CN110804256A - 一种防火电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火电缆，涉及电力传输载体的技术领域，其包括导电线芯和外护套层，按重量份数计，所述外护套层的原料包括以下组分：氯磺化聚乙烯60‑70份；氯化聚乙烯20‑30份；EVA 10‑15份；加工助剂4‑6份；阻燃剂30‑45份；细粉20‑30份；外加剂10份。通过采用上述技术方案，氯磺化聚乙烯是由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得，具有优异的耐臭氧性、耐大气老化型、耐热耐低温性以及耐燃性等。氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧以及阻燃性，与其它高分子材料具有良好的相容性。EVA具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮以及抗化学腐蚀等优点。上述三种高分子材料在混合后，不仅具有良好的加工性能，还具有良好的耐高温以及防火阻燃性能。

Description

一种防火电缆
技术领域
本发明涉及电力传输载体的技术领域，更具体地说，它涉及一种防火电缆。
背景技术
电线电缆是用于传输电能、信息和实现电磁能转换的线材产品，包括导体和套设在导体上的绝缘的护套。护套对导体起到保护作用，这就要求护套具有优异的各种电绝缘性能，在遭遇火灾时，护套还需要具有良好的阻燃、耐老化以及耐高温性能。
授权公告号为CN205751670U的中国专利公开了一种耐候耐磨防老化改性丁腈橡胶电缆料，该电缆料由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶25-30，EVA 20-24，聚醋酸乙烯5-8，三元乙丙橡胶20-24，软木颗粒10-12，磷酸三甲苯酯4-5，抗氧剂1035 1-2，2，6-二叔丁基对甲酚1-2，氧化锌4-5，乙烯基三乙氧基硅烷1-2，硬脂酸铝2-3，菜籽油2-4，硅烷偶联剂KH550 1-2，促进剂DM 1-2，氧化锌3-4，N220炭黑30-34，N550炭黑23-25，硫磺1-2，助剂4-5；助剂包含以下重量份的原料：天青石20-25，交联剂TAC 3-4，双季戊四醇六丙烯酸酯2-3，二甲基硅油2-3，碳化硅1-2，乌洛托品1-2，氨丙基三乙氧基硅烷2-3，促进剂CZ 1-2，蛭石3-4，硼酸锌1-2，氧化锌2-3，花椒籽油1-2。
上述电缆具有良好的力学性能以及耐气候老化、耐磨和耐高温等特点，但是其在防火阻燃性能方面还具有不足，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防火电缆，具有良好的防火阻燃性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种防火电缆，包括导电线芯和外护套层，按重量份数计，所述外护套层的原料包括以下组分：氯磺化聚乙烯60-70份；氯化聚乙烯20-30份；EVA 10-15份；加工助剂4-6份；阻燃剂30-45份；细粉20-30份；外加剂10份。
通过采用上述技术方案，氯磺化聚乙烯是由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得，具有优异的耐臭氧性、耐大气老化型、耐热耐低温性以及耐燃性等。氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧以及阻燃性，与其它高分子材料具有良好的相容性。EVA具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮以及抗化学腐蚀等优点。上述三种高分子材料在混合后，不仅具有良好的加工性能，还具有良好的耐高温以及防火阻燃性能。
进一步地，所述加工助剂采用聚乙烯蜡。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。通过添加聚乙烯蜡能够提高体系的流动性以及脱模性，同时还能够在一定程度上进一步提高体系的防火阻燃性能。
进一步地，所述阻燃剂包括2：1的聚磷酸铵盐和硅油的混合物。
通过采用上述技术方案，聚磷酸铵盐具有强脱水性，在高温燃烧时生成磷酸或聚磷酸，容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层，使基质与热和氧隔绝开来。在燃烧过程中分解生成PO或者HPO等游离基，在气相状态下捕捉活性H游离基或OH游离基，并促进燃烧物表面形成多孔质的发泡炭化层，隔断热和氧。
