CN113211897B - 一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用，所述包裹式柔性防火防爆毯包括依次设置的微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层；通过上述四层夹心结构的设计以及对每层材料的特殊选择，成功得到了兼具优异阻燃性、防爆性以及稳定性的防火防爆毯；且所述包裹式柔性防火防爆毯还具有轻量化的特点，应用时不仅可以有效降低中间接头短路故障产生的风险，且安装便捷，可应用于各类狭小空间及混容电缆通道，具有重要的研究价值。

Description

一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用。
背景技术
进入新世纪，随着我国经济的高速发展，电力应用需求越来越大，电力工业电缆线路持续高速增加，对电力安全特别是电缆火灾的要求越来越高。现阶段小直径隧道、排管和电缆井的电缆敷设应用情况十分普遍，各种电缆接头混沟使用，由于受到各种不确定因素，包括施工、人为造成中间接头产生击穿或爆炸事故，一旦发生火灾电缆所连接的设备、仪器、建筑造成严重破坏和损失。另外电缆隧道环境密封，当隧道内电缆接头等出现突发故障引起爆炸和火灾烟雾等情况时，还可能对作业人员的人身安全构成威胁。因此针对隧道及排管接头井内电缆铺设、运行、检修作业时的防火防爆装置的研究十分有必要。
防火防爆盒作为电缆施工中必不可少的一种装置，用于电缆接头处起到防火防爆，保证作业人员安全的作用。CN202026067U公开了一种双层密封式电缆中间接头防火防爆盒，包括两个双层半圆柱体的外壳、填充在两外壳内部的阻燃材料，其特征在于：所述两外壳之间设有防水密封垫，两外壳的壳体边缘分别设有小孔，并用螺栓通过小孔将两外壳锁紧，两外壳的两个端部分别预留有供电缆贯穿通过的通孔，并且在外壳两端的电缆的外表面套设一防水密封圈后，该防水密封圈的两边浇注防水封堵材料，所述外壳内部的阻燃材料的中心还设有一防爆盒内壳，所述内壳里的电缆中间接头外部浇灌满环氧树脂。但是，传统的防火防爆盒存在占用空间大、安装过程繁琐的问题、很难用于狭小空间超容及混溶电缆通道的施工中。
防火防爆毯可以有效的解决上述问题。CN111986430A公开了一种智能预警防火防爆毯，包括防火防爆毯、高压电缆接头、第一通孔、第二通孔、防火防爆内层、织物外表层、密封圈、阻挡袋、温度传感器、压力传感器、控制器、位置感应层以及位置传感器，所述防火防爆毯包裹在高压电缆接头的四周外表面；所述位置感应层的外侧设置有防火防爆内层，所述防火防爆内层远离位置感应层的一侧设置有织物外表层，所述位置感应层上设置有若干位置传感器；通过烟雾传感器检测出火灾的发生，增加了检测的准确性，同时降低了维修救援人员的工作强度，提高了装置的工作效率，合理安排维修救援人员，提高了救援速度，减少了对电缆接头的损害。CN112140670A公开了一种电缆防火防爆毯，包括凯夫拉纤维层、柔性防火防爆内层和包覆于柔性防火防爆内层的平纹织物表层，所述平纹织物表层由多层浸润了乙烯基酯树脂颗粒的超高分子量聚乙烯纤维基布经热压形成，所述乙烯基酯树脂颗粒以间距1～2mm的方式离散排列在超高分子量聚乙烯纤维基布上，所述柔性防火防爆内层包括通过相互匹配的齿合部依次配合设置的柔性防火层、柔性隔热层、防爆核心层、防电弧金属层和环氧有机玻璃钢层；所述平纹织物表层外部设置有连接结构。该发明提供的电缆防火防爆毯，使电缆防火、阻燃性及防爆性好。但是，这两种专利提供的防火防爆毯在阻燃和热稳定性方面的效果仍有待提高，且使用安装较为繁琐，不利于工业化发展，限制了防火防爆毯的广泛应用。
因此，开发一种具有优异阻燃性、耐水性且轻量化便于安装的包裹式柔性防火防爆毯，是本领域目前急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用，所述包裹式柔性防火防爆毯包括依次设置的的微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层；通过上述四层夹心结构的设计以及对于每层材料特殊选择，使得制备得到的防火防爆毯具有优异的防爆特性、阻燃性以及耐水性，应用时可有效降低中间接头短路故障所产生的高压电弧爆炸和火患风险，从而可以有效降低电缆接头事故对施工人员及设备的直接伤害和潜在伤害，具有重要的研究意义。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种包裹式柔性防火防爆毯，所述包裹式柔性防火防爆毯包括依次设置的的微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层。
本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯的剖面结构示意图如图1所示，其中，1代表微孔聚脲弹性体层，具有微孔结构的微孔聚脲弹性体层1在爆炸过程中可以吸收爆炸释放的能量，起到缓冲作用；且设计成微孔结构可以有效降低聚脲弹性体的密度，使其更加轻量化，便于施工使用；2代表防爆纤维层，防爆纤维层2同样具有很好的防爆效果；3代表聚酰亚胺柔性体层，聚酰亚胺柔性体层3中的聚酰亚胺分子的分子链中含有十分稳定的芳杂环结构，使其体现出其他高分子材料无法比拟的优异的稳定性，在户外环境可以长时间不发生任何化学改变，还具有良好耐辐射、耐水解、粘结性、阻燃性优异等诸多优点，且其还可以有效提高所述包裹式柔性防火防爆毯的绝缘性能，防止其漏电；4代表防火纤维层，防火纤维层具有优异的耐火作用。
