CN110157191A - 用于电线电缆的耐火保护组件及其制备方法 - Google Patents

用于电线电缆的耐火保护组件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电线电缆的耐火保护组件及电线电缆的耐火保护组件的制造方法，耐火保护组件包括耐火保护包覆本体及连接密封元件；耐火保护包覆本体按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母(粒径为15‑25μm)0.02‑0.15重量份、偏硅酸钙0.05‑0.19重量份、石英0.03‑0.09重量份、高岭土0.02‑0.08重量份、粘土0.02‑0.09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0.01‑0.05重量份、硅生胶1‑8重量份、硅油3‑12重量份；根据本发明的耐火保护组件，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，可以保护内部常规的电线电缆不受损坏，实现能源及信号的安全可靠传输。

Description

用于电线电缆的耐火保护组件及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，涉及耐火保护材料及耐火保护组件的制造方法，尤其涉及用于电线电缆的耐火保护组件。
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保护内部电线电缆的保护组件。
发明内容
本发明旨在提供耐火保护组件及其制造方法，该保护组件具有耐高低温、耐冲击、绝缘和耐腐蚀的作用。
根据本发明的一方面，用于电线电缆的耐火保护组件，包括耐火保护包覆本体及密封固定元件；所述耐火保护包覆本体按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母(粒径为15-25μm)0.02-0.15重量份、偏硅酸钙0.05-0.19重量份、石英0.03-0.09重量份、高岭土0.02-0.08重量份、粘土0.02-0.09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0.01-0.05重量份、硅生胶1-8重量份、硅油3-12重量份；所述耐火保护包覆本体的长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥11.2MPa，断裂延伸率≥228％，介电强度≥31kV/mm，体积电阻率≥2.2×1015Ω·cm。
根据本发明的示例性实施例，所述耐火保护包覆本体为管状结构，管状结构侧壁上设有狭长缝隙，缝隙两侧的管状结构外壁上设有多个向外倾斜的凹槽。
根据本发明的示例性实施例，所述密封固定元件采用工字形结构，所述工字形结构内侧设有多个与所述凹槽形状相匹配的肋条。
根据本发明的示例性实施例，密封固定元件的材质与耐火保护包覆本体的材质相同。
根据本发明的另一方面，一种耐火保护组件的的制造方法，所述方法包括：
(1)按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(粒径为15-25μm)0.02-0.15重量份、偏硅酸钙0.05-0.19重量份、石英0.03-0.09重量份、高岭土0.02-0.08重量份、粘土0.02-0.09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0.01-0.05重量份、硅生胶1-8重量份、硅油3-12重量份，进行配料；
(2)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，得到均匀混合料；
(3)采用押出机将混合料押出成型，得到复合材料管；
(4)通过切口模具对成型后的复合材料管进行在线预切割，获得具有特定结构的复合管；
(5)对预切割后的复合管进行在线热处理，热处理温度为120℃-270℃，热处理速率为0.2m/s-2m/s；
(6)对热处理后的复合管进行冷却定型处理，冷却温度为20℃，得到连续长度的耐火保护包覆本体；
(7)将连续长度的耐火保护包覆本体进行规格化分段、并根据相应的结构配备密封固定元件、包装。
与现有技术相比，本发明基于材料、工艺及结构设计，实现具有耐高低温、耐冲击、绝缘性能优异、安装方便的耐火保护组件。本发明的耐火保护组件，长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥9.5MPa，断裂延伸率≥228％，介电强度≥31kV/mm，体积电阻率≥2.2×1015Ω·cm。可以保护内部常规的电线电缆不受损坏，实现能源及信号的安全可靠传输。本申请的耐火保护组件可根据实际敷设线路进行定制化匹配生产，并进行现场安装。
附图说明
图1为根据本发明实施例的耐火保护包覆本体的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的密封固定元件的结构示意图；
图3为根据本发明实施例的电线电缆的耐火保护组件的结构示意图；以及
图4为根据本发明实施例的电线电缆的耐火保护组件连接部位放大图。
具体实施方式
本发明实施方旨在实现具有耐高低温、耐冲击、绝缘性能优异、安装方便的耐火保护组件。
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
耐火保护组件的的制造方法：
1、按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母(粒径为15-25μm)0.02-0.15重量份、偏硅酸钙0.05-0.19重量份、石英0.03-0.09重量份、高岭土0.02-0.08重量份、粘土0.02-0.09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0.01-0.05重量份、硅生胶1-3重量份、硅油5-12重量份，进行配料；
2、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，得到均匀混合料；
3、采用押出机将混合料押出成型，得到复合材料管；
4、通过切口模具对成型后的复合材料管进行在线预切割，获得具有特定结构的复合管(如图1所示)；
5、对预切割后的复合管进行在线热处理，热处理温度为120℃-270℃，热处理速率为0.2m/s-2m/s；
6、对热处理后的复合管进行冷却定型处理，冷却温度为20℃，得到连续长度的耐火保护包覆本体；
7、将连续长度的耐火保护包覆本体进行规格化分段、并根据相应的结构配备密封固定元件(如图3所示)、包装。
耐火保护组件中耐火保护包覆本体以及密封固定元件的结构将在实施例3中描述，此处不再赘述。
需要说明的，密封固定元件的材质可以与耐火保护包覆本体材质相同。
实施例2
根据实施例1的制备方法，制备8组试样制备，试样编号分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7和T8。其组分配比件表1，其规格见表2，其性能参数见表3。
表1各试样的组分配比
表2各试样的规格
表3各试样的性能参数
实施例3
图1-图4示出一种根据本发明实施例耐火保护包覆本体、密封固定元件、以及二者连接形成的电线电缆的耐火保护组件。
如图1所示，耐火保护包覆本体1为管状结构，管状结构侧壁上设有狭长缝隙，缝隙两侧的管状结构外壁上设有多个向外倾斜的凹槽。
如图2所示，密封固定元件2采用工字形结构，所述工字形结构内侧设有多个与所述凹槽形状相匹配的肋条。
如图3和图4所示，将耐火保护包覆本体以及密封固定元件装配时，可将密封固定元件从耐火保护包覆本体的一端插入，使得二者密闭连接，从而形成本发明的实施例的电线电缆的耐火保护组件。
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 (9)