在燃烧时，有机硅分子中的-Si-O键形成-Si-C键，生成的白色燃烧残渣与炭化物构成复合无机层，可以阻止燃烧生成的挥发物外逸，阻隔氧气与基质接触，防止熔体滴落，从而达到阻燃的目的。
当聚磷酸铵盐和硅油合用时，正在高温下，磷会催化促成炭的形成，而硅则增加这些炭层的热稳定性，从而发挥协同阻燃效果。
进一步地，所述细粉采用纳米氢氧化铝。
通过采用上述技术方案，纳米氢氧化铝作为填料的同时，在吸热的条件下能够分解生成氧化铝和气态的水相，气态的水相能够覆盖电缆的表面并将氧气排除在外，同时稀释可燃气体。与聚磷酸铵盐形成焦炭的功能相似，在接触火焰的电缆表面形成一种隔热的物质，减少了燃烧分解产物向燃烧的气相中流动的可能性。
进一步地，按重量份数计，所述外加剂包括9份四溴代邻苯二甲酸二己酯。
通过采用上述技术方案，四溴代邻苯二甲酸二己酯既具有优良的增塑性能，也具有良好的阻燃效果，且其阻燃效果能够与磷/硅阻燃体系的阻燃形成协同增效的作用，以进一步提高体系的阻燃性。
进一步地，按重量份数计，所述外加剂包括1份四溴代邻苯二甲酸二辛酯。
通过采用上述技术方案，四溴代邻苯二甲酸二辛酯和四溴代邻苯二甲酸二己酯在联用时，相较于等量的四溴代邻苯二甲酸二辛酯，能够使得体系获得更加良好的阻燃效果。
进一步地，所述外护套层的制备方法包括以下步骤，
S1，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和EVA熔融混合；
S2，加入聚乙烯蜡、阻燃剂、纳米氢氧化铝、四溴代邻苯二甲酸二己酯和四溴代邻苯二甲酸二辛酯，用超声波处理使其混合均匀；
S3，挤出成型。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.氯磺化聚乙烯是由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得，具有优异的耐臭氧性、耐大气老化型、耐热耐低温性以及耐燃性等。氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧以及阻燃性，与其它高分子材料具有良好的相容性。EVA具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮以及抗化学腐蚀等优点。上述三种高分子材料在混合后，不仅具有良好的加工性能，还具有良好的耐高温以及防火阻燃性能。
2.聚乙烯蜡因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。通过添加聚乙烯蜡能够提高体系的流动性以及脱模性，同时还能够在一定程度上进一步提高体系的防火阻燃性能。
3.聚磷酸铵盐具有强脱水性，在高温燃烧时生成磷酸或聚磷酸，容易在燃烧物表面形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层，使基质与热和氧隔绝开来。在燃烧过程中分解生成PO或者HPO等游离基，在气相状态下捕捉活性H游离基或OH游离基，并促进燃烧物表面形成多孔质的发泡炭化层，隔断热和氧。在燃烧时，有机硅分子中的-Si-O键形成-Si-C键，生成的白色燃烧残渣与炭化物构成复合无机层，可以阻止燃烧生成的挥发物外逸，阻隔氧气与基质接触，防止熔体滴落，从而达到阻燃的目的。当聚磷酸铵盐和硅油合用时，正在高温下，磷会催化促成炭的形成，而硅则增加这些炭层的热稳定性，从而发挥协同阻燃效果。
4.纳米氢氧化铝作为填料的同时，在吸热的条件下能够分解生成氧化铝和气态的水相，气态的水相能够覆盖电缆的表面并将氧气排除在外，同时稀释可燃气体。与聚磷酸铵盐形成焦炭的功能相似，在接触火焰的电缆表面形成一种隔热的物质，减少了燃烧分解产物向燃烧的气相中流动的可能性。
5.四溴代邻苯二甲酸二己酯既具有优良的增塑性能，也具有良好的阻燃效果，且其阻燃效果能够与磷/硅阻燃体系的阻燃形成协同增效的作用，以进一步提高体系的阻燃性。
6.四溴代邻苯二甲酸二辛酯和四溴代邻苯二甲酸二己酯在联用时，相较于等量的四溴代邻苯二甲酸二辛酯，能够使得体系获得更加良好的阻燃效果。
附图说明
图1是本发明提供的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种防火电缆，包括导电线芯和外护套层，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
