CN109796688A

CN109796688A - 一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆

Info

Publication number: CN109796688A
Application number: CN201811650637.XA
Authority: CN
Inventors: 华启国; 唐传文; 计燕萍
Original assignee: Anhui Tiankang Group Co Ltd
Current assignee: Anhui Tiankang Group Co Ltd
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2019-05-24

Abstract

本发明公开了一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料包括：三元乙丙橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、硼酚醛树脂、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸锌、氧化锌、氧化镁、羟基硅油、阻燃剂。本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其具有优异的阻燃防火性能。

Description

一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆。

背景技术

电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆多架设在空中或装在地下、水底，用于电讯或电力输送。电缆如应用不当，发生燃烧时，会产生大量的烟雾和毒气，会给周边环境带来很大影响，同时会给现场人员带来严重的安全威胁，因而需要采用低烟无卤阻燃电缆护套，以保证设施的安全性和可靠性。目前市场上的三元乙丙橡胶电缆护套的阻燃性无法满足电力电缆实际使用时的需求，因此亟需开发一种具有优异高阻燃的电力电缆。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其具有优异的阻燃防火性能。

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶80-100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶40-50份、硼酚醛树脂10-15份、过氧化二异丙苯1.6-2.2份、甲基丙烯酸锌1.8-2.6份、氧化锌4-6份、氧化镁3-5份、羟基硅油8-12份、阻燃剂45-55份。

具体实施方式中，三元乙丙橡胶的重量份还可以为82、85、88、90、92、95、98份，甲基乙烯基苯基硅橡胶的重量份还可以为41.5、43、45、46.5、48份，硼酚醛树脂的重量份还可以为11、12、12.5、13、14份，过氧化二异丙苯的重量份还可以为1.7、1.8、1.9、2、2.1份，甲基丙烯酸锌的重量份还可以为2、2.1、2.2、2.3、2.5份，氧化锌的重量份还可以为4.4、4.8、5、5.2、5.4、5.8份，氧化镁的重量份还可以为3.4、3.8、4、4.2、4.5、4.8份，羟基硅油的重量份还可以为8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5份，阻燃剂的重量份还可以为47.5、49、50、51.5、52、54份。

优选地，氧化锌为纳米氧化锌。

优选地，氧化镁为纳米氧化镁。

优选地，阻燃剂按以下工艺进行制备：

S1、将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，搅拌反应，然后加入去离子水，搅拌，过滤，烘干，得到物料A；

S2、将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌，升温，然后加入三乙胺，再升温搅拌，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂。

优选地，S1中，将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在35-40℃搅拌反应5-6h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在80-85℃烘干，得到物料A。

优选地，S1中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为60-80:30-40:18-25。

优选地，S2中，将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌25-30min，升温至45-50℃，然后滴加三乙胺，再升温至75-80℃搅拌6.5-7.5h，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂。

优选地，S2中，物料A、2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈、三乙胺之间的重量比为60-80:100-120:800-1000:70-80。

优选地，S2中，采用丙酮进行重结晶。

本发明制品采用常规制备工艺制得。

本发明中通过将甲基乙烯基苯基硅橡胶与三元乙丙橡胶复合，两者在本发明体系中相容性好，有效改善三元乙丙橡胶的耐热性及耐候性，同时改善共混胶的硫化性能，整体提高本发明制品的耐热性、阻燃性及加工性能，然后配合添加硼酚醛树脂，其在体系中相容性好，有效提高本发明制品的耐烧蚀性，经过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸锌、氧化锌、氧化镁组成的硫化体系进行交联固化，大大加快硫化速度，提高交联度，在改善制品力学性能的条件下进一步提高其耐热性能；再通过合理添加阻燃剂，其中，通过优化阻燃剂的制备工艺，将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，搅拌反应，使DOPO中的P-H、对氨基苯酚中的-NH₂与3，4-二羟基苯甲醛中的-CHO反应，从而使三者接枝，其产物中的-OH再与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷中的P-Cl反应生成P-O使其进一步接枝，制得的阻燃剂具有良好的热稳定性、分散性及相容性，阻燃剂中含氮元素的同时富含磷元素，避免单一元素不能满足高效阻燃要求，起到优异的无卤协同阻燃效果，大量含磷基团在较低温度下可分解产生磷酸盐等有效促进炭层的形成，炭层内部具有大量褶皱，孔洞小且浅，而外表面致密、连续，这种炭层结构很好地阻止热量的传递从而延缓或终止燃烧的进行，起到优异的阻燃作用。本发明提出了一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，通过优化配方，使其具有优异的阻燃防火性能。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶40份、硼酚醛树脂15份、过氧化二异丙苯1.6份、甲基丙烯酸锌1.8份、氧化锌6份、氧化镁3份、羟基硅油8份、阻燃剂45份。

实施例2

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶50份、硼酚醛树脂10份、过氧化二异丙苯2.2份、甲基丙烯酸锌2.6份、氧化锌4份、氧化镁5份、羟基硅油12份、阻燃剂55份。

