CN112750562A - 一种柔性矿物绝缘防火电缆 - Google Patents

一种柔性矿物绝缘防火电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括铜芯导体、矿物绝缘层、绝缘加强层、防火隔热填充层、成缆绕包层、内护层、挡火层以及护套层；所述护套层内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层，所述绝缘加强层内设置有铜芯导体，所述铜芯导体外表面与绝缘加强层之间设置有矿物绝缘层；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层，所述绝缘线芯和成缆绕包层之间的间隙填充有防火隔热填充层，所述护套层内表面包裹有挡火层，所述挡火层与成缆绕包层之间填充有内护层；该电缆有效地提高耐火温度并延长燃烧时间，并且能在规定的火焰温度下，保持规定时间内的正常持续供电。

Description

一种柔性矿物绝缘防火电缆
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种柔性矿物绝缘防火电缆。
背景技术
目前，国内、外涉及矿物绝缘电缆产品名目繁多，然而针对炼油厂、加油站、石油气化站、航站楼、地铁站、医院、新智能充电站、煤矿、化工、冶金、发电厂、输变电站等防火环境要求特别高及人员密集的场所，能够与之相配套防火并且耐高温的矿物绝缘电缆的需求也越来越高。按有关数据表明，煤炭、汽油、柴油等燃烧最高温度可达1200℃-1800℃，目前国内、外现有的矿物绝缘电缆最高耐温等级只能满足950℃的要求；如果在上述特殊环境或场所中发生火灾，则现有标准的矿物绝缘电缆远远满足不了防火的要求，存在极大的安全隐患，满足不了人员的及时逃生和争取时间进行救援的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性矿物绝缘防火电缆。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括铜芯导体、矿物绝缘层、绝缘加强层、防火隔热填充层、成缆绕包层、内护层、挡火层以及护套层；
所述护套层内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层，所述绝缘加强层内设置有铜芯导体，所述铜芯导体外表面与绝缘加强层之间设置有矿物绝缘层；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层，所述绝缘线芯和成缆绕包层之间的间隙填充有防火隔热填充层，所述护套层内表面包裹有挡火层，所述挡火层与成缆绕包层之间填充有内护层；
所述矿物绝缘层由陶瓷化耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，所述陶瓷化耐火硅橡胶组成成分按如下重量份计：瓷化粉50-300份，甲基乙烯基硅橡胶90-110份，阻燃剂10-60份，白炭黑10-80份，热稳定剂1-4份，硫化剂1-3份，偶联剂1-5份，铂催化剂0.1-1份，硅油1-15份；所述白炭黑选用气相白炭黑，比表面积应大于150m2/g；所述瓷化粉为成瓷填料和助溶剂；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法为：
(1)将甲基乙烯基硅橡胶加入捏合机中塑化3-8min，再将白炭黑和硅油加入至捏合机中混炼30min，保持反应温度为85℃，使各组分混合均匀，得到混合物A；
(2)将瓷化粉、热稳定剂、偶联剂加入捏合机中，在1700-2100r/min的速度下，混合10-15min后，再加入阻燃剂，继续以1700-2100r/min混合10-15min，保持反应温度为85℃，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、铂催化剂依次加入捏合机中，搅拌9-14min，再加入助溶剂继续搅拌9-14min，并升温保持高真空-0.07±0.0005MPa，持续30min后，冷却停放22-28h，得到混合物C；
(4)将冷却后的混合物C加入至开炼机中混炼，由团状变为片状，过滤后加入硫化剂，混合均匀10min，灭菌、包装，即可制得陶瓷化耐火硅橡胶复合材料；
所述耐高温玻璃纤维布制备原料为无碱玻璃纤维坯布；所述耐高温玻璃纤维布制备方法为：
(1)将无碱玻璃纤维坯布放入连续式脱蜡炉进行脱蜡处理，温度为350-450℃，脱蜡1小时后将无碱玻璃纤维布放于坯布架上；
(2)接着对无碱玻璃纤维布进行酸沥滤处理；在酸沥滤槽中加入1.6-3mol/L的盐酸，将热熔处理后的无碱玻璃纤维布放置在框架上，将框架连同无碱玻璃纤维布放入酸沥滤槽内；
(3)启动耐酸泵并打开酸沥滤槽中蒸汽阀门，耐酸泵对酸沥滤槽内的溶液进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌，并通过通入蒸汽加热提升酸溶液的温度，直至酸沥滤槽内的酸溶液温度达到75-85℃并持续1-2小时；
(4)然后将无碱玻璃纤维布取出放入水洗布槽，先检测水洗布槽中的水温，若水温低于20℃时用蒸汽直接加热，直至水温满足要求；对无碱玻璃纤维布表面使用喷淋处理进行去除布表面残留的酸，然后浸泡在清水中，通过水液流动进行对无碱玻璃纤维布的清洗，最后使用pH试纸检测布表面酸性数值，pH值大于5时即完成水洗工序；
(5)打开烘干设备的加热开关，加热烘干设备，使烘干设备的温度达到120-200℃范围内，并进行排湿处理；
