CN113611449A - 一种b2级阻燃电缆及其制备方法和应用 - Google Patents

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CN113611449A CN202111066901.7A CN202111066901A CN113611449A CN 113611449 A CN113611449 A CN 113611449A CN 202111066901 A CN202111066901 A CN 202111066901A CN 113611449 A CN113611449 A CN 113611449A
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Abstract

本发明涉及一种B2级阻燃电缆及其制备方法和应用，所述B2级阻燃电缆包括至少两根缆芯，所述缆芯阵列分布，所述至少两根缆芯的外部依次设置有内衬层和保护层；所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；所述保护层的制备原料按照重量份数包括如下组分：聚乙烯10‑30份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物10‑45份，聚烯烃弹性体30‑55份，复合阻燃剂50‑70份，助剂1‑50份；所述复合阻燃剂包括氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的组合。本发明所述B2级阻燃电缆在满足基本力学性能的基础上，具有B2级阻燃特性。

Description

一种B2级阻燃电缆及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种B2级阻燃电缆及其制备方法和应用。
背景技术
现有的常规电力电缆仅仅考虑电缆的成束阻燃特性，没有考虑电缆在火灾条件下燃烧时对外界产生危害的热释放、烟气释放、烟气毒性和燃烧滴落物等因素。
CN112940388A公开了一种B2级低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，其公开的B2级低烟无卤聚烯烃电缆料的原料包括如下组分：乙烯-丙烯酸丁酯共聚物35～50份、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物25～45份、超低密度聚乙烯10～25份、相容剂5～10份、润滑剂3～8份、抗氧剂0.5～2份、无机填料120～150份、纳米蒙脱土1～5份和炭黑母粒3份，其中，无机填料为氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，氢氧化铝的粒径为0.5～1.5μm，氢氧化镁的粒径为1.0～1.8μm；所述份数为重量份数。其公开的B2级低烟无卤聚烯烃电缆料达到B2级的阻燃级别，且机械性能优良、使用寿命长，利于电缆的加工以及敷设。
CN112820459A公开了一种环保型阻燃高压电缆，包括三根缆芯，所述三根缆芯呈中心阵列分布，所述缆芯由铜导体、导体屏蔽层和导体绝缘层组成，所述铜导体外均设有导体屏蔽层，所述导体屏蔽层的外层还包裹有导体绝缘层；所述三根缆芯的外部设有钢带铠装层，所述钢带铠装层与缆芯之间、所述三根缆芯之间的空隙中设有高压填充条；所述钢带铠装层的外层设有交联聚乙烯绝缘层，所述交联聚乙烯绝缘层的外层设有玻璃布带，所述玻璃布带的外层设有阻燃外护套层。其公开的环保型阻燃高压电缆，耐高压，在8.7/10KV的耐压测试中，可以保持5min不击穿，具有超强的阻燃性能。制备方法简单、环保、易操作、易控制。
目前的B2级电缆不能兼具优异的阻燃性和力学性能，因此，开发一种兼具优异的阻燃性和力学性能的B2级电缆至关重要。
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B2级阻燃电缆及其制备方法和应用，所述电缆在满足基本力学性能的基础上，具有B2级阻燃特性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种B2级阻燃电缆，所述电缆包括至少两根缆芯，所述缆芯阵列分布，所述至少两根(例如三根、四根、五根等)缆芯的外部依次设置有内衬层和保护层；
所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；
所述保护层的制备原料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003258776550000021
所述复合阻燃剂包括氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的组合。
本发明所述B2级阻燃电缆设置了保护层，所述保护层中包括氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的组合作为复合阻燃剂，协同配合，在树脂中均匀分散，使所述电缆在在满足基本力学性能的基础上，具有B2级阻燃特性。
所述聚乙烯的重量份数为10-30份，例如12份、14份、16份、18份、20 份、22份、24份、26份、28份等。
所述乙烯醋酸乙烯酯共聚物的重量份数为10-45份，例如12份、15份、20 份、25份、30份、35份、40份、42份等。
所述聚烯烃弹性体的重量份数为30-55份，例如32份、34份、35份、40 份、45份、50份、52份、54份等。
所述复合阻燃剂的重量份数为50-70份，例如52份、55份、60份、65份、 68份等。
所述助剂的重量份数为1-50份，例如5份、10份、15份、20份、25份、 30份、35份、40份、45份等。
