CN112071492A - 一种柔性防火电缆及其用防火泥填料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性防火电缆及其用防火泥填料。其中，所述防火电缆包括缆芯，所述缆芯的外部由内而外包覆有柔性防火泥填料层、聚酯带绕包层、阻燃玻纤带绕包层和护套层。本发明在具有优异耐火性能的同时，其柔性好，便于成品电缆敷设施工过程中灵活操作，有利于敷设施工期限大幅延长。

Description

一种柔性防火电缆及其用防火泥填料

技术领域

本发明涉及电缆，具体是一种柔性防火电缆，以及该防火电缆用的防火泥填料。

背景技术

防火电缆因其耐火性能优异而被广泛应用于各建筑物及工矿环境中。常见防火电缆有刚性防火电缆和柔性防火电缆两种。其中，柔性防火电缆因具有价格较低、段长不限、敷设方便等技术优势，占据了很大的市场份额。

常见的柔性防火电缆主要是由缆芯、填充在缆芯外部或绞合间隙内的防火泥填料、包覆在防火泥填料外部的玻纤带绕包层、挤包在玻纤带绕包层外部的护套层组成。其虽然具有良好的耐火性能，但存在如下主要技术问题：

1. 防火泥填料柔性不佳（其柔性保质期一般为半月左右），无法较长时间保持柔性，易变干、硬化，从而成品电缆须在防火泥填料变干硬化之前完成敷设，否则防火电缆内的防火泥填料会在敷设过程中因弯曲等操作而发生脆性开裂，这会直接影响防火电缆的耐火性能，达不到防火电缆预设的耐火性能技术要求；

这一对敷设期限的高技术要求，显然是不利于敷设作业灵活开展的，一旦因特殊情况而迫使敷设工期必须延长，将导致这些耐火性能已不达标的防火电缆被安装，或者将导致这些耐火性能已不达标的防火电缆被报废；

此外，这一对敷设期限的高技术要求，对电缆生产企业而言，无法形成大批量的储备性生产；

2. 防火泥填料外部绕包的玻纤带绕包结构虽然具有良好的阻燃效果，但其自身的多孔结构特性，在电缆成型过程中，一方面容易使防火泥填料外渗，进而直接影响后续护套层的挤包工序顺利进行，增大了电缆成型技术难度；另一方面会在一定程度上加快防火泥填料干燥硬化（多孔结构的透气性所导致），直接影响成品电缆的后续敷设期限。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种柔性好、不易变干硬化、成型方便的柔性防火电缆，以及该防火电缆用的防火泥填料。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现：一种柔性防火电缆，包括缆芯，所述缆芯的外部由内而外包覆有柔性防火泥填料层、聚酯带绕包层、阻燃玻纤带绕包层和护套层。该技术措施在具有优异耐火性能的同时，因柔性防火泥填料层能够较长时间保持柔性（经试验，能够保持半年以上）、柔性好、不易变干硬化，从而便于成品电缆敷设施工过程中灵活操作，有利于敷设施工期限大幅延长；因聚酯带绕包层的具有良好的非吸湿性和气密性，在电缆成型过程中其紧邻柔性防火泥填料层设置，对柔性防火泥填料层形成良好的固定、并可靠地防止柔性防火泥中的水分散失，从而有效阻止了柔性防火泥填料向外渗露，并有效控制柔性防火泥填料透气干燥，进而有利于有效降低电缆的成型技术难度，成型方便，亦有利于成品电缆的柔性长时间保持，成品电缆的整圆度好；因阻燃玻纤带绕包层具有良好的耐高温作用，其既有效增强了电缆的耐火性能，又能够协同聚酯带绕包层，有效延缓所包覆的柔性防火泥填料的干燥进度，有利于成品电缆的柔性长时间保持。

作为优选方案之一，所述阻燃玻纤带绕包层和护套层之间设置有金属铠装层。进一步的，所述金属铠装层为镀锌钢带、非磁性不锈钢带、铝带或铝合金带的绕包结构。该技术措施有效提高了电缆的结构强度，保证了电缆在敷设施工、以及后期服役过程中的安全性和稳定性，其配合上述柔性防火泥填料层结构，能够通过英国标准BS:6387、BS:8491中规定的单纯耐火试验、耐火+敲击振动试验、耐火+喷淋试验，在耐火+敲击振动试验及耐火+喷淋试验过程中能够对所包覆的柔性防火泥填料形成良好的机械保护作用，有效阻止了敲击振动对柔性防火泥填料的机械损伤及水花对柔性防火泥填料的喷射，从而可靠保证了柔性防火泥填料在火焰燃烧过程中的结壳完整性，阻止了火焰进一步损坏所包覆的绝缘层结构。

