CN113161066B - 隔氧难燃护层材料及采用该材料的b1级电缆 - Google Patents

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Abstract

隔氧难燃护层材料及采用该材料的B1级电缆涉及化学领域。隔氧难燃护层材料，包括如下组分：碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝。在温度升高后，隔氧难燃护层材料组分发生化学反应有：碳酸氢钠发生分解反应，分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体。氢氧化铝发生分解反应，分解生成水和氧化铝。分解反应本身可以降低温度，同时，水分的挥发会进一步降低温度，而二氧化碳可以有效稀释氧气。氧化铝和陶土结合，共同结成致密性结构。磷酸铵盐系阻燃剂，在上述阻燃的基础上，进行二次阻燃，而且这个阻燃是不依赖温度的，是非常可靠的。

Description

隔氧难燃护层材料及采用该材料的B1级电缆
技术领域
本发明涉及电力领域，具体涉及电缆。
背景技术
电缆常用护层的防火性能有限，达不到国内标准燃烧性能B1级的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隔氧难燃护层材料，以制备燃烧性能达到B1级要求的电缆护层。
本发明的目的在于提供一种采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，防火性能可达到B1级。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
隔氧难燃护层材料，包括如下组分：碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝。
在温度升高(50℃以上)后，隔氧难燃护层材料内部发生分解反应，分解过程中不断产生水分、二氧化碳，起到降温与稀释氧气的作用，分解后得到的产物与陶土可结合成致密结构，将缆芯与氧气隔离，达到难燃的目的。磷酸铵盐作为阻燃剂，对上述效果起到补充、增强的作用。
隔氧难燃护层材料，还包括如下组分：偏硅酸钠，偏硅酸钠为液体、碳酸氢钠为碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐为磷酸铵盐粉剂、陶土为陶土干粉粉剂、氢氧化铝为氢氧化铝粉剂。偏硅酸钠液体作为粘合剂，可以与增加碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝的粘合度。
采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，包括缆芯、内护套、外护套，其特征在于，所述内护套和所述外护套之间填充有隔氧难燃护层材料。
所述外护套的内侧壁上涂覆有陶土干粉。从而在隔氧难燃护层材料发生反应后，利用反应产物氧化铝与陶土的结合，形成覆盖在外护套上的致密结构，形成第二次缆芯与外界的隔离屏障。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
隔氧难燃护层材料，包括如下组分：碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝。在温度升高(50℃以上)后，隔氧难燃护层材料组分发生化学反应有：碳酸氢钠发生分解反应，分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体。氢氧化铝发生分解反应，分解生成水和氧化铝。分解反应本身可以降低温度，同时，水分的挥发会进一步降低温度，而二氧化碳可以有效稀释氧气。氧化铝和陶土结合，共同结成致密性结构。磷酸铵盐系阻燃剂，在上述阻燃的基础上，进行二次阻燃，而且这个阻燃是不依赖温度的，是非常可靠的。
隔氧难燃护层材料，还包括如下组分：偏硅酸钠，偏硅酸钠为液体、碳酸氢钠为碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐为磷酸铵盐粉剂、陶土为陶土干粉粉剂、氢氧化铝为氢氧化铝粉剂。偏硅酸钠液体作为粘合剂，可以与增加碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝的粘合度。
可以，先碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐粉剂、陶土干粉粉剂、氢氧化铝粉剂混合后，然后再将偏硅酸钠液体加入，进行二次混合。从而提高混合效率。这种情况下，可以通过给混合设备降温的方式避免物料受热提前分解，例如在混合设备的混合箱的底部或侧壁上增设水循环冷却系统，或者在混合设备的混合箱的底部或侧壁上增设电子制冷片。可以在混合箱内增设呈球状的硬质球。利用硬质球的滚动，增加混合的均匀性，并对物料进行一定程度上的研磨，是粒径更加均匀。
也可以，先将碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐粉剂、氢氧化铝粉剂、偏硅酸钠液体混合，然后再将陶土干粉粉剂加入，进行二次混合。从而避免陶土干粉粉剂提前吸水，导致混合过程中搅拌功率大或搅拌不动的情况。偏硅酸钠液体可以先降温再加入。优选降到10℃以下，进一步优选降到0-4℃，从而利用温度较低的偏硅酸钠液体吸收混合过程中物料摩擦产生的热量，避免混合过程中，物料温度升高，物料提前分解。偏硅酸钠液体允许呈冰渣状。冰渣状的偏硅酸钠液不容易包裹粉料，可避免粉料被包裹在偏硅酸钠液液体球内的情况，而且，混合的时候，与其它物料的碰撞强度高，可使混合更为均匀。
隔氧难燃护层材料的原料在混合好后，通过挤出机挤出。隔氧难燃护层材料的组分优选包括且仅包括碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝、偏硅酸钠。碳酸氢钠与氢氧化铝的质量百分比为40:30。进一步优选，碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝、偏硅酸钠的质量百分比为：20:10:5:15:50。本发明对各组分的质量百分比进行了限定，限定后即保证了隔氧难燃的性能，又保证了电缆的耐弯折性能，并不是简单选取，而是多次实验后的最佳选择。