本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯通过四层夹心结构的设计以及对每层材料的特殊选择，结合材料本身拥有的阻燃，耐水性等特点，成功制备得到了兼具优异阻燃性、防爆性以及耐水性的防火防爆毯；且所述包裹式柔性防火防爆毯还具有轻量化的优点，应用时不仅可以有效降低中间接头短路故障所产生的高压电弧爆炸和火患风险，降低电缆接头事故对施工人员及设备的直接伤害和潜在伤害，安装便捷，可应用于各类空间狭小空间及混容电缆通道，具有重要的研究价值。
本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯在电缆施工应用时，防火纤维层作为最外层接触空气。
优选地，所述微孔聚脲弹性体层的厚度为1～2mm，例如1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或1.9mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述微孔聚脲弹性体层的材料包括微孔聚脲弹性体。
优选地，所述微孔聚脲弹性体的制备原料按照重量份包括如下组分：70～90重量份异氰酸酯、聚酯多元醇30～50重量份、扩链剂2～10重量份、固化剂20～30重量份和发泡剂0.2～0.5重量份。
所述异氰酸酯可以为72重量份、74重量份、76重量份、78重量份、80重量份、82重量份、84重量份、86重量份或88重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述聚酯多元醇可以为32重量份、34重量份、36重量份、38重量份、40重量份、42重量份、44重量份、46重量份或48重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述扩链剂可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述扩链剂可以为1,4丁二醇、乙二醇或丙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
所述固化剂可以为21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份或29重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述发泡剂可以为0.23重量份、0.26重量份、0.29重量份、0.33重量份、0.36重量份、0.39重量份、0.43重量份、0.46重量份或0.49重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述固化剂包括端氨基聚氧化丙烯醚和/或端氨基聚氧化乙烯醚。
作为优选技术方案，本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯中微孔聚脲弹性体的制备原料中添加有特定份数的固化剂和特定份数的发泡剂，固化剂中的NH2-可以和剩余的-NCO-反应生成-NH-CO-NH-，聚脲材料中含有异氰酸酯基团与氨基基团发生化学反应生成的一种嵌段共聚物弹性材料，其分子链含有软段和硬段，软段赋予其优良的高弹性，硬段可以作为分子链的交联点，降低分子链的相对滑动性，通过软段和硬段的结构的调节设计，使聚脲材料在很宽的范围内有很大范围的硬度变化，使其具有良好的坚韧性和力学性能；另外加入发泡剂使得得到的聚脲弹性体层具有微孔结构，微孔结构的设计，使得所述聚脲弹性体层在爆炸过程中可以吸收释放的能量，起到缓冲作用，且同时可以降低聚脲材料的密度，施工使用更加轻量化。
优选地，所述发泡剂包括二氧化碳、氮气或有机膨胀微球发泡剂中的任意一种。
优选地，所述微孔聚脲弹性体的制备原料中还包括阻燃剂。
优选地，所述微孔聚脲弹性体通过如下方法制备得到，所述的方法包括如下步骤：
(1)将异氰酸酯、聚多元醇和扩链剂进行反应，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和固化剂进行反应，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物、发泡剂和任选地阻燃剂混合，固化，得到所述微孔聚脲弹性体。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为60～85℃，例如63℃、66℃、69℃、73℃、76℃、79℃或83℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为2～6h，例如2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h或5.