改性氢氧化镁17~22份、人造云母17~19份、陶土13~15份、硅酸铝11~13份、氧化锑10~13份、氯化石蜡7~9份、硅酸钠9~12份、胶合剂8~10份。

作为一种最优方案，所述的电缆防火层，包含如下重量份原料：碳酸钙37.5份、氯化镁10份、改性氢氧化镁19份、人造云母18份、陶土14份、硅酸铝12份、氧化锑12份、氯化石蜡8份、硅酸钠11.5份、胶合剂9份。

作为一种优选方案，所述的改性改性氢氧化镁通过包含如下步骤的方法制备得到：

将氯化镁与氨水按质量比为1∶35~50加入反应容器中，温度控制为95℃~115℃，反应6小时~8小时，再加入氯化镁与氨水总质量5~8%的硅烷偶联剂，继续保温50~80分钟，经洗涤、过滤、干燥、粉碎，得到所述的改性氢氧化镁。

作为一种优选方案，所述的硅烷偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1：1.5~1.8组成。

作为一种优选方案，所述的胶合剂为丁苯橡胶。

作为一种优选方案，所述电缆防火层通过包含如下步骤的方法制备得到：

将碳酸钙、氯化镁、改性氢氧化镁、人造云母、陶土、硅酸铝、氧化锑、氯化石蜡、硅酸钠和胶合剂加入到真空捏合机捏合10~20分钟、然后通过密炼机混炼20~30分钟，制得母料，接着将母料通过电缆专用挤出机，在80~90℃下挤出包覆在电缆导电线芯上，构成电缆防火层。

作为一种优选方案，所述捏合的时间为10~20分钟。

作为一种优选方案，所述混炼的时间为20~30分钟。

作为一种优选方案，所述挤出的温度为80~90℃。

有益效果：本发明所述的电缆防火层，采用了按本发明所述方法制备得到的改性氢氧化镁，再通过其他组分的科学配比而得到，所制得的电缆防火层具有很好的防火性能，可有效延长耐火时间，保护电缆内部的导电单元，具有优异的隔热、防火效果；本发明所用的电缆防火层的原料复配对所制得的电缆的性能产生协同效应，具有协同增效作用，防火性能优异，还具有寿命长、防腐、防潮、机械强度高等优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1 一种电缆防火层

所述电缆防火层包含如下重量份原料：碳酸钙37.5份、氯化镁10份、改性氢氧化镁19份、人造云母18份、陶土14份、硅酸铝12份、氧化锑12份、氯化石蜡8份、硅酸钠11.5份、丁苯橡胶9份。

所述改性氢氧化镁通过如下步骤的方法制备得到：

将氯化镁与氨水按质量比为1∶47加入反应容器中，温度控制为110℃，反应7小时，再加入氯化镁与氨水总质量6.5%的硅烷偶联剂，继续保温50~80分钟，经洗涤、过滤、干燥、粉碎，得到所述的改性氢氧化镁，其中所述的硅烷偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1：1.65组成。

所述电缆防火层通过如下步骤制备得到：

将碳酸钙、氯化镁、改性氢氧化镁、人造云母、陶土、硅酸铝、氧化锑、氯化石蜡、硅酸钠和丁苯橡胶加入到真空捏合机捏合16分钟、然后通过密炼机混炼27分钟，制得母料，接着将母料通过电缆专用挤出机，在88℃下挤出包覆在电缆导电线芯上，构成电缆防火层。

实施例2 一种电缆防火层

实施例2与实施例1的不同之处，所述电缆防火层包含如下重量份原料：碳酸钙35份、氯化镁8份、改性氢氧化镁15份、人造云母15份、陶土12份、硅酸铝10份、氧化锑8份、氯化石蜡6份、硅酸钠8份、丁苯橡胶7份；其余方法及步骤与实施例1相同。

实施例3 一种电缆防火层

实施例3与实施例1的不同之处在于，所述电缆防火层包含如下重量份原料：碳酸钙40份、氯化镁12份、改性氢氧化镁25份、人造云母20份、陶土16份、硅酸铝14份、氧化锑14份、氯化石蜡10份、硅酸钠13份、丁苯橡胶11份；其余方法及步骤与实施例1相同。

对比例1

对比例1与实施例1的不同之处在于，在原料配方中以氢氧化镁来替代按本发明所述的改性氢氧化镁，其余组分及含量与实施例1相同；其余方法及步骤与实施例1相同。

对比例2

对比例2与实施例1的不同之处在于，在改性氢氧化镁的制备过程中，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，其余方法及步骤与实施例1相同。

