CN110066515A - 一种护套料、耐火阻燃电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种护套料、耐火阻燃电缆及其制备方法。与现有技术相比，根据本发明实施例的制备方法采用硅橡胶、云母、偏硅酸钙、石英、高岭土、粘土、氧化钒、硼酸锌、2.4‑二氯过氧化苯甲酰、硅生胶、硅油制备护套料或者耐火阻燃护套层。根据本发明实施例的耐火阻燃电缆的制备方法，可以实现具有耐高低温、耐冲击、绝缘性能优异的耐火阻燃电缆。

Description

一种护套料、耐火阻燃电缆及其制备方法
技术领域
本发明属于输配电线路器材领域，涉及一种电缆及其制备方法，尤其涉及一种护套料、耐火阻燃电缆及其制备方法。
背景技术
电线电缆作为传输能源与信号的重要元件，是实现各工业领域正常运转及科学技术得以实现作用的必要配套条件，被喻为现代社会的血管与神经。随着科技的进步和社会发展需要，石油化工、电力通讯、轨道交通、能源、建筑电气等领域不断发展，电线电缆的敷设服役环境也越来越复杂，为确保能源与信号的可靠传输，对电线电缆的安全性能要求也越来越高，特别是耐高温、耐低温、耐火、耐冲击等性能是影响电线电缆安全性的重要因素。
现有具有耐温性能的电线电缆按主要功能材料通常分为有机类与无机类两种。有机类耐温电线电缆采用阻燃聚氯乙烯、低烟无卤阻燃聚乙烯等材料作为绝缘或护层材料，这类电缆的耐温性能有限，聚氯乙烯最高耐温90℃，聚烯烃材料短时最高耐温150℃(约5分钟)，电缆载流量有限。且耐低温性能差，低温时易脆裂老化，存在安全隐患。为增加抗冲击性能，外层增加金属铠装层。电缆结构复杂，综合性能低，制造工艺繁琐。无机类耐温电线电缆通常以无机矿物绝缘材料如云母、氧化镁等作为绝缘耐温材料，以铜、不锈钢等作为外护层，该类电线电缆的材料成本高昂，且电缆的生产效率低、安装敷设性能极差，不适用于狭小的复杂空间敷设。
为解决现有产品及工艺的不足，本申请应用新材料和新工艺制造能够在高温等特殊环境中使用的耐火阻燃电缆。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种护套料、耐火阻燃电缆及其制备方法。
根据本发明的一方面，一种耐火阻燃护套料，按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份。
根据本发明的另一方面，一种耐火阻燃护套料的制备方法，包括以下步骤：
按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份，进行配料；
将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度25℃-40℃，开炼时间15min-25min，得到均匀混合护套料。
根据本发明的又一方面，一种耐火阻燃电缆，由单根或多根绞合线芯及包覆在线芯外侧的耐火阻燃护套组成；所述线芯包括铜导体及依次包覆在铜导体外侧的合成云母带及耐热交联聚乙烯绝缘层；所述耐火阻燃护套按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份。
根据本发明的示例性实施例，所述耐火阻燃护套的长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥9.5MPa，断裂延伸率≥185％，介电强度≥28kV/mm，体积电阻率≥1.8×1015Ω·cm。。
根据本发明的其他方面，一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括以下步骤：
采用退火铜材料，制得绞合导体；
采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份，进行配料；
将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度25℃-40℃，开炼时间15min-25min，得到均匀混合护套料；
采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，得到耐火阻燃电缆。
根据本发明的示例性实施例，所述云母带的绕包角度为28°-35°，重叠率为
15％-30％。
根据本发明的示例性实施例，所述护套料的挤包温度为175℃-190℃，挤包压力为3.5MPa-5.5MPa。
与现有技术相比，本发明基于材料和工艺，实现具有耐高低温、耐冲击、绝缘性能优异的耐火阻燃电缆。本发明的耐火阻燃电缆，长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥9.5MPa，断裂延伸率≥185％，介电强度≥28kV/mm，体积电阻率≥1.8×1015Ω·cm，可以实现电力传输的安全输送。
具体实施方式
为使本发明技术方案和优点更加清楚，通过以下几个具体实施例对本发明作进一步详细描述。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做出创造性劳动的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：
1、采用退火铜材料，制得绞合导体；
2、采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，云母带的绕包角度为28°，重叠率为25％，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
3、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)2重量份、偏硅酸钙2重量份、石英0.8重量份、高岭土3重量份、粘土0.02重量份、氧化钒0.05重量份、硼酸锌0.01重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1重量份、硅生胶1重量份、硅油5重量份，进行配料；
4、将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度25℃，开炼时间25min，得到均匀混合护套料；
5、采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，护套料的挤包温度为190℃，挤包压力为3.5MPa，得到耐火阻燃电缆。
实施例2：
1、采用退火铜材料，制得绞合导体；
2、采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，云母带的绕包角度为30°，重叠率为15％，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
3、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)3重量份、偏硅酸钙5重量份、石英0.3重量份、高岭土0.5重量份、粘土0.58重量份、氧化钒0.07重量份、硼酸锌0.05重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.2重量份、硅生胶1重量份、硅油6重量份，进行配料；
4、将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度40℃，开炼时间25min，得到均匀混合护套料；
5、采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，护套料的挤包温度为175℃，挤包压力为5.5MPa，得到耐火阻燃电缆。