其中，阻燃剂按以下工艺进行制备：

实施例3

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶90份、甲基乙烯基苯基硅橡胶46份、硼酚醛树脂12.8份、过氧化二异丙苯1.85份、甲基丙烯酸锌2.25份、纳米氧化锌5.2份、纳米氧化镁4份、羟基硅油10.2份、阻燃剂50.5份。

其中，阻燃剂按以下工艺进行制备：

S1、将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在35℃搅拌反应6h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在80℃烘干，得到物料A；其中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为60:30:18；

S2、将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌25min，升温至45℃，然后滴加三乙胺，再升温至75℃搅拌7.5h，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，用丙酮重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂；其中，物料A、2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈、三乙胺之间的重量比为60:100:800:70。

实施例4

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶86.5份、甲基乙烯基苯基硅橡胶42.5份、硼酚醛树脂12份、过氧化二异丙苯1.75份、甲基丙烯酸锌2份、纳米氧化锌4.6份、纳米氧化镁3.4份、羟基硅油9.6份、阻燃剂46.8份。

其中，阻燃剂按以下工艺进行制备：

S1、将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在38℃搅拌反应5.6h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在82℃烘干，得到物料A；其中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为65.5:34.2:21.4；

S2、将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌28min，升温至48℃，然后滴加三乙胺，再升温至76℃搅拌7.2h，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，用丙酮重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂；其中，物料A、2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈、三乙胺之间的重量比为70:110:900:75。

实施例5

本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶96份、甲基乙烯基苯基硅橡胶47份、硼酚醛树脂13.6份、过氧化二异丙苯2.1份、甲基丙烯酸锌2.4份、纳米氧化锌5.5份、纳米氧化镁4.2份、羟基硅油11.2份、阻燃剂52.5份。

其中，阻燃剂按以下工艺进行制备：

S1、将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在40℃搅拌反应5h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在85℃烘干，得到物料A；其中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为80:40:25；

S2、将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌30min，升温至50℃，然后滴加三乙胺，再升温至80℃搅拌6.5h，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，用丙酮重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂；其中，物料A、2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈、三乙胺之间的重量比为80:120:1000:80。

对比例1

一种中高压电力电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶90份、甲基乙烯基苯基硅橡胶46份、硼酚醛树脂12.8份、过氧化二异丙苯1.85份、甲基丙烯酸锌2.25份、纳米氧化锌5.2份、纳米氧化镁4份、羟基硅油10.2份、阻燃剂50.5份。

其中，阻燃剂按以下工艺进行制备：将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在35℃搅拌反应6h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在80℃烘干，得到阻燃剂；其中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为60:30:18。

试验测试：

以本发明实施例3和4以及对比例1中的护套制品作为试样，进行阻燃性能测试，结果如表1所示：

其中，采用水平垂直燃烧测定仪按照GB/T 2408—2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》测定试样的水平和垂直燃烧性能，试样尺寸为：长度为125mm，宽度为13mm，厚度为3mm；

采用氧指数仪按照GB/T 2406.1-2008《塑料用氧指数法测定燃烧行为第1部分：导则》测定试样的极限氧指数，试样尺寸为：长度为125mm，宽度为6.5mm，厚度为3mm。

表1

由上表可知，本发明提出的一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，通过合理添加本发明中含氮富磷无卤的阻燃剂，制品的极限氧指数大幅度增加，使其具有优异的阻燃防火性能，从而使本发明制品适于推广使用。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套，护套原料按重量份包括：三元乙丙橡胶80-100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶40-50份、硼酚醛树脂10-15份、过氧化二异丙苯1.6-2.2份、甲基丙烯酸锌1.8-2.6份、氧化锌4-6份、氧化镁3-5份、羟基硅油8-12份、阻燃剂45-55份。

2.根据权利要求1所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，氧化锌为纳米氧化锌。

3.根据权利要求1所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，氧化镁为纳米氧化镁。

4.根据权利要求1所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，阻燃剂按以下工艺进行制备：

5.根据权利要求4所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，S1中，将DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛混合，在35-40℃搅拌反应5-6h，然后加入去离子水，搅拌，过滤，在80-85℃烘干，得到物料A。

6.根据权利要求4或5所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，S1中，DOPO、对氨基苯酚与3，4-二羟基苯甲醛之间的重量比为60-80:30-40:18-25。

7.根据权利要求4所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，S2中，将物料A与2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈混合，搅拌25-30min，升温至45-50℃，然后滴加三乙胺，再升温至75-80℃搅拌6.5-7.5h，抽滤后调节滤液pH至中性，经减压蒸馏，洗涤，重结晶，干燥，粉碎，得到阻燃剂。

8.根据权利要求4或7所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，S2中，物料A、2-氯-2-氧-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷、乙腈、三乙胺之间的重量比为60-80:100-120:800-1000:70-80。

9.根据权利要求4或7所述云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆，其特征在于，S2中，采用丙酮进行重结晶。