对比例3

对比例3与实施例1的不同之处在于，在改性氢氧化镁的制备过程中，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，其余方法及步骤与实施例1相同。

对比例4

对比例4与实施例1的不同之处在于，原料配方中多添加14重量份的硅酸铝，不添加陶土，其余组分及含量与实施例1相同。

对比例5

对比例5与实施例1的不同之处在于，原料配方中多添加14重量份的陶土，不添加硅酸铝，其余组分及含量与实施例1相同。

对比例6

对比例6与实施例1的不同之处在于，原料配方中多添加12重量份的氯化石蜡，不添加氧化锑，其余组分及含量与实施例1相同。

对比例7

对比例7与实施例1的不同之处在于，原料配方中多添加8重量份的氧化锑，不添加氯化石蜡，其余组分及含量与实施例1相同。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

防火效果的测试：

使用实施例1~3和对比例1~7所得的电缆防火层，再采用常规方法制成分别包含有实施例1~3和对比例1~7所得的电缆防火层的1000V的电缆，分为10组，每组电缆制备100条，参考标准BS6387：2013规定的C协议进行试验，供火时间为180分钟，测试所得电缆的防火效果，其中达标的指标为：（1）2A熔断器不断；（2）指示灯不息。计算每组电缆的达标率，详细结果见表1所示。

表1 各组别电缆的防火性能达标率（%）

从表1数据可看出，实施例1为最佳技术方案，含有实施例1所述电缆防火层所制得的电缆在不同供火温度下的防火效果最好；由实施例1与实施例2~3可见，若电缆防火层中的原料配比与实施例1不同，所得电缆在950℃、990℃的供火温度下的防火效果比实施例1稍差；由实施例1与对比例1可得，若电缆防火层的原料配方中以氢氧化镁来替代按本发明所述的改性氢氧化镁，所得电缆在不同供火温度下的防火效果均与实施例1有较大的差距；从实施例1与对比例2~3可见，若在改性氢氧化镁的制备过程中，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的任意一种，所得电缆在不同供火温度下的防火效果均差于实施例1；由实施例1与对比例4~5可得，若电缆防火层的原料配方中仅添加硅酸铝或陶土中的任意一种，所得电缆在不同供火温度下的防火效果也较实施例1有所下降；由实施例1与对比例6~7可得，若电缆防火层的原料配方中仅添加氯化石蜡或氧化锑中的任意一种，所得电缆在不同供火温度下的防火效果均没有实施例1的效果好。

Claims (6)

1.一种电缆防火层，其特征在于，由如下重量份原料制成：碳酸钙37.5份、氯化镁10份、改性氢氧化镁19份、人造云母18份、陶土14份、硅酸铝12份、氧化锑12份、氯化石蜡8份、硅酸钠11.5份、胶合剂9份；

所述的改性氢氧化镁通过包含如下步骤的方法制备得到：将氯化镁与氨水按质量比为1∶35～50加入反应容器中，温度控制为95℃～115℃，反应6小时～8小时，再加入氯化镁与氨水总质量5～8%的硅烷偶联剂，继续保温50～80分钟，经洗涤、过滤、干燥、粉碎，得到所述的改性氢氧化镁；

所述的硅烷偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷与乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷按质量比1：1 .5～1 .8组成。

2.根据权利要求1所述的电缆防火层，其特征在于，所述的胶合剂为丁苯橡胶。

3.根据权利要求1所述的电缆防火层的制备方法，其特征在于，所述电缆防火层通过包含如下步骤的方法制备得到：

将碳酸钙、氯化镁、改性氢氧化镁、人造云母、陶土、硅酸铝、氧化锑、氯化石蜡、硅酸钠和胶合剂加入到真空捏合机捏合10～20分钟、然后通过密炼机混炼20～30分钟，制得母料，接着将母料通过电缆专用挤出机，在80～90℃下挤出包覆在电缆导电线芯上，构成电缆防火层。

4.根据权利要求3所述的电缆防火层的制备方法，其特征在于，所述捏合的时间为10～20分钟。

5.根据权利要求3所述的电缆防火层的制备方法，其特征在于，所述混炼的时间为20～30分钟。

6.根据权利要求3所述的电缆防火层的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为80～90℃。