CN113963856B - 一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,步骤S1、制备出无卤阻燃防火外套;步骤S2、在基体外表面包覆绝缘层,之后将6个单独的铜芯导体绞合形成导体芯,每个导体芯外表面包裹屏蔽层,若干个导体芯均匀安装在绝缘层外表面形成第一芯体层,第一芯体层外表面包覆一层铝护套,该层铝护套外表面安装有若干导体芯形成第二芯体层,第二芯体层的外表面包覆一层铝护套,该层铝护套外表面包裹无卤阻燃防火外套;该无卤阻燃防火外套通过阻燃剂和阻燃助剂协同发挥功效,赋予该阻燃外套优异的防火性能。
Description
技术领域
本发明属于电缆技术领域,具体地,涉及一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺。
背景技术
随着人们对环保、消防意识的日益重视,对现代高层建筑、各种重要建设工程和民居设施消防系统的安全可靠性要求不断提高。现代建筑物在功能、结构和材料等方面有很大技术进步。建筑物中使用了大量有机化工材料,传统耐火电缆已不适应现代建筑火灾火焰猛烈、温度特高的实际状况,很有必要继续提高耐火电缆的温度等级,并提出了"特高温耐火电缆"的概念。
与传统电缆相比,防火电缆具有耐火等优良性能,该项电缆的作用是,当发生火灾时,火灾报警线路和重要供电线缆能在规定的火焰温度下,保持规定时间内的正常持续供电,以利于开展消防救援,尽量减轻人员伤亡和经济损失,所以,如何提高电缆的耐火性能以及防止燃烧释放有毒气体对环境造成影响是目前所要研究的方向。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,包括如下步骤:
步骤S1、制备出无卤阻燃防火外套:
步骤S11、称取如下重量份原料:75-100份聚乙烯,35-50份填料,2-5份增塑剂,1-3份抗氧剂,20-30份阻燃剂,1-2.5份阻燃助剂,2-5份相容剂;
所述阻燃剂包括如下步骤制成:
步骤A1、将苯酚加入混合溶剂a中,加入催化剂,匀速搅拌并缓慢滴加二氯化硫,滴加过程中维持体系温度为5-10℃,滴加结束后升温至35℃,继续搅拌并反应2h,加入去离子水,转移至分液漏斗中,静置分液,除去水相,收集有机相,旋蒸除去溶剂,制得中间体1,控制苯酚和二氯化硫的摩尔比为2∶1,催化剂的用量为苯酚重量的0.8%;
步骤A1中,在混合溶剂中苯酚和二氯化硫在催化剂的作用下反应,生成中间体1,反应过程如下所示:
步骤A2、将中间体1加入混合溶剂b中,匀速搅拌15min,加入碳酸钾粉末,氮气气氛下加热回流4h,之后加入六氯环三磷腈的正庚烷溶液,升温至55-60℃,匀速搅拌并反应6h,之后降温至室温,加入溴丙烯,加热回流4h,制得粗产物,分别用去离子水和丙酮洗涤三次,真空干燥10h,制得阻燃剂,控制中间体1、碳酸钾粉末、六氯环三磷腈的正庚烷溶液、溴丙烯和混合溶剂b的用量比为35.8-36.2g∶43.5-44.2g∶25mL∶10mL∶200mL。
步骤A2中,中间体1与六氯环三磷腈反应,生成中间体2,之后中间体2与溴丙烯反应,制得阻燃剂,反应过程如下所示:
步骤S12、将各组分原料加入混合机中搅拌混合5min,制得混合料,之后加入密炼机中塑化5min,之后转移至双螺杆挤出机中,挤出,制得无卤阻燃防火外套;
步骤S2、在基体外表面包覆绝缘层,之后将6个单独的铜芯导体绞合形成导体芯,每个导体芯外表面包裹屏蔽层,若干个导体芯均匀安装在绝缘层外表面形成第一芯体层,第一芯体层外表面包覆一层铝护套,该层铝护套外表面安装有若干导体芯形成第二芯体层,第二芯体层的外表面包覆一层铝护套,该层铝护套外表面包裹无卤阻燃防火外套。
进一步地:所述填料为白炭黑和高岭土中的任意一种,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种,所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的任意一种,所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