优选地，所述复合阻燃剂中，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的重量比为 1:(1-3):(0.5-1.5)，其中1-3可以为1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、 2.8等，0.5-1.5可以为0.6、0.8、1、1.2、1.4等。
本发明所述复合阻燃剂中，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的重量比为1: (1-3):(0.5-1.5)，该质量范围内的氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂，在树脂中均匀分散，能更好地配合协同提升保护层的阻燃性能。
优选地，所述保护层还包括硼酸锌。
本发明所述保护层还包括硼酸锌，硼酸锌在燃烧过程中生成氧化锌促进成炭剂的形成，与复合阻燃剂协同配合，在氢氧化镁中能促进成炭并形成陶瓷化，起到抑烟、阻燃、抗滴落的作用，提升保护层的阻燃性能。
优选地，所述硼酸锌的重量份数为15-25份，例如16份、18份、20份、22 份、24份等。
优选地，所述助剂包括相容剂、补强剂、润滑剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：相容剂和补强剂的组合，补强剂、润滑剂和抗氧剂的组合等，优选相容剂、补强剂、润滑剂和抗氧剂的组合。
优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和/ 或马来酸酐接枝聚乙烯(PE)。
本发明所述相容剂还能起到偶联剂和分散促进剂的作用，使阻燃剂在树脂中分散更加均匀，提升电缆的性能。
优选地，所述补强剂包括炭黑、白炭黑、乙炔炭黑或硅藻土中的任意两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：炭黑和白炭黑的组合，乙炔炭黑和硅藻土的组合，白炭黑和乙炔炭黑的组合等。
优选地，所述补强剂中，任意两种的质量比为1:(1-2.5)，其中1-2.5可以为1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.4等。
优选地，所述润滑剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌或硅油中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：聚乙烯蜡和硬脂酸锌的组合，硬脂酸锌和硅油的组合，聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油的组合等。
优选地，所述润滑剂包括质量比为1:(0.5-1.5):(0.5-1.5)的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油，优选质量比为1:(0.5-1.5):1的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油。
优选地，所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和/或硫代二丙酸双月桂酯(抗氧剂DLTP)。
优选地，所述相容剂的重量份数为5-10份，例如6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述补强剂的重量份数为15-25份，例如16份、18份、20份、22 份、24份等。
优选地，所述润滑剂的重量份数为3-9份，例如7份、5份、6份、7份、8 份等。
优选地，所述抗氧剂的重量份数为2-6份，例如3份、4份、5份等。
优选地，所述内衬层的材质包括陶瓷化聚烯烃。所述陶瓷化聚烯烃主要特点在陶瓷化上，这种材料在经受火焰燃烧后，会结壳，像烧陶瓷一样，可以保护内部绝缘层。
优选地，所述缆芯和内衬层之间设置有阻燃包带。
优选地，所述缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物。
优选地，所述阻燃填充物包括阻燃填充绳。
优选地，所述内衬层和保护层之间设置有镀锌钢带。
作为优选的技术方案，本发明提供了一种B2级阻燃电缆，所述B2级阻燃电缆包括至少两根缆芯，所述缆芯阵列分布，缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物，所述至少两根缆芯的外部依次设置有阻燃包带、内衬层、镀锌钢带和保护层；
所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；
所述保护层的制备原料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003258776550000051
Figure BDA0003258776550000061
所述复合阻燃剂包括氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的组合。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的B2级阻燃电缆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，在所述缆芯外部设置内衬层，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，挤出，造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的B2级阻燃电缆。
优选地，步骤(1)中，所述设置内衬前还包括：在至少两根缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，然后在缆芯外部设置阻燃包带。
优选地，在设置内衬层后还包括：将镀锌钢带设置于所述内衬层的外表面。
优选地，步骤(2)中，所述挤出的装置包括双螺杆挤出机。