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为1～30min，例如3min、6min、9min、13min、16min、19min、23min、26min或29min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述固化的时间为3～5h，例如3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4h、4.2h、4.4h、4.6h或4.8h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，步骤(3)所述固化的温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将异氰酸酯、聚多元醇和扩链剂在60～85℃下反应2～6h，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和固化剂反应10～30min，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物、发泡剂和任选地阻燃剂混合，在70～90℃下固化3～5h，得到所述微孔聚脲弹性体。
优选地，所述防爆纤维层的厚度为0.2～0.3mm，例如0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm或0.29mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防爆纤维层的材料包括高密度聚乙烯。
优选地，所述聚酰亚胺柔性体层的厚度为1～3mm，例如1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm或2.8mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚酰亚胺柔性体层与所述防爆纤维层相连的表面为半球结构。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的具有半球结构的包裹式柔性防火防爆毯的剖面结构示意图如图2所示，其中1代表微孔聚脲弹性层；2代表防爆纤维层；3代表聚酰亚胺柔性体层；4代表防火纤维层；聚酰亚胺柔性体层3与防爆纤维层的连接面具有半球结构的设计，可以辅助微孔聚脲弹性体层1进行双重吸收爆炸释放的能量，使得到的包裹式柔性防火防爆毯具有更好的防爆特性。
优选地，所述半球结构的半径为0.5～1.5mm，例如0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm或1.4mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚酰亚胺柔性体层的材料包括聚酰亚胺。
优选地，所述聚酰亚胺的制备原料包括聚酰胺酸。
所述聚酰胺预聚体可通过现有方法进行合成或者直接购买得到。
本发明得到的具有半球结构的聚酰亚胺柔性体可通过将聚酰胺酸注入具有半球结构的模具中，固化成型，即可得到所述具有半球结构的聚酰亚胺柔性体。
优选地，所述防火纤维层的厚度为0.2～0.3mm，例如0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm或0.29mm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防火纤维层的材料为硅酸盐纤维布。
优选地，所述制备方法包括：将微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层依次连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
优选地，所属连接包括螺纹缝合连接。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的包裹式柔性防火防爆毯在电力工业中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯通过依次设置的微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层的四层夹心结构，且通过对每层结构中材料进行特殊选择，使得所述包裹式柔性防火防爆毯兼具优异阻燃性、防爆性以及耐水性；本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯的相间短路电流为23～28kA，相地短路电流为18～22kA，阻燃等级均为A1级，且耐水性测试均为无明显变形；且应用时可以有效降低中间接头短路故障所产生的高压电弧爆炸和火患风险，降低电缆接头事故对施工人员及设备的直接伤害和潜在风险。
(2)本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯通过对微孔聚脲弹性层中微孔结构的设计，搭配聚酰亚胺柔性体层的半球结构设计，还使得所述包裹式柔性防火防爆毯具有轻量化的优势，应用时安装便捷，可应用于各类空间狭小空间及混容电缆通道，具有重要的研究价值。
附图说明
图1为本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯的剖面结构示意图；
图2为本发明提供的具有半球结构的包裹式柔性防火防爆毯的剖面结构示意图；
其中，1-微孔聚脲弹性体层，2-防爆纤维层，3-聚酰亚胺柔性体层和4-防火纤维层。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