如图1所示，该外护套层的制备方法包括以下步骤：
S1，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和EVA熔融混合；
S2，加入聚乙烯蜡、聚磷酸铵盐、硅油、纳米氢氧化铝、四溴代邻苯二甲酸二己酯和四溴代邻苯二甲酸二辛酯，用超声波处理使其混合均匀；
S3，挤出成型。
实施例2
一种防火电缆，包括导电线芯和外护套层，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
该外护套层的制备方法包括以下步骤：
S1，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和EVA熔融混合；
S2，加入聚乙烯蜡、聚磷酸铵盐、硅油、纳米氢氧化铝、四溴代邻苯二甲酸二己酯和四溴代邻苯二甲酸二辛酯，用超声波处理使其混合均匀；
S3，挤出成型。
实施例3
一种防火电缆，包括导电线芯和外护套层，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
该外护套层的制备方法包括以下步骤：
S1，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和EVA熔融混合；
S2，加入聚乙烯蜡、聚磷酸铵盐、硅油、纳米氢氧化铝、四溴代邻苯二甲酸二己酯和四溴代邻苯二甲酸二辛酯，用超声波处理使其混合均匀；
S3，挤出成型。
实施例4
与实施例2的区别在于，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
实施例5
与实施例2的区别在于，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
实施例6
与实施例2的区别在于，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
实施例7
与实施例2的区别在于，按重量份数计，外护套层的原料组分如表1所示。
性能检测试验
热老化性能测试：参照GB/T 2951《电线和电缆绝缘和护套材料通用测试方法》对外护套层材料进行测试，计算出老化后断裂伸长率最小中间值，计算结果如表2所示。
燃烧性能测试：参照GB 8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》中6.3“电线电缆套管类塑料材料”对外护套层材料进行燃烧性能测试，氧指数和燃烧性能级别的测试结果如表2所示。
表1(外护套层配方表)
Figure BDA0002246297320000041
Figure BDA0002246297320000051
表2(性能参数表)
Figure BDA0002246297320000052
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种防火电缆，包括导电线芯和外护套层，其特征在于：按重量份数计，所述外护套层的原料包括以下组分，
氯磺化聚乙烯 60-70份；
氯化聚乙烯 20-30份；
EVA 10-15份；
加工助剂 4-6份；
阻燃剂 30-45份；
细粉 20-30份；
外加剂 10份。
2.根据权利要求1所述的一种防火电缆，其特征在于：所述加工助剂采用聚乙烯蜡。
3.根据权利要求1所述的一种防火电缆，其特征在于：所述阻燃剂包括2：1的聚磷酸铵盐和硅油的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种防火电缆，其特征在于：所述细粉采用纳米氢氧化铝。
5.根据权利要求1所述的一种防火电缆，其特征在于：按重量份数计，所述外加剂包括9份四溴代邻苯二甲酸二己酯。
6.根据权利要求1所述的一种防火电缆，其特征在于：按重量份数计，所述外加剂包括1份四溴代邻苯二甲酸二辛酯。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种防火电缆，其特征在于：所述外护套层的制备方法包括以下步骤，
S1，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和EVA熔融混合；
S2，加入聚乙烯蜡、阻燃剂、纳米氢氧化铝、四溴代邻苯二甲酸二己酯和四溴代邻苯二甲酸二辛酯，用超声波处理使其混合均匀；
S3，挤出成型。
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