(6)烘干完成后，使用导布辊对耐高温玻璃纤维布进行收卷并进行验收。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层为金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层的填充工序采用挤出方式填充。
作为本发明进一步的方案：所述挡火层填充物为氢氧化镁混合物。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁混合物由氢氧化镁粉、有机水玻璃、二氧化硅黏合剂、硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、半水纤维白石膏粉按对应重量比例7.1:2.5:0.15:0.12:0.08:0.13混合而成。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁粉与有机水玻璃的占比误差为0.18。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂为1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70-75℃下搅拌反应3.5-4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；
(2)将经过步骤(1)制成的中间产物加入到质量分数为10-20％硅酸钠的水溶液中，在55-65℃下搅拌6-8.5小时，后将得到的初产品加入透析袋中，在去离子水中透析10.5-20.5小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到硅酸盐改性1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:0.35:1.2:(0.0015-0.025):(6.5-9.5)；
作为本发明进一步的方案：所述中间产物、硅酸钠的水溶液的质量比为1:(6-12)。
本发明的有益效果：
(1)采用陶瓷化耐火硅橡胶材料制备矿物绝缘层使得电缆导体外挤包一层陶瓷化硅橡胶，既能保证电缆拥有绝缘性能，又能使得电缆拥有耐火特性最高可耐3000℃；陶瓷化硅橡胶在650℃以及650℃以上的火焰或无焰条件下开始变硬，并随着温度的升高，烧蚀时间越长，壳体铠装越坚硬，起到对线路保护的作用。
(2)防火隔热填充层采用金属水合物氢氧化铝进行填充，金属水合物脱水时形成多孔介质化合物，多孔介质化合物具有优异的隔热性能，能阻止热量进一步传递，延缓温度上升速度。防火隔热填充层的填充工序采用挤出方式填充，填充后没有出现失圆、漏包等不良现象。
(3)挡火层采用铝合金带联锁铠装、铜带扎纹从包氩弧焊接而成，同时作为非磁性金属材料，可以减弱普通钢带铠装带来的涡流耗损效应，减少线路的电能损耗。
(4)通过设计的矿物填充层和挡火层，有效地提高电缆的耐火温度并延长燃烧时间，并且能在规定的火焰温度下，保持规定时间内的正常持续供电；有利于开展消防救援，减轻人员伤亡和经济损失；极大地提高了人类生存环境的安全性和舒适性，避免了电缆在使用过程中出现堵路，导致各种火灾的发生。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种柔性矿物绝缘防火电缆的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、铜芯导体；2、矿物绝缘层；3、绝缘加强层；4、防火隔热填充层；5、成缆绕包层；6、内护层；7、挡火层；8、护套层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括铜芯导体1、矿物绝缘层2、绝缘加强层3、防火隔热填充层4、成缆绕包层5、内护层6、挡火层7以及护套层8；
所述护套层8内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层3，所述绝缘加强层3内设置有铜芯导体1，所述铜芯导体1外表面与绝缘加强层3之间设置有矿物绝缘层2；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层5，所述绝缘线芯和成缆绕包层5之间的间隙填充有防火隔热填充层4，所述护套层8内表面包裹有挡火层7，所述挡火层7与成缆绕包层5之间填充有内护层6；
所述矿物绝缘层2由陶瓷化耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，所述陶瓷化耐火硅橡胶组成成分按如下重量份计：瓷化粉100份，甲基乙烯基硅橡胶90份，阻燃剂30份，白炭黑25份，热稳定剂2份，硫化剂1份，偶联剂2份，铂催化剂0.3份，硅油5份；所述白炭黑选用气相白炭黑，比表面积应大于150m2/g；所述瓷化粉为成瓷填料和助溶剂；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法为：
(1)将甲基乙烯基硅橡胶加入捏合机中塑化4min，再将白炭黑和硅油加入至捏合机中混炼30min，保持反应温度为85℃，使各组分混合均匀，得到混合物A；
(2)将瓷化粉、热稳定剂、偶联剂加入捏合机中，在1800r/min的速度下，混合10min后，再加入阻燃剂，继续以1800r/min混合10min，保持反应温度为85℃，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、铂催化剂依次加入捏合机中，搅拌9min，再加入助溶剂继续搅拌9min，并升温保持高真空-0.0705MPa，持续30min后，冷却停放24h，得到混合物C；