制备例1
一种微孔聚脲弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure GDA0004054076490000101
其中，异佛尔酮二异氰酸酯来源于德固赛，聚酯多元醇来源于赢创聚酯多元醇Dynacoll 7380，端氨基聚氧化丙烯醚二铵来源于巴斯夫BASF、聚醚胺固化剂D230；
本制备例提供的微孔聚脲弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚多元醇和1,4丁二醇在75℃下反应4h，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和端氨基聚氧化丙烯醚二铵反应15min，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物和液体二氧化碳混合，在80℃下固化4h，得到所述微孔聚脲弹性体。
制备例2
一种微孔聚脲弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure GDA0004054076490000102
其中，异佛尔酮二异氰酸酯来源于德固赛，聚酯多元醇来源于赢创聚酯多元醇Dynacoll 7380，端氨基聚氧化丙烯醚二铵来源于巴斯夫BASF、聚醚胺固化剂D230；
本制备例提供的微孔聚脲弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚多元醇和1,4丁二醇在60℃下反应6h，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和端氨基聚氧化丙烯醚二铵反应10min，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物和液体二氧化碳混合，在70℃下固化5h，得到所述微孔聚脲弹性体。
制备例3
一种微孔聚脲弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure GDA0004054076490000111
其中，异佛尔酮二异氰酸酯来源于德固赛，聚酯多元醇来源于赢创聚酯多元醇Dynacoll 7380，端氨基聚氧化丙烯醚二铵来源于巴斯夫BASF、聚醚胺固化剂D230；
本制备例提供的微孔聚脲弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚多元醇和1,4丁二醇在85℃下反应2h，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和端氨基聚氧化丙烯醚二铵反应30min，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物和液体二氧化碳混合，在90℃下固化3h，得到所述微孔聚脲弹性体。
制备例4
一种聚酰亚胺柔性体，其制备方法包括：将聚酰胺酸(将1mol的二胺单体BAPB、4,4'-二(4-氨基苯氧基)联苯和DMF加入反应皿中，加热使其完全溶解，加入2mol的邻苯二甲酸酐，搅拌均匀，反应4h左右，得到所述聚酰胺酸)注入半径为1mm的半球结构的模具(镀铜)中，在260℃下成型，得到所述聚酰亚胺柔性体。
制备例5
一种聚酰亚胺柔性体，其制备方法包括：将聚酰胺预聚体在260℃下成型，得到所述聚酰亚胺柔性体。
对比制备例1
一种聚脲弹性体，其制备原料按照重量份包括如下组分：
Figure GDA0004054076490000121
其中，异佛尔酮二异氰酸酯来源于德固赛，聚酯多元醇来源于赢创聚酯多元醇Dynacoll 7380，端氨基聚氧化丙烯醚二铵来源于巴斯夫BASF、聚醚胺固化剂D230；
本制备例提供的聚脲弹性体的制备方法包括如下步骤：
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚多元醇和1,4丁二醇在75℃下反应4h，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和端氨基聚氧化丙烯醚二铵反应15min，得到所述聚脲弹性体。
实施例1
一种包裹式柔性防火防爆毯，其剖面结构示意图如图2所示，包括：微孔聚脲弹性体层1、防爆纤维层2、聚酰亚胺柔性体层3和防火纤维层4；
其中，微孔聚脲弹性体层1的厚度为1.5mm，材料为微孔聚脲弹体性(制备例1)；
防爆纤维层2的厚度为0.25mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)；
聚酰亚胺柔性体层3的厚度为2mm，半球结构的半径为1mm，材料为聚酰亚胺柔性体(制备例4)；
防火纤维层4的厚度为0.25mm的硅酸盐纤维布；
本实施例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将微孔聚脲弹性体、高密度聚乙烯纤维布、聚酰亚胺柔性体和硅酸盐纤维布依次通过螺纹缝合连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
实施例2
一种包裹式柔性防火防爆毯，其剖面结构与实施例1相同；