作为优选方案之一，所述防火电缆的缆芯为单根绝缘导体结构，所述绝缘导体主要由导体及依次包覆在所述导体外部的绝缘带绕包层和绝缘料挤包层组成，所述绝缘料挤包层的外周分布有多根向外凸起的凸棱，这些凸棱嵌入柔性防火泥填料层内。进一步的，所述绝缘带绕包层为绕包两层以上的云母带绕包结构。所述绝缘料挤包层外周分布的各凸棱沿着所述绝缘料挤包层的长度方向成型。该技术措施针对单绝缘导体而言，其通过绝缘料挤包层外周分布的凸棱、特别是沿着绝缘料挤包层长度方向成型的凸棱，使单根绝缘导体与外部的柔性防火泥填料层形成可靠互嵌结合，以增强成品电缆的柔性及结构强度；此外，绝缘导体所采用的绝缘层结构，能够使耐高温、绝缘性好的云母带在导体外部形成良好耐火性能的主要绝缘功能，能够使绝缘性好的绝缘料挤包层协同绝缘带绕包层，既达到束紧、整圆功能，又可靠增强绝缘性能，二者协同下的绝缘性能优异。

或者，作为另一种可选择方案，所述防火电缆的缆芯为多根绝缘导体的绞合结构，每一根绝缘导体主要由导体及依次包覆在所述导体外部的绝缘带绕包层和绝缘料挤包层组成，这些绝缘导体绞合所构成的内部绞合间隙内填充有阻燃填充层、外部绞合沟槽由柔性防火泥填料层填满。进一步的，所述绝缘带绕包层为绕包两层以上的云母带绕包结构。该技术措施针对多绝缘导体而言，其通过多绝缘导体的绞合结构而使这些绝缘导体与外部的柔性防火泥填料层形成可靠互嵌结合，以增强成品电缆的柔性及结构强度；此外，每一绝缘导体所采用的绝缘层结构，能够使耐高温、绝缘性好的云母带在导体外部形成良好耐火性能的主要绝缘功能，能够使绝缘性好的绝缘料挤包层协同绝缘带绕包层，既达到束紧、整圆功能，又可靠增强绝缘性能，二者协同下的绝缘性能优异。

一种上述柔性防火电缆用的防火泥填料，所述防火泥填料由下列重量配比的原料组成：氢氧化镁55～65份、硅酸钠30～40份、甲基硅油1～10份、木质纤维素1～10份。该技术措施使这四种环保、无毒的原料组分相互配伍、协同，以组成上述柔性防火泥填料；该防火泥填料以氢氧化镁和硅酸钠为作为矿物质防火泥的基础原料，其耐火性能优异；以具有优异的耐热性、电绝缘性、耐候性的甲基硅油作为防黏、润滑配剂，其有助于提高防火泥填料整体的绝缘性、耐热性和耐候性，同时其防黏、润滑性能能够可靠降低防火泥填料的粘黏性，从而在电缆成型过程中的防火泥填料挤出时，有效改善了挤出机的机头堵塞情况，既有利于电缆成型过程顺利进行，又有利于延长挤出机机头的使用寿命；以具有优异柔韧性和分散性、并耐高温的木质纤维素作为增柔配剂，其与其它三种原料混合在一起后能够使各原料的成分更加均匀的分散，并形成三维网状结构，显著的增强了整个防火泥填料分子结构的强度和稳定性，柔韧性优异，大幅延缓了整个防火泥填料的变干、硬化进度。