(4)将冷却后的混合物C加入至开炼机中混炼，由团状变为片状，过滤后加入硫化剂，混合均匀10min，灭菌、包装，即可制得陶瓷化耐火硅橡胶复合材料；
所述耐高温玻璃纤维布制备原料为无碱玻璃纤维坯布；所述耐高温玻璃纤维布制备方法为：
(1)将无碱玻璃纤维坯布放入连续式脱蜡炉进行脱蜡处理，温度为350℃，脱蜡1小时后将无碱玻璃纤维布放于坯布架上；
(2)接着对无碱玻璃纤维布进行酸沥滤处理；在酸沥滤槽中加入2mol/L的盐酸，将热熔处理后的无碱玻璃纤维布放置在框架上，将框架连同无碱玻璃纤维布放入酸沥滤槽内；
(3)启动耐酸泵并打开酸沥滤槽中蒸汽阀门，耐酸泵对酸沥滤槽内的溶液进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌，并通过通入蒸汽加热提升酸溶液的温度，直至酸沥滤槽内的酸溶液温度达到75℃并持续1小时；
(4)然后将无碱玻璃纤维布取出放入水洗布槽，先检测水洗布槽中的水温，若水温低于20℃时用蒸汽直接加热，直至水温满足要求；对无碱玻璃纤维布表面使用喷淋处理进行去除布表面残留的酸，然后浸泡在清水中，通过水液流动进行对无碱玻璃纤维布的清洗，最后使用pH试纸检测布表面酸性数值，pH值大于5时即完成水洗工序；
(5)打开烘干设备的加热开关，加热烘干设备，使烘干设备的温度达到150℃范围内，并进行排湿处理；
(6)烘干完成后，使用导布辊对耐高温玻璃纤维布进行收卷并进行验收。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层4为金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层4的填充工序采用挤出方式填充。
作为本发明进一步的方案：所述挡火层7填充物为氢氧化镁混合物。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁混合物由氢氧化镁粉、有机水玻璃、二氧化硅黏合剂、硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、半水纤维白石膏粉按对应重量比例7.1:2.5:0.15:0.12:0.08:0.13混合而成。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁粉与有机水玻璃的占比误差为0.18。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂为1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；
(2)将经过步骤(1)制成的中间产物加入到质量分数为10％硅酸钠的水溶液中，在55℃下搅拌6小时，后将得到的初产品加入透析袋中，在去离子水中透析14小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到硅酸盐改性1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:0.35:1.2:(0.0015-0.025):(6.5-9.5)；
作为本发明进一步的方案：所述中间产物、硅酸钠的水溶液的质量比为1:(6-12)。
实施例2
请参阅图1所示，一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括铜芯导体1、矿物绝缘层2、绝缘加强层3、防火隔热填充层4、成缆绕包层5、内护层6、挡火层7以及护套层8；
所述护套层8内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层3，所述绝缘加强层3内设置有铜芯导体1，所述铜芯导体1外表面与绝缘加强层3之间设置有矿物绝缘层2；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层5，所述绝缘线芯和成缆绕包层5之间的间隙填充有防火隔热填充层4，所述护套层8内表面包裹有挡火层7，所述挡火层7与成缆绕包层5之间填充有内护层6；
所述矿物绝缘层2由陶瓷化耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，所述陶瓷化耐火硅橡胶组成成分按质量份计：瓷化粉200份，甲基乙烯基硅橡胶100份，阻燃剂45份，白炭黑40份，热稳定剂3份，硫化剂2份，偶联剂3份，铂催化剂0.5份，硅油10份；所述白炭黑选用气相白炭黑，比表面积应大于150m2/g；所述瓷化粉为成瓷填料和助溶剂；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法为：
(1)将甲基乙烯基硅橡胶加入捏合机中塑化6min，再将白炭黑和硅油加入至捏合机中混炼30min，保持反应温度为85℃，使各组分混合均匀，得到混合物A；
(2)将瓷化粉、热稳定剂、偶联剂加入捏合机中，在2000r/min的速度下，混合12min后，再加入阻燃剂，继续以2000r/min混合10-15min，保持反应温度为85℃，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、铂催化剂依次加入捏合机中，搅拌12min，再加入助溶剂继续搅拌12min，并升温保持高真空-0.0695MPa，持续30min后，冷却停放26h，得到混合物C；