包括：微孔聚脲弹性体层(厚度为1mm的微孔聚脲弹性体(制备例2)；防爆纤维层(厚度为0.2mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)；聚酰亚胺柔性体层(厚度为3mm，半球结构的半径为0.5mm的聚酰亚胺柔性体(制备例4))和防火纤维层(厚度为0.2mm的硅酸盐纤维布)；
本实施例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将微孔聚脲弹性体、高密度聚乙烯纤维布、聚酰亚胺柔性体和硅酸盐纤维布依次通过螺纹连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
实施例3
一种包裹式柔性防火防爆毯，其剖面结构与实施例1相同；
包括：微孔聚脲弹性体层(厚度为3mm的微孔聚脲弹性体(制备例3)；防爆纤维层(厚度为0.3mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)；聚酰亚胺柔性体层(厚度为3mm，半球结构的半径为0.5mm的聚酰亚胺柔性体(制备例4))和防火纤维层(厚度为0.3mm的硅酸盐纤维布)；
本实施例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将微孔聚脲弹性体、高密度聚乙烯纤维布、聚酰亚胺柔性体和硅酸盐纤维布依次通过螺纹连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
实施例4
一种包裹式柔性防火防爆毯，其剖面结构示意图如图1所示，包括：微孔聚脲弹性体层1、防爆纤维层2、聚酰亚胺柔性体层3和防火纤维层4；
其中，微孔聚脲弹性层1的厚度为1.5mm，材料为微孔聚脲弹性(制备例1)；
防爆纤维层2的厚度为0.25mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)；
聚酰亚胺柔性体层3的厚度为2mm，材料为聚酰亚胺柔性体(制备例5)；
防火纤维层4的厚度为0.25mm的硅酸盐纤维布；
本实施例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将微孔聚脲弹性体、高密度聚乙烯纤维布、聚酰亚胺柔性体和硅酸盐纤维布依次通过螺纹连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
对比例1
一种包裹式柔性防火防爆毯，其与实施例1的区别在于，采用对比制备例1得到的聚脲弹性体替换制备例1得到的微孔聚脲弹性体作为微孔聚脲弹性体层的材料，其他结构、厚度和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种包裹式柔性防火防爆毯，包括依次设置的的防爆纤维层(厚度为0.4mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)、聚酰亚胺柔性体层(厚度为3.2mm，半球结构的半径为1mm的聚酰亚胺柔性体(制备例4)和防火纤维层(厚度为0.4mm的硅酸盐纤维布)；
本对比例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将高密度聚乙烯纤维布、聚酰亚胺柔性体和硅酸盐纤维布依次通过螺纹连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
对比例3
一种包裹式柔性防火防爆毯，包括依次设置的的微孔聚脲弹性体层(厚度为3mm的微孔聚脲弹性(制备例1)、防爆纤维层(厚度为0.5mm的高密度聚乙烯纤维布(CAS:9002-88-4)和防火纤维层(厚度为0.5mm的硅酸盐纤维布)；
本对比例提供的包裹式柔性防火防爆毯的制备方法包括：将微孔聚脲弹性体、高密度聚乙烯纤维布和硅酸盐纤维布依次通过螺纹连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
性能测试：
(1)防爆性：按照GB 3836.3-2010提供的测试方法进行爆炸性环境测试；
(2)阻燃性：按照GB 8624-2012规定的测试方法进行测试；
(3)耐水性：在(20±3)℃下清水浸泡7d，观察有无明显变形。
按照上述测试方法对实施例1～4和对比例1～3提供的包裹式柔性防火防爆毯进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure GDA0004054076490000161
根据表1数据可以看出：
本发明提供的包裹式柔性防火防爆毯兼具优异阻燃性、防爆性以及耐水性。
具体而言，实施例1～4提供的包裹式柔性防火防爆毯的相间短路电流为23～28kA，相地短路电流为18～22kA，阻燃等级均为A1级，且耐水性测试均为无明显变形。
比较实施例1和对比例1得到的包裹式柔性防火防爆毯，采用没有添加液体二氧化碳制备得到的聚脲弹性体作为微孔聚脲弹性体层的材料，进而得到的包裹式柔性防火防爆毯的相间短路电流和相地短路电流均有明显降低，证明其防爆性能变差。
比较实施例1和对比例2可以发现，没有设置微孔聚脲弹性体层的包裹式柔性防火防爆毯的相间短路电流和相地短路电流均大幅度降低，证明其防爆性能很差，且阻燃等级也有明显的降低。
比较实施例1和对比例3可以发现，没有设置聚酰亚胺柔性体层的包裹式柔性防火防爆毯同样的相间短路电流和相地短路电流均大幅度降低，且阻燃等级也有明显的降低，阻燃性和防爆性都很差。