采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，包括缆芯、内护套、外护套，其特征在于，所述内护套和所述外护套之间填充有隔氧难燃护层材料。
所述外护套的内侧壁上涂覆有陶土干粉。从而在隔氧难燃护层材料发生反应后，利用反应产物氧化铝与陶土的结合，形成覆盖在外护套上的致密结构，形成第二次缆芯与外界的隔离屏障。为方便外护套上涂覆陶土干粉，所述外护套的内侧壁上可以设有毛细微孔。毛细微孔不仅可以更好的吸附陶土干粉，还可以为外护套变形提供形变空间，保证外护套的柔韧性。可以利用挤出机，将碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐粉剂、陶土干粉粉剂、氢氧化铝粉剂、偏硅酸钠液体混合后获得的混合物料挤入外护套和内护套之间。可以，在挤入的同时，在混合物料的外侧壁上喷陶土干粉，从而将陶土干粉带入外护套内，使陶土干粉涂覆在外护套的内侧壁上。从而简化工艺，降低生产难度和生产成本。陶土干粉内可以混有颜料。在生产时，通过混合物料上的颜色或者内护套的内侧壁上的颜色判断陶土干粉的涂覆均匀性、厚度等参数。在使用时，通过颜色是否外漏判断外护套的受损程度。
所述外护套上优选设有多个盲孔，盲孔的开口朝内。本发明通过在外护套上开有盲孔，为外护套的形变提供了变形空间，有利于外护套柔韧性的提高。更关键的是，盲孔的设置，使得盲孔位置处的壁厚小于其它地方的壁厚，在隔氧难燃护层材料反应产生二氧化碳气体后，二氧化碳优先冲破盲孔的底部，从外护套内窜出，实现对外护套的保护。而通过使盲孔的开口朝内，可对二氧化碳起到引导作用，利于二氧化碳冲击盲孔的底部。开口朝内的盲孔虽然容易进入物料，被物料填充或被陶土干粉填充，但这并不影响二氧化碳从盲孔的底部冲出。为减少物料或陶土干粉进入盲孔的概率，所述盲孔可以由至少十个孔径更小的子盲孔组成。各子盲孔的底部优选联通在一起。从而利用子盲孔形成类似过滤网的结构。外护套上还开有环形凹槽，环形凹槽的开口朝内，环形凹槽的内径自外向内依次增加，呈喇叭状。环形凹槽内填充用混合物料或陶瓷干粉或混合物料跟陶瓷干粉的混合物。环形凹槽在具有与盲孔相同作用的基础上，其内的混合物料或陶瓷干粉将护套分割为多个部分，可以有效阻断燃烧着的护套的火势沿着护套蔓延。环形凹槽的中线轴线的延伸方向与外护套的延伸方向相同。相邻的两个环形凹槽的之间的至少设有5个盲孔，位于两个环形凹槽之间的盲孔呈螺旋状排布。将盲孔设置为呈螺旋状的排布，可以利用二氧化碳从盲孔中冲出时产生的力量，使电缆滚动，利用电缆的滚动压灭较小的火势。所述盲孔是倾斜盲孔。盲孔的中心轴线的延伸方向优选与外护套的延伸方向呈一夹角。同样，通过该设计，使盲孔倾斜，在二氧化碳喷出的时候，更加有利于带动电缆滚动。位于同一个环形凹槽两侧的盲孔的螺旋方向优选不同。位于同一个环形凹槽两侧的盲孔的倾斜方向不同。位于同一个环形凹槽两侧的盲孔可以平行出气方向，使电缆正反滚动，而不是大面积的翻转，从而避免电缆整个翻转，或滚动幅度过大，将火焰甩出，或滚动到其它易燃物上等不可能情况的出现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，包括缆芯、内护套、外护套，其特征在于，所述内护套和所述外护套之间填充有隔氧难燃护层材料，所述外护套上设有多个盲孔，盲孔的开口朝内；
所述隔氧难燃护层材料包括如下组分：碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝；
盲孔呈螺旋状排布，且各盲孔是倾斜盲孔，盲孔的中心轴线的延伸方向与外护套的延伸方向呈一夹角，在二氧化碳喷出的时候，带动电缆滚动。
2.根据权利要求1所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：所述外护套的内侧壁上涂覆有陶土干粉。
3.根据权利要求1所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：在利用挤入机向内护套和外护套之间挤入混合物料的同时，在混合物料的外侧壁上喷陶土干粉，从而将陶土干粉带入外护套内，使陶土干粉涂覆在外护套的内侧壁上。
4.根据权利要求1、2或3所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：所述隔氧难燃护层材料还包括如下组分：偏硅酸钠。
5.根据权利要求4所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：偏硅酸钠为液体、碳酸氢钠为碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐为磷酸铵盐粉剂、陶土为陶土干粉粉剂、氢氧化铝为氢氧化铝粉剂。
6.根据权利要求5所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：碳酸氢钠与氢氧化铝的质量百分比为40:30。
7.根据权利要求6所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：碳酸氢钠、磷酸铵盐、陶土、氢氧化铝、偏硅酸钠的质量百分比为：20:10:5:15:50。
8.根据权利要求5所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：先碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐粉剂、陶土干粉粉剂、氢氧化铝粉剂混合后，然后再将偏硅酸钠液体加入，进行二次混合。
9.根据权利要求5所述的采用隔氧难燃护层材料的B1级电缆，其特征在于：先将碳酸氢钠粉剂、磷酸铵盐粉剂、氢氧化铝粉剂、偏硅酸钠液体混合，然后再将陶土干粉粉剂加入，进行二次混合。
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