(4)将冷却后的混合物C加入至开炼机中混炼，由团状变为片状，过滤后加入硫化剂，混合均匀10min，灭菌、包装，即可制得陶瓷化耐火硅橡胶复合材料；
所述耐高温玻璃纤维布制备原料为无碱玻璃纤维坯布；所述耐高温玻璃纤维布制备方法为：
(1)将无碱玻璃纤维坯布放入连续式脱蜡炉进行脱蜡处理，温度为400℃，脱蜡1小时后将无碱玻璃纤维布放于坯布架上；
(2)接着对无碱玻璃纤维布进行酸沥滤处理；在酸沥滤槽中加入2.5mol/L的盐酸，将热熔处理后的无碱玻璃纤维布放置在框架上，将框架连同无碱玻璃纤维布放入酸沥滤槽内；
(3)启动耐酸泵并打开酸沥滤槽中蒸汽阀门，耐酸泵对酸沥滤槽内的溶液进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌，并通过通入蒸汽加热提升酸溶液的温度，直至酸沥滤槽内的酸溶液温度达到80℃并持续1.5小时；
(4)然后将无碱玻璃纤维布取出放入水洗布槽，先检测水洗布槽中的水温，若水温低于20℃时用蒸汽直接加热，直至水温满足要求；对无碱玻璃纤维布表面使用喷淋处理进行去除布表面残留的酸，然后浸泡在清水中，通过水液流动进行对无碱玻璃纤维布的清洗，最后使用pH试纸检测布表面酸性数值，pH值大于5时即完成水洗工序；
(5)打开烘干设备的加热开关，加热烘干设备，使烘干设备的温度达到160℃范围内，并进行排湿处理；
(6)烘干完成后，使用导布辊对耐高温玻璃纤维布进行收卷并进行验收。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层为金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层的填充工序采用挤出方式填充。
作为本发明进一步的方案：所述挡火层填充物为氢氧化镁混合物。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁混合物由氢氧化镁粉、有机水玻璃、二氧化硅黏合剂、硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、半水纤维白石膏粉按对应重量比例7.1:2.5:0.15:0.12:0.08:0.13混合而成。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁粉与有机水玻璃的占比误差为0.18。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂为1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，72℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；
(2)将经过步骤(1)制成的中间产物加入到质量分数为10-20％硅酸钠的水溶液中，在60℃下搅拌7小时，后将得到的初产品加入透析袋中，在去离子水中透析16小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到硅酸盐改性1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:0.35:1.2:(0.0015-0.025):(6.5-9.5)；
作为本发明进一步的方案：所述中间产物、硅酸钠的水溶液的质量比为1:(6-12)。
实施例3
请参阅图1所示，一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括铜芯导体1、矿物绝缘层2、绝缘加强层3、防火隔热填充层4、成缆绕包层5、内护层6、挡火层7以及护套层8；
所述护套层8内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层3，所述绝缘加强层3内设置有铜芯导体1，所述铜芯导体1外表面与绝缘加强层3之间设置有矿物绝缘层2；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层5，所述绝缘线芯和成缆绕包层5之间的间隙填充有防火隔热填充层4，所述护套层8内表面包裹有挡火层7，所述挡火层7与成缆绕包层5之间填充有内护层6；
所述矿物绝缘层2由陶瓷化耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，所述陶瓷化耐火硅橡胶组成成分按质量份计：瓷化粉250份，甲基乙烯基硅橡胶110份，阻燃剂60份，白炭黑80份，热稳定剂4份，硫化剂3份，偶联剂5份，铂催化剂1份，硅油15份；所述白炭黑选用气相白炭黑，比表面积应大于150m2/g；所述瓷化粉为成瓷填料和助溶剂；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法为：
(1)将甲基乙烯基硅橡胶加入捏合机中塑化8min，再将白炭黑和硅油加入至捏合机中混炼30min，保持反应温度为85℃，使各组分混合均匀，得到混合物A；
(2)将瓷化粉、热稳定剂、偶联剂加入捏合机中，在2100r/min的速度下，混合15min后，再加入阻燃剂，继续以2100r/min混合10-15min，保持反应温度为85℃，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、铂催化剂依次加入捏合机中，搅拌14min，再加入助溶剂继续搅拌14min，并升温保持高真空-0.0705MPa，持续30min后，冷却停放28h，得到混合物C；