进一步比较实施例1和实施例4可以发现，采用制备例5得到的聚酰亚胺柔性体作为聚酰亚胺柔性体层制备得到包裹式柔性防火防爆毯的相间短路电流和相地短路电流也有所下降，证明半球结构的设计有利于进一步提升防爆毯的防爆性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种包裹式柔性防火防爆毯及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (21)

1.一种包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述包裹式柔性防火防爆毯由依次设置的微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层组成；
所述聚酰亚胺柔性体层与所述防爆纤维层相连的表面为半球结构；
所述微孔聚脲弹性体层的材料包括微孔聚脲弹性体；
所述微孔聚脲弹性体的制备原料按照重量份包括如下组分：异氰酸酯70～90重量份、聚酯多元醇30～50重量份、扩链剂2～10重量份、固化剂20～30重量份和发泡剂0.2～0.5重量份；
所述固化剂包括二端氨基聚氧化丙烯醚和/或二端氨基聚氧化乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述微孔聚脲弹性体层的厚度为1～2mm。
3.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述发泡剂包括二氧化碳、氮气或有机膨胀微球发泡剂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述微孔聚脲弹性体的制备原料中还包括阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述微孔聚脲弹性体通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：
(1)将异氰酸酯、聚多元醇和扩链剂进行反应，得到初始产物；
(2)将步骤(1)得到的初始产物和固化剂进行反应，得到基础产物；
(3)将步骤(2)得到的基础产物、发泡剂和任选地阻燃剂混合，固化，得到所述微孔聚脲弹性体。
6.根据权利要求5所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为60～85℃。
7.根据权利要求5所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，步骤(1)所述反应的时间为2～6h。
8.根据权利要求5所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，步骤(2)所述反应的时间为10～30min。
9.根据权利要求5所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，步骤(3)所述固化的时间为3～5h。
10.根据权利要求5所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，步骤(3)所述固化的温度为70～90℃。
11.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述防爆纤维层的厚度为0.2～0.3mm。
12.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述防爆纤维层的材料包括高密度聚乙烯。
13.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述聚酰亚胺柔性体层的厚度为1～3mm。
14.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述半球结构的半径为0.5～1.5mm。
15.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述聚酰亚胺柔性体层的材料包括聚酰亚胺。
16.根据权利要求15所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述聚酰亚胺柔性体的制备原料包括聚酰胺酸。
17.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述防火纤维层的厚度为0.2～0.3mm。
18.根据权利要求1所述的包裹式柔性防火防爆毯，其特征在于，所述防火纤维层的材料为硅酸盐纤维布。
19.一种如权利要求1～18任一项所述包裹式柔性防火防爆毯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将微孔聚脲弹性体层、防爆纤维层、聚酰亚胺柔性体层和防火纤维层依次连接，得到所述包裹式柔性防火防爆毯。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述连接包螺纹缝合连接。
21.一种如权利要求1～18任一项所述的包裹式柔性防火防爆毯在电力工业中的应用。
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