优选地，所述挤出的温度为120-180℃，例如130℃、140℃、150℃、160℃、 170℃等。
优选地，所述挤出的转速为50-500转/分，例如100转/分、200转/分、300 转/分、400转/分等。
优选地，所述造粒成型的温度为120-140℃，例如125℃、130℃、135℃等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，然后在缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，之后在缆芯外部依次设置阻燃包带、内衬层和镀锌钢带，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，在温度为120-180℃和转速为50-500转/分的双螺杆挤出机中挤出，然后在120-140℃下造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的B2级阻燃电缆。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的B2级阻燃电缆在建筑中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述B2级阻燃述电缆在满足基本力学性能的基础上，具有B2级阻燃特性，具体在阻燃性能方面，热释放速率峰值、受火1200s内的热释放总量、燃烧增长速率指数、产烟速率峰值和受火1200s内的产烟总量能同时满足 GB/T 31248-2014(20.5kW火源)，可以敷设在室内、室外、地下、电缆桥架或变电所电缆夹层等场所。
(2)本发明所述电缆具有B2级阻燃特性，所述电缆热释放速率峰值在49 kW以内(指标：HRR峰值≤60kW)，受火1200s内的热释放总量在30MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)，燃烧增长速率指数在230W/s以内(指标：FIGRA ≤300W/s)，产烟速率峰值在0.24m2/s以内(指标：SPR峰值≤1.5m2/s)，受火1200s内的产烟总量在20MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)。
(3)以氢氧化镁为标准，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂协同作用时，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比在1:(1-3):(0.5-1.5)范围内，硼酸锌作为阻燃剂，与复合阻燃剂配合协同使用时，所述电缆热释放速率峰值在33kW 以内(指标：HRR峰值≤60kW)，受火1200s内的热释放总量在22MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)，燃烧增长速率指数在188W/s以内(指标：FIGRA≤ 300W/s)，产烟速率峰值在0.040m2/s以内(指标：SPR峰值≤1.5m2/s)，受火1200s内的产烟总量在5.5MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)。
附图说明
图1是实施例1所述电缆的结构示意图；
其中，1-导体；2-绝缘层；3-阻燃填充物；4-阻燃包带；5-内衬层；6-镀锌钢带；7-保护层。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。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。
实施例1
本实施例提供一种B2级阻燃电缆，结构示意图如图1所示，所述电缆包括四根缆芯，所述缆芯阵列分布，缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物3，所述四根缆芯的外部依次设置有阻燃包带4、内衬层5、镀锌钢带6和保护层7；
所述缆芯包括导体1及包覆于导体表面的绝缘层2；
所述保护层的制备原料按照重量份数由如下组分组成：聚乙烯20份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物30份，聚烯烃弹性体45份，相容剂8份，补强剂20份，硼酸锌20份，复合阻燃剂60份，抗氧剂4份，润滑剂6份；
上述原料具体为：
聚乙烯购于中石化，牌号为LLDPE 7144；
乙烯醋酸乙烯酯共聚物购于杜邦公司，牌号为EVA265A；
聚乙烯弹性体购于陶氏化学，牌号为POE 8842；
相容剂为马来酸酐接枝EVA，购于杜邦公司，牌号为FUSABOND C250；
补强剂为质量比为1:2的炭黑和白炭黑；
复合阻燃剂为质量比为1:2:1的氢氧化镁、红磷和磷氮系阻燃剂，所述磷氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，购于浙江新化化工；
抗氧剂为质量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂DLTP；
润滑剂为质量比为1:1:1的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油，其中聚乙烯蜡购于南京天诗新材料，牌号为PEW-0320A；硅油购于安徽艾约塔硅油有限公司，牌号为IOTA1403。
上述电缆的制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，然后在缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，之后在缆芯外部依次设置阻燃包带、内衬层和镀锌钢带，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，在温度为160℃和转速为 200转/分的双螺杆挤出机中挤出，然后在130℃下造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的电缆。