1.一种用于电线电缆的耐火保护组件，其特征在于，所述耐火保护组件包括耐火保护包覆本体及密封固定元件；所述耐火保护包覆本体按重量份由以下组分组成：硅橡胶100重量份、云母0.02-0.15重量份、偏硅酸钙0.05-0.19重量份、石英0.03-0.09重量份、高岭土0.02-0.08重量份、粘土0.02-0.09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0.01-0.05重量份、硅生胶1-8重量份、硅油3-12重量份；所述耐火保护包覆本体的长期使用温度为﹣80℃-+300℃，其抗拉强度≥11.2MPa，断裂延伸率≥228％，介电强度≥31kV/mm，体积电阻率≥2.2×1015Ω·cm。
2.根据权利要求1所述的耐火保护组件，其特征在于，所述耐火保护包覆本体为管状结构，管状结构侧壁上设有狭长缝隙，缝隙两侧的管状结构外壁上设有多个向外倾斜的凹槽。
3.根据权利要求2所述的耐火保护组件，其特征在于，所述密封固定元件采用工字形结构，所述工字形结构内侧设有多个与所述凹槽形状相匹配的肋条。
4.根据权利要求1-3任一所述的耐火保护组件，其特征在于，所述云母的粒径为15-25μm。
5.根据权利要求1-3任一所述的耐火保护组件，其特征在于，密封固定元件的材质与耐火保护包覆本体的材质相同。
6.一种如权利要求1-5任一所述的耐火保护组件的的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)按重量份将以下组分：硅橡胶100重量份、云母0.02-0.15重量份、偏硅酸钙0.05-0.19重量份、石英0.03-0.09重量份、高岭土0.02-0.08重量份、粘土0.02-0.09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0.01-0.05重量份、硅生胶1-8重量份、硅油3-12重量份，进行配料；
(2)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，得到均匀混合料；
(3)采用押出机将混合料押出成型，得到复合材料管；
(4)通过切口模具对成型后的复合材料管进行在线预切割，获得具有特定结构的复合管；
(5)对预切割后的复合管进行在线热处理，热处理温度为120℃-270℃，热处理速率为0.2m/s-2m/s；
(6)对热处理后的复合管进行冷却定型处理，冷却温度为20℃，得到连续长度的耐火保护包覆本体；
(7)将连续长度的耐火保护包覆本体进行规格化分段、并配备与耐火保护包覆本体形状相匹配的密封固定元件、包装。
7.根据权利要求6所述的耐火保护组件的的制造方法，其特征在于，所述云母的粒径为15-25μm。
8.根据权利要求6所述的耐火保护组件的的制造方法，其特征在于，所述耐火保护包覆本体为管状结构，管状结构侧壁上设有狭长缝隙，缝隙两侧的管状结构外壁上设有多个向外倾斜的凹槽。
9.根据权利要求6所述的耐火保护组件的的制造方法，其特征在于，所述密封固定元件采用工字形结构，所述工字形结构内侧设有多个与所述凹槽形状相匹配的肋条。
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