(4)将冷却后的混合物C加入至开炼机中混炼，由团状变为片状，过滤后加入硫化剂，混合均匀10min，灭菌、包装，即可制得陶瓷化耐火硅橡胶复合材料；
所述耐高温玻璃纤维布制备原料为无碱玻璃纤维坯布；所述耐高温玻璃纤维布制备方法为：
(1)将无碱玻璃纤维坯布放入连续式脱蜡炉进行脱蜡处理，温度为450℃，脱蜡1小时后将无碱玻璃纤维布放于坯布架上；
(2)接着对无碱玻璃纤维布进行酸沥滤处理；在酸沥滤槽中加入3mol/L的盐酸，将热熔处理后的无碱玻璃纤维布放置在框架上，将框架连同无碱玻璃纤维布放入酸沥滤槽内；
(3)启动耐酸泵并打开酸沥滤槽中蒸汽阀门，耐酸泵对酸沥滤槽内的溶液进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌，并通过通入蒸汽加热提升酸溶液的温度，直至酸沥滤槽内的酸溶液温度达到85度并持续2小时；
(4)然后将无碱玻璃纤维布取出放入水洗布槽，先检测水洗布槽中的水温，若水温低于20℃时用蒸汽直接加热，直至水温满足要求；对无碱玻璃纤维布表面使用喷淋处理进行去除布表面残留的酸，然后浸泡在清水中，通过水液流动进行对无碱玻璃纤维布的清洗，最后使用pH试纸检测布表面酸性数值，pH值大于5时即完成水洗工序；
(5)打开烘干设备的加热开关，加热烘干设备，使烘干设备的温度达到200℃范围内，并进行排湿处理；
(6)烘干完成后，使用导布辊对耐高温玻璃纤维布进行收卷并进行验收。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层为金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝其中一种。
作为本发明进一步的方案：所述防火隔热填充层的填充工序采用挤出方式填充。
作为本发明进一步的方案：所述挡火层填充物为氢氧化镁混合物。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁混合物由氢氧化镁粉、有机水玻璃、二氧化硅黏合剂、硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、半水纤维白石膏粉按对应重量比例7.1:2.5:0.15:0.12:0.08:0.13混合而成。
作为本发明进一步的方案：氢氧化镁粉与有机水玻璃的占比误差为0.18。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂为1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述硅酸盐改性剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；
(2)将经过步骤(1)制成的中间产物加入到质量分数为20％硅酸钠的水溶液中，在65℃下搅拌8.5小时，后将得到的初产品加入透析袋中，在去离子水中透析20小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到硅酸盐改性1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
作为本发明进一步的方案：所述1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:0.35:1.2:(0.0015-0.025):(6.5-9.5)；
作为本发明进一步的方案：所述中间产物、硅酸钠的水溶液的质量比为1:(6-12)。
对比例子1
本对比例为市场上一种常见柔性矿物绝缘防火电缆。
对实施例1-3和对比例制得的一种柔性矿物绝缘防火电缆进行性能测试，测试结果如下表1-2所示；
Figure BDA0002869954640000151
表1
Figure BDA0002869954640000152
表2
由上表可知，本发明一种柔性矿物绝缘防火电缆具有优异的抗机械撞击性能、耐火性能，同时具有优异的柔韧性和隔热性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，包括铜芯导体(1)、矿物绝缘层(2)、绝缘加强层(3)、防火隔热填充层(4)、成缆绕包层(5)、内护层(6)、挡火层(7)以及护套层(8)；
所述护套层(8)内设有缆芯，缆芯包括四根绝缘线芯，且四根绝缘线芯相互绞合形成缆芯；所述绝缘线芯包括绝缘加强层(3)，所述绝缘加强层(3)内设置有铜芯导体(1)，所述铜芯导体(1)外表面与绝缘加强层(3)之间设置有矿物绝缘层(2)；所述缆芯外表面包裹有成缆绕包层(5)，所述绝缘线芯和成缆绕包层(5)之间的间隙填充有防火隔热填充层(4)，所述护套层(8)内表面包裹有挡火层(7)，所述挡火层(7)与成缆绕包层(5)之间填充有内护层(6)；
所述矿物绝缘层(2)由陶瓷化耐火硅橡胶和耐高温玻璃纤维布压延复合而成，所述陶瓷化耐火硅橡胶组成成分按如下重量份计：瓷化粉50-300份，甲基乙烯基硅橡胶90-110份，阻燃剂10-60份，白炭黑10-80份，热稳定剂1-4份，硫化剂1-3份，偶联剂1-5份，铂催化剂0.1-1份，硅油1-15份；所述白炭黑选用气相白炭黑，比表面积应大于150m2/g；所述瓷化粉为成瓷填料和助溶剂；
所述陶瓷化耐火硅橡胶制备方法为：