实施例2
本实施例提供一种B2级阻燃电缆，所述电缆包括四根缆芯，所述缆芯阵列分布，缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物，所述四根缆芯的外部依次设置有阻燃包带、内衬层、镀锌钢带和保护层；
所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；
所述保护层的制备原料按照重量份数由如下组分组成：聚乙烯10份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物10份，聚烯烃弹性体30份，相容剂5份，补强剂15份，硼酸锌15份，复合阻燃剂50份，抗氧剂2份，润滑剂9份；
上述原料具体为：
聚乙烯购于中石化，牌号为LLDPE 7144；
乙烯醋酸乙烯酯共聚物购于杜邦公司，牌号为EVA 265A；
聚乙烯弹性体购于陶氏化学，牌号为POE 8842；
相容剂为马来酸酐接枝PE，购于上海鼎芬化学科技有限公司；
补强剂为质量比为1:1的乙炔炭黑和硅藻土；
复合阻燃剂为质量比为1:2:1的氢氧化镁、红磷和磷氮系阻燃剂，所述磷氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，购于浙江新化化工；
抗氧剂为抗氧剂DLTP；
润滑剂为质量比为1:0.5:1.5的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油，其中聚乙烯蜡购于南京天诗新材料，牌号为PEW-0320A；硅油购于安徽艾约塔硅油有限公司，牌号为IOTA1403。
上述电缆的制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，然后在缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，之后在缆芯外部依次设置阻燃包带、内衬层和镀锌钢带，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，在温度为120℃和转速为 50转/分的双螺杆挤出机中挤出，然后在120℃下造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的电缆。
实施例3
本实施例提供一种B2级阻燃电缆，所述电缆包括四根缆芯，所述缆芯阵列分布，缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物，所述四根缆芯的外部依次设置有阻燃包带、内衬层、镀锌钢带和保护层；
所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；
所述保护层的制备原料按照重量份数由如下组分组成：聚乙烯30份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物45份，聚烯烃弹性体55份，相容剂10份，补强剂25份，硼酸锌25份，复合阻燃剂70份，抗氧剂6份，润滑剂3份；
上述原料具体为：
聚乙烯购于中石化，牌号为LLDPE 7144；
乙烯醋酸乙烯酯共聚物购于杜邦公司，牌号为EVA 265A；
聚乙烯弹性体购于陶氏化学，牌号为POE 8842；
相容剂为马来酸酐接枝EVA，购于杜邦公司，牌号为FUSABOND C250；
补强剂为质量比为1:2的白炭黑和硅藻土；
复合阻燃剂为质量比为1:2:1的氢氧化镁、红磷和磷氮系阻燃剂，所述磷氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，购于浙江新化化工；
抗氧剂为抗氧剂1010；
润滑剂为质量比为1:1.5:0.5的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油，其中聚乙烯蜡购于南京天诗新材料，牌号为PEW-0320A；硅油购于安徽艾约塔硅油有限公司，牌号为IOTA1403。
上述电缆的制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，然后在缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，之后在缆芯外部依次设置阻燃包带、内衬层和镀锌钢带，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，在温度为180℃和转速为 500转/分的双螺杆挤出机中挤出，然后在140℃下造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的电缆。
实施例4-7
实施例4-7与实施例1的区别在于所述复合阻燃剂中，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比不同，具体如下：
实施例4：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:1:1，其余均与实施例1相同；
实施例5：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:3:1，其余均与实施例1相同；
实施例6：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:0.5:1，其余均与实施例1相同；
实施例7：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:3.5:1，其余均与实施例1相同。
实施例8-11
实施例8-11与实施例1的区别在于所述复合阻燃剂中，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比不同，具体如下：