本发明的有益技术效果详见对各技术措施的评述。

本发明的成品电缆（未带金属铠装层的电缆结构和带有金属铠装层的电缆结构各六根）与市面常见的带防火泥填料的防火电缆（六根）进行了如下柔性试验和耐火等级试验。

柔性试验的试验条件：将这些电缆在常温环境下放置于同一空间内，观察内部防火泥填料的性能变化；完成放置时间后作弯曲试验；

柔性试验的试验结果表明：市面常见的防火电缆在放置15天后，电缆内部的防火泥填料发生变干、变硬，弯曲20倍电缆外径后开始出现裂纹等缺陷；本发明的电缆在放置190天后，其内部防火泥填料仍未变干、变硬，仍旧保持柔性，经过弯曲试验其弯曲半径可达11倍电缆外径；由此可见，本发明的柔性性能显著；

耐火等级试验的试验条件：以柔性试验的各电缆为基础，参照英国BS:6387标准和BS:8491标准中的规定进行了单纯耐火试验、耐火+敲击振动试验、耐火+喷淋试验，试验的火焰温度为900℃、燃烧时间为180min；

耐火等级试验的试验结果表明：

-本发明的未带金属铠装层电缆结构（两根）和带有金属铠装层电缆结构（两根），均能够满足单纯耐火试验的耐火等级要求；市面常见的防火电缆（两根）亦能满足单纯耐火试验的耐火等级要求；

-本发明的未带金属铠装层电缆结构（两根）满足不了耐火+敲击振动试验的耐火等级要求；本发明的带有金属铠装层电缆结构（两根）能够满足耐火+敲击振动试验的耐火等级要求；市面常见的防火电缆（两根）满足不了耐火+敲击振动试验的耐火等级要求；由此可见，本发明的耐火性能显著；

-本发明的未带金属铠装层电缆结构（两根）满足不了耐火+喷淋试验的耐火等级要求；本发明的带有金属铠装层电缆结构（两根）能够满足耐火+喷淋试验的耐火等级要求；市面常见的防火电缆（两根）满足不了耐火+喷淋试验的耐火等级要求；由此可见，本发明的耐火性能显著。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的另一种结构示意图。

图中代号含义：1—导体；2—绝缘带绕包层；3—绝缘料挤包层；4—防火泥填料层；5—聚酯带绕包层；6—阻燃玻纤带绕包层；7—金属铠装层；8—护套层；9—凸棱；10—阻燃填充层。

具体实施方式

本发明涉及电缆，具体是一种柔性防火电缆，以及该防火电缆用的防火泥填料，下面以多个实施例对本发明的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；实施例2结合说明书附图-即图2对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。

实施例1

参见图1所示，本发明包括缆芯、以及由内而外依次包覆在缆芯外部的柔性防火泥填料层4、聚酯带绕包层5、阻燃玻纤带绕包层6、金属铠装层7和护套层8组成。

其中，缆芯为单根绝缘导体结构，其由导体1、以及依次包覆在导体1外部的绝缘带绕包层2和绝缘料挤包层3组成。导体1是由若干根铜丝绞合而成。绝缘带绕包层2为绕包两层（也可以是三层或四层，通常两层或三层足以）的云母带绕包结构。绝缘料挤包层3为交联聚乙烯挤出结构，在绝缘料挤包层3的外周基本均匀分布有（绝缘料挤包层3挤出成型时一并成型）多根（通常为三根以上，本实施例为六根）向外凸起的凸棱9，每根凸棱9沿着绝缘料挤包层3的长度方向成型，每根凸棱9的根部与绝缘料挤包层3的外周呈圆角状的平滑过渡，这些凸棱9的凸起高度使得相邻凸棱9之间的绝缘料挤包层3外周形成内凹空间。

柔性防火泥填料层4是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁60份、硅酸钠35份、甲基硅油3份、木质纤维素2份。柔性防火泥填料层4挤包在绝缘导体的外部，将绝缘导体的外周全部包裹，从而使绝缘料挤包层3上的这些凸棱9分别嵌入柔性防火泥填料层4内，柔性防火泥填料层4超出凸棱9的厚度至少为凸棱9凸起高度的一倍。