(1)将甲基乙烯基硅橡胶加入捏合机中塑化3-8min，再将白炭黑和硅油加入至捏合机中混炼30min，保持反应温度为85℃，使各组分混合均匀，得到混合物A；
(2)将瓷化粉、热稳定剂、偶联剂加入捏合机中，在1700-2100r/min的速度下，混合10-15min后，再加入阻燃剂，继续以1700-2100r/min混合10-15min，保持反应温度为85℃，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、铂催化剂依次加入捏合机中，搅拌9-14min，再加入助溶剂继续搅拌9-14min，并升温保持高真空-0.07±0.0005MPa，持续30min后，冷却停放22-28h，得到混合物C；
(4)将冷却后的混合物C加入至开炼机中混炼，由团状变为片状，过滤后加入硫化剂，混合均匀10min，灭菌、包装，即可制得陶瓷化耐火硅橡胶复合材料；
所述耐高温玻璃纤维布制备原料为无碱玻璃纤维坯布；所述耐高温玻璃纤维布制备方法为：
(1)将无碱玻璃纤维坯布放入连续式脱蜡炉进行脱蜡处理，温度为350-450℃，脱蜡1小时后将无碱玻璃纤维布放于坯布架上；
(2)接着对无碱玻璃纤维布进行酸沥滤处理；在酸沥滤槽中加入1.6-3mol/L的盐酸，将热熔处理后的无碱玻璃纤维布放置在框架上，将框架连同无碱玻璃纤维布放入酸沥滤槽内；
(3)启动耐酸泵并打开酸沥滤槽中蒸汽阀门，耐酸泵对酸沥滤槽内的溶液进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌，并通过通入蒸汽加热提升酸溶液的温度，直至酸沥滤槽内的酸溶液温度达到75-85℃并持续1-2小时；
(4)然后将无碱玻璃纤维布取出放入水洗布槽，先检测水洗布槽中的水温，若水温低于20℃时用蒸汽直接加热，直至水温满足要求；对无碱玻璃纤维布表面使用喷淋处理进行去除布表面残留的酸，然后浸泡在清水中，通过水液流动进行对无碱玻璃纤维布的清洗，最后使用pH试纸检测布表面酸性数值，pH值大于5时即完成水洗工序；
(5)打开烘干设备的加热开关，加热烘干设备，使烘干设备的温度达到120-200℃范围内，并进行排湿处理；
(6)烘干完成后，使用导布辊对耐高温玻璃纤维布进行收卷并进行验收。
2.根据权利要求1所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述防火隔热填充层(4)为金属水合物氢氧化铝或氢氧化铝中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述防火隔热填充层(4)的填充工序采用挤出方式填充。
4.根据权利要求3所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述挡火层填充物为氢氧化镁混合物。
5.根据权利要求4所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，氢氧化镁混合物由氢氧化镁粉、有机水玻璃、二氧化硅黏合剂、硅酸盐改性剂、硅酸盐固化剂、半水纤维白石膏粉按对应重量比例7.1:2.5:0.15:0.12:0.08:0.13混合而成。
6.根据权利要求5所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，氢氧化镁粉与有机水玻璃的占比误差为0.18。
7.根据权利要求5所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述硅酸盐改性剂为1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
8.根据权利要求7所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述硅酸盐改性剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70-75℃下搅拌反应3.5-4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；
(2)将经过步骤(1)制成的中间产物加入到质量分数为10-20％硅酸钠的水溶液中，在55-65℃下搅拌6-8.5小时，后将得到的初产品加入透析袋中，在去离子水中透析10.5-20.5小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到硅酸盐改性1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑/1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮/3-氨基-2-丁烯硫代酰胺共聚物。
9.根据权利要求8所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、1-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-1H-吡咯-2,5-二酮、3-氨基-2-丁烯硫代酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.45:0.35:1.2:(0.0015-0.025):(6.5-9.5)。
10.根据权利要求8所述的一种柔性矿物绝缘防火电缆，其特征在于，所述中间产物、硅酸钠的水溶液的质量比为1:(6-12)。
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