实施例3：
1、采用退火铜材料，制得绞合导体；
2、采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，云母带的绕包角度为35°，重叠率为30％，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
3、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)3重量份、偏硅酸钙0.5重量份、石英1.2重量份、高岭土1.6重量份、粘土1.21重量份、氧化钒0.02重量份、硼酸锌0.09重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.2重量份、硅生胶2重量份、硅油6重量份，进行配料；
4、将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度30℃，开炼时间25min，得到均匀混合护套料；
5、采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，护套料的挤包温度为180℃，挤包压力为3.5MPa，得到耐火阻燃电缆。
实施例4：
1、采用退火铜材料，制得绞合导体；
2、采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，云母带的绕包角度为35°，重叠率为30％，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
3、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)4重量份、偏硅酸钙3.5重量份、石英1.5重量份、高岭土2.3重量份、粘土1.51重量份、氧化钒0.03重量份、硼酸锌0.16重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.4重量份、硅生胶2重量份、硅油8重量份，进行配料；
4、将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度30℃，开炼时间35min，得到均匀混合护套料；
5、采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，护套料的挤包温度为190℃，挤包压力为4.5MPa，得到耐火阻燃电缆。
实施例5：
1、采用退火铜材料，制得绞合导体；
2、采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，云母带的绕包角度为35°，重叠率为30％，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
3、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(平均粒径为15-25μm)5重量份、偏硅酸钙1重量份、石英1.8重量份、高岭土0.2重量份、粘土0.09重量份、氧化钒0.08重量份、硼酸锌0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.5重量份、硅生胶3重量份、硅油12重量份，进行配料；
4、将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度35℃，开炼时间20min，得到均匀混合护套料；
5、采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，护套料的挤包温度为185℃，挤包压力为5.5MPa，得到耐火阻燃电缆。
实施例6：
根据实施例1-实施例5制备的护套层，试样编号分别为S1、S2、S3、S4和S5。其成分组成见表1，厚度见表2。
表1按实施例1-5制备试样的组分配比
表2按实施例1-5制备试样的厚度
试样编号 厚度/mm
S1 2.2
S2 2.4
S3 2.5
S4 2.5
S5 2.8
实施例7：
采用表3的试验手段对试样S1、S2、S3、S4和S5进行性能检测，其性能参数件表4。
表3护套层性能参数的检测手段
表4实施例1至实施例5制备试样的性能参数
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐火阻燃护套料，其特征在于，所述耐火阻燃护套料按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份。
2.根据权利要求1所述的耐火阻燃护套料，其特征在于，所述云母的平均粒径为15-25μm。
3.一种耐火阻燃护套料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份，进行配料；
将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度25℃-40℃，开炼时间15min-25min，得到均匀混合护套料。
4.根据权利要求3所述的耐火阻燃护套料的制备方法，其特征在于，所述云母的平均粒径为15-25μm。
5.一种耐火阻燃电缆，其特征在于，所述耐火阻燃电缆由单根或多根绞合线芯及包覆在线芯外侧的耐火阻燃护套组成；所述线芯包括铜导体及依次包覆在铜导体外侧的合成云母带及耐热交联聚乙烯绝缘层；所述耐火阻燃护套按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份。
6.根据权利要求5所述的耐火阻燃电缆，其特征在于，所述云母的平均粒径为15-25μm。
7.根据权利要求5所述的耐火阻燃电缆，其特征在于，所述耐火阻燃护套的长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥9.5MPa，断裂延伸率≥185％，介电强度≥28kV/mm，体积电阻率≥1.8×1015Ω·cm。
8.一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用退火铜材料，制得绞合导体；
采用合成云母带在绞合导体外侧进行多层重叠绕包包覆，并在云母外侧挤包耐热交联聚乙烯绝缘层，制得线芯；
按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母2-5重量份、偏硅酸钙0.5-5重量份、石英0.3-2重量份、高岭土0.2-3重量份、粘土0.02-2重量份、氧化钒0.02-0.08重量份、硼酸锌0.01-0.25重量份、2.4-二氯过氧化苯甲酰0.1-0.5重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份，进行配料，所述云母的平均粒径为15-25μm；
将硅橡胶开炼处理，并与其他各组分充分混合均匀，开炼温度25℃-40℃，开炼时间15min-25min，得到均匀混合护套料；
采用押出机将混合护套料押出成型，挤包在线芯外侧，得到耐火阻燃电缆。
9.根据权利要求8所述耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于，所述云母带的绕包角度为28°-35°，重叠率为15％-30％。
10.根据权利要求8所述的耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于，所述护套料的挤包温度为175℃-190℃，挤包压力为3.5MPa-5.5MPa。
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