实施例8：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:2:0.5，其余均与实施例1相同；
实施例9：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:2:1，其余均与实施例1相同；
实施例10：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:2:0.2，其余均与实施例1相同；
实施例11：氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比1:2:2，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于所述保护层的制备原料将硼酸锌替换为等质量的膨胀型阻燃剂(IFR，购于长丰，牌号为CF-IFR660)，其余均与实施例 1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于所述保护层的制备原料不包括氢氧化镁，红磷和氮磷系阻燃剂的质量比为2:1，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于所述保护层的制备原料不包括红磷，氢氧化镁和氮磷系阻燃剂的质量比为1:1，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于所述保护层的制备原料不包括氮磷系阻燃剂，氢氧化镁和红磷的质量比为1:2，其余均与实施例1相同。
性能测试
将实施例1-12和对比例1-3进行如下测试：
(1)电阻：电缆20℃时导体直流电阻根据GB/T 3956-2008测试。
(2)阻燃性能：火焰蔓延、热释放速率峰值、受火1200s内的热释放总量、燃烧增长速率指数、产烟速率峰值和受火1200s内的产烟总量按照GB/T 31248-2014(20.5kW火源)进行；
烟密度(最小透光率)按照GB/T 17651.2进行；
垂直火焰蔓延按照GB/T 18380.12进行；
燃烧滴落物/微粒按照GB/T 31248-2014进行；
烟气毒性等级按照GB/T 20285进行；
腐蚀性等级按照GB/T 17650.2进行；
(3)保护层的力学性能：
密度按照GB/T 2951.13进行；
拉伸强度和断裂伸长率按照GB/T 1040进行；
老化后的拉伸强度、拉伸强度变化率、断裂伸长率和断裂伸长率变化率按照GB/T32129/GB/T 1040进行；
热变形性能按照GB/T 8815进行；
冲击脆化温度按照GB/T 5470进行；
烟密度(无焰、有焰)按照GB/T 8323进行；
卤酸气体含量(HCl和HBr含量)、pH值和电导率按照GB/T 17650.1进行；
氟含量按照IEC60684-2进行；
耐臭氧性能按照GB/T 32129进行。
测试结果汇总于表1-8中。
表1
Figure BDA0003258776550000141
Figure BDA0003258776550000151
Figure BDA0003258776550000161
表2
Figure BDA0003258776550000162
Figure BDA0003258776550000171
Figure BDA0003258776550000181
表3
Figure BDA0003258776550000182
Figure BDA0003258776550000191
Figure BDA0003258776550000201
表4
Figure BDA0003258776550000202
Figure BDA0003258776550000211
Figure BDA0003258776550000221
表5
Figure BDA0003258776550000222
Figure BDA0003258776550000231
表6
Figure BDA0003258776550000232
Figure BDA0003258776550000241
表7
Figure BDA0003258776550000242
Figure BDA0003258776550000251
表8
Figure BDA0003258776550000261
Figure BDA0003258776550000271
分析表1-表4数据可知，本发明所述B2级阻燃电缆在满足了基本力学性能，进一步分析表5-表8可知，所述电缆具有B2级阻燃特性，尤其是热释放速率峰值、受火1200s内的热释放总量、燃烧增长速率指数、产烟速率峰值和受火1200s 内的产烟总量能同时满足GB/T31248-2014(20.5kW火源)，可以敷设在室内、室外、地下、电缆桥架或变电所电缆夹层等场所。
具体地，各实施例中，所述电缆热释放速率峰值在49kW以内(指标：HRR 峰值≤60kW)，受火1200s内的热释放总量在30MJ以内(指标：THR1200≤ 30MJ)，燃烧增长速率指数在230W/s以内(指标：FIGRA≤300W/s)，产烟速率峰值在0.24m2/s以内(指标：SPR峰值≤1.5m2/s)，受火1200s内的产烟总量在20MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)。
以氢氧化镁为标准，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂协同作用时，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比在1:(1-3):(0.5-1.5)范围内，硼酸锌作为阻燃剂，与复合阻燃剂配合协同使用时，所述电缆热释放速率峰值在33kW以内(指标：HRR峰值≤60kW)，受火1200s内的热释放总量在22MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)，燃烧增长速率指数在188W/s以内(指标：FIGRA≤300W/s)，产烟速率峰值在0.040m2/s以内(指标：SPR峰值≤1.5m2/s)，受火1200s内的产烟总量在5.5MJ以内(指标：THR1200≤30MJ)。