聚酯带绕包层5紧邻柔性防火泥填料层4而设置，其绕包重叠率不低于25%，其对柔性防火泥填料层4形成良好的固定和防水分散失作用。

阻燃玻纤带绕包层6为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，其紧邻聚酯带绕包层5而设置。

金属铠装层7为镀锌钢带的绕包结构。当然，该镀锌钢带可以用非磁性不锈钢带、铝带或铝合金带代替。

护套层8为低烟无卤聚烯烃护套料的挤出结构。

实施例2

参见图2所示，本发明包括缆芯、以及由内而外依次包覆在缆芯外部的柔性防火泥填料层4、聚酯带绕包层5、阻燃玻纤带绕包层6、金属铠装层7和护套层8组成。

其中，缆芯为多根（本实施例为四根）绝缘导体的绞合结构，它们绞合所构成的内部绞合间隙（即各绝缘导体绞合所围成的空间）内填充有阻燃填充层10，该阻燃填充层10为线性耐高温阻燃材料。每一根绝缘导体是由导体1、以及依次包覆在该导体1外部的绝缘带绕包层2和绝缘料挤包层3组成；导体1是由若干根铜丝绞合而成；绝缘带绕包层2为绕包两层（也可以是三层或四层，通常两层或三层足以）的云母带绕包结构；绝缘料挤包层3为交联聚乙烯挤出结构。

柔性防火泥填料层4是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁55份、硅酸钠37份、甲基硅油5份、木质纤维素3份。柔性防火泥填料层4挤包在这些绝缘导体绞合结构的外部，将这些绝缘导体的绞合结构外周全部充分包裹，从而将这些绝缘导体绞合所构成的外部绞合沟槽（即相邻绝缘导体之间的外侧沟槽）填满，并在这些绝缘导体的绞合结构外部形成一定的合理包覆厚度，整个柔性防火泥填料层4与多根绞合结构的绝缘导体之间形成互嵌结合。

聚酯带绕包层5紧邻柔性防火泥填料层4而设置，其绕包重叠率不低于25%，其对柔性防火泥填料层4形成良好的固定和防水分散失作用。

阻燃玻纤带绕包层6为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，其紧邻聚酯带绕包层5而设置。

金属铠装层7为镀锌钢带的绕包结构。当然，该镀锌钢带可以用非磁性不锈钢带、铝带或铝合金带代替。

护套层8为低烟无卤聚烯烃护套料的挤出结构。

实施例3

本发明包括缆芯、以及由内而外依次包覆在缆芯外部的柔性防火泥填料层、聚酯带绕包层、阻燃玻纤带绕包层和护套层组成。

其中，缆芯为单根绝缘导体结构，其由导体、以及依次包覆在导体外部的绝缘带绕包层和绝缘料挤包层组成。导体为实芯铜导体。绝缘带绕包层为绕包两层（也可以是三层或四层，通常两层或三层足以）的云母带绕包结构。绝缘料挤包层为交联聚乙烯挤出结构，在绝缘料挤包层的外周基本均匀分布有（绝缘料挤包层挤出成型时一并成型）多根（通常为三根以上，本实施例为六根）向外凸起的凸棱，每根凸棱沿着绝缘料挤包层的长度方向成型，每根凸棱的根部与绝缘料挤包层的外周呈圆角状的平滑过渡，这些凸棱的凸起高度使得相邻凸棱之间的绝缘料挤包层外周形成内凹空间。

柔性防火泥填料层是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁58份、硅酸钠36份、甲基硅油4份、木质纤维素2份。柔性防火泥填料层挤包在绝缘导体的外部，将绝缘导体的外周全部包裹，从而使绝缘料挤包层上的这些凸棱分别嵌入柔性防火泥填料层内，柔性防火泥填料层超出凸棱的厚度至少为凸棱凸起高度的一倍。

聚酯带绕包层紧邻柔性防火泥填料层而设置，其绕包重叠率不低于25%，其对柔性防火泥填料层形成良好的固定和防水分散失作用。

阻燃玻纤带绕包层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，其紧邻聚酯带绕包层而设置。

护套层为低烟无卤聚烯烃护套料的挤出结构。

实施例4

本发明包括缆芯、以及由内而外依次包覆在缆芯外部的柔性防火泥填料层、聚酯带绕包层、阻燃玻纤带绕包层和护套层组成。

其中，缆芯为多根（本实施例为四根）绝缘导体的绞合结构，它们绞合所构成的内部绞合间隙（即各绝缘导体绞合所围成的空间）内填充有阻燃填充层，该阻燃填充层为线性耐高温阻燃材料。每一根绝缘导体是由导体、以及依次包覆在该导体外部的绝缘带绕包层和绝缘料挤包层组成；导体是由若干根铜丝绞合而成；绝缘带绕包层为绕包两层（也可以是三层或四层，通常两层或三层足以）的云母带绕包结构；绝缘料挤包层为交联聚乙烯挤出结构。