分析对比例1-3与实施例1可知，对比例1-3性能不如实施例1，证明复合阻燃剂中氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂配合协同形成的保护层更利于电缆性能的提升。
分析实施例4-7可知，实施例6-7不如实施例4-5，进一步分析实施例8-11 可知，实施例10-11性能不如实施例8-9，证明以氢氧化镁为标准，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂协同作用时，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的质量比在 1:(1-3):(0.5-1.5)范围内形成的保护层更利于电缆性能的提升。
分析实施例12与实施例1可知，实施例12性能不如实施例1，证明硼酸锌作为阻燃剂，与复合阻燃剂配合协同使用形成的保护层更利于电缆性能的提升。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各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 (10)

1.一种B2级阻燃电缆，其特征在于，所述B2级阻燃电缆包括至少两根缆芯，所述缆芯阵列分布，所述至少两根缆芯的外部依次设置有内衬层和保护层；
所述缆芯包括导体及包覆于导体表面的绝缘层；
所述保护层的制备原料按照重量份数包括如下组分：
Figure FDA0003258776540000011
所述复合阻燃剂包括氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的组合。
2.根据权利要求1所述的B2级阻燃电缆，其特征在于，所述复合阻燃剂中，氢氧化镁、红磷和氮磷系阻燃剂的重量比为1:(1-3):(0.5-1.5)；
优选地，所述保护层还包括硼酸锌；
优选地，所述硼酸锌的重量份数为15-25份。
3.根据权利要求1或2所述的B2级阻燃电缆，其特征在于，所述助剂包括相容剂、补强剂、润滑剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求3所述的B2级阻燃电缆，其特征在于，所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯共聚物和/或马来酸酐接枝聚乙烯；
优选地，所述补强剂包括炭黑、白炭黑、乙炔炭黑或硅藻土中的任意两种的组合；
优选地，所述补强剂中，任意两种的质量比为1:(1-2.5)；
优选地，所述润滑剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌或硅油中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述润滑剂包括质量比为1:(0.5-1.5):(0.5-1.5)的聚乙烯蜡、硬脂酸锌和硅油；
优选地，所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或硫代二丙酸双月桂酯。
5.根据权利要求3或4所述的B2级阻燃电缆，其特征在于，所述相容剂的重量份数为5-10份；
优选地，所述补强剂的重量份数为15-25份；
优选地，所述润滑剂的重量份数为3-9份；
优选地，所述抗氧剂的重量份数为2-6份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的B2级阻燃电缆，其特征在于，所述内衬层的材质包括陶瓷化聚烯烃；
优选地，所述缆芯和内衬层之间设置有阻燃包带；
优选地，所述缆芯的孔隙内设置有阻燃填充物；
优选地，所述阻燃填充物包括阻燃填充绳；
优选地，所述内衬层和保护层之间设置有镀锌钢带。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的B2级阻燃电缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，在所述缆芯外部设置内衬层，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，挤出，造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的B2级阻燃电缆。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述设置内衬前还包括：在至少两根缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，然后在缆芯外部设置阻燃包带；
优选地，在设置内衬层后还包括：将镀锌钢带设置于所述内衬层的外表面；
优选地，步骤(2)中，所述挤出的装置包括双螺杆挤出机；
优选地，所述挤出的温度为120-180℃；
优选地，所述挤出的转速为50-500转/分；
优选地，所述造粒成型的温度为120-140℃。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将导体表面包覆绝缘层，得到缆芯，再将至少两根缆芯阵列设置，然后在缆芯的孔隙内设置阻燃填充物，之后在缆芯外部依次设置阻燃包带、内衬层和镀锌钢带，得到预制电缆；
(2)将保护层的制备原料按照重量份数混合后，在温度为120-180℃和转速为50-500转/分的双螺杆挤出机中挤出，然后在120-140℃下造粒成型，得到保护层；
(3)将所述保护层设置于所述预制电缆上，得到设置有保护层的B2级阻燃电缆。
10.一种权利要求1-6任一项所述的B2级阻燃电缆在建筑中的应用。
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