柔性防火泥填料层是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁60份、硅酸钠34份、甲基硅油4份、木质纤维素2份。柔性防火泥填料层挤包在这些绝缘导体绞合结构的外部，将这些绝缘导体的绞合结构外周全部充分包裹，从而将这些绝缘导体绞合所构成的外部绞合沟槽（即相邻绝缘导体之间的外侧沟槽）填满，并在这些绝缘导体的绞合结构外部形成一定的合理包覆厚度，整个柔性防火泥填料层与多根绞合结构的绝缘导体之间形成互嵌结合。

聚酯带绕包层紧邻柔性防火泥填料层而设置，其绕包重叠率不低于25%，其对柔性防火泥填料层形成良好的固定和防水分散失作用。

阻燃玻纤带绕包层为低烟无卤阻燃玻纤带的绕包结构，其紧邻聚酯带绕包层而设置。

护套层为低烟无卤聚烯烃护套料的挤出结构。

实施例5

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于，柔性防火泥填料层是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁56份、硅酸钠30份、甲基硅油1份、木质纤维素1份。

实施例6

本实施例的其它内容与实施例2相同，不同之处在于，柔性防火泥填料层是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁62份、硅酸钠33份、甲基硅油7份、木质纤维素5份。

实施例7

本实施例的其它内容与实施例2相同，不同之处在于，柔性防火泥填料层是由下列重量配比的原料在常温下充分混合后挤出而成：氢氧化镁65份、硅酸钠40份、甲基硅油10份、木质纤维素9份。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换（例如，绝缘料挤包层上的凸棱以螺旋状成型；又例如，绝缘料挤包层上的凸棱以分段状成型）；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种柔性防火电缆，包括缆芯，其特征在于：所述缆芯的外部由内而外包覆有柔性防火泥填料层（4）、聚酯带绕包层（5）、阻燃玻纤带绕包层（6）和护套层（8）。

2.根据权利要求1所述柔性防火电缆，其特征在于：所述阻燃玻纤带绕包层（6）和护套层（8）之间设置有金属铠装层（7）。

3.根据权利要求2所述柔性防火电缆，其特征在于：所述金属铠装层（7）为镀锌钢带、非磁性不锈钢带、铝带或铝合金带的绕包结构。

4.根据权利要求1或2所述柔性防火电缆，其特征在于：所述防火电缆的缆芯为单根绝缘导体结构，所述绝缘导体主要由导体（1）及依次包覆在所述导体（1）外部的绝缘带绕包层（2）和绝缘料挤包层（3）组成，所述绝缘料挤包层（3）的外周分布有多根向外凸起的凸棱（9），这些凸棱（9）嵌入柔性防火泥填料层（4）内。

5.根据权利要求4所述柔性防火电缆，其特征在于：所述绝缘带绕包层（2）为绕包两层以上的云母带绕包结构。

6.根据权利要求4所述柔性防火电缆，其特征在于：所述绝缘料挤包层（3）外周分布的各凸棱（9）沿着所述绝缘料挤包层（3）的长度方向成型。

7.根据权利要求1或2所述柔性防火电缆，其特征在于：所述防火电缆的缆芯为多根绝缘导体的绞合结构，每一根绝缘导体主要由导体（1）及依次包覆在所述导体（1）外部的绝缘带绕包层（2）和绝缘料挤包层（3）组成，这些绝缘导体绞合所构成的内部绞合间隙内填充有阻燃填充层（10）、外部绞合沟槽由柔性防火泥填料层（4）填满。

8.根据权利要求7所述柔性防火电缆，其特征在于：所述绝缘带绕包层（2）为绕包两层以上的云母带绕包结构。

9. 一种权利要求1所述柔性防火电缆用的防火泥填料，其特征在于，所述防火泥填料由下列重量配比的原料组成：

氢氧化镁 55～65份、

硅酸钠 30～40份、

甲基硅油 1～10份、

木质纤维素 1～10份。

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