进一步地:所述阻燃助剂为硼酸锌和微胶囊化红磷以1∶2的重量比混合而成。
进一步地:步骤A1中所述混合溶剂a为环己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
进一步地:步骤A2中所述混合溶剂b为正己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
进一步地:步骤A2中所述六氯环三磷腈的正庚烷溶液为六氯环三磷腈和正庚烷按照6.8-7g∶20mL的用量比混合而成。
进一步地:步骤S12中塑化温度为125-130℃,挤出温度为120-150℃。
本发明的有益效果:
本发明环保型铝护套无卤阻燃防火电缆为了提高防火性能在铝护套外表面包覆无卤阻燃防火外套,该无卤阻燃防火外套通过阻燃剂和阻燃助剂协同发挥功效,赋予该无卤阻燃防火外套优异的防火性能,该阻燃剂在制备过程中苯酚和二氯化硫先反应,生成中间体1,中间体1与六氯环三磷腈反应,生成中间体2,之后中间体2与溴丙烯反应,制得阻燃剂,从结构上看该阻燃剂中不含卤族元素,燃烧时不会释放有毒气体,不会对环境和人体造成伤害,而且本身具有的环磷腈结构和硫元素能够协同增效,进一步提高阻燃剂的阻燃效果,而且传统的添加阻燃剂的方式会使得基料的力学强度降低,本发明通过引入丙烯基结构,能够提高基料的交联程度和拉伸强度,防止无卤阻燃防火外套本身的力学强度降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的剖面图。
图2为导体芯和屏蔽层的剖面图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、基体;2、绝缘层;3、第一芯体层;4、铝护套;5、第二芯体层;6、无卤阻燃防火外套;7、屏蔽层。
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。
请参阅图1-图2所示,本发明一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆,包括基体1、绝缘层2、第一芯体层3、铝护套4、第二芯体层5、无卤阻燃防火外套6和屏蔽层7,基体1外表面包覆有绝缘层2,6个单独的铜芯导体绞合形成导体芯,每个导体芯外表面包裹有屏蔽层7,若干个导体芯均匀安装在绝缘层2外表面形成第一芯体层3,第一芯体层3外表面包覆有一层铝护套4,该层铝护套4外表面安装有若干导体芯形成第二芯体层5,第二芯体层5的外表面包覆有一层铝护套4,该层铝护套4外表面包裹有无卤阻燃防火外套6。
基体1的材质为聚氯乙烯,绝缘层2的材质为云母带,屏蔽层7的材质为镀锡铜丝编织物。
实施例1
所述无卤阻燃防火外套6包括如下步骤制成:
步骤S11、称取如下重量份原料:75份聚乙烯,35份白炭黑,2份邻苯二甲酸二丁酯,1份抗氧剂1010,20份阻燃剂,1份阻燃助剂,2份马来酸酐接枝相容剂;
所述阻燃剂包括如下步骤制成:
步骤A1、将苯酚加入混合溶剂a中,加入催化剂,匀速搅拌并缓慢滴加二氯化硫,滴加过程中维持体系温度为5℃,滴加结束后升温至35℃,继续搅拌并反应2h,加入去离子水,转移至分液漏斗中,静置分液,除去水相,收集有机相,旋蒸除去溶剂,制得中间体1,控制苯酚和二氯化硫的摩尔比为2∶1,催化剂的用量为苯酚重量的0.8%,混合溶剂a为环己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
步骤A2、将中间体1加入混合溶剂b中,匀速搅拌15min,加入碳酸钾粉末,氮气气氛下加热回流4h,之后加入六氯环三磷腈的正庚烷溶液,升温至55℃,匀速搅拌并反应6h,之后降温至室温,加入溴丙烯,加热回流4h,制得粗产物,分别用去离子水和丙酮洗涤三次,真空干燥10h,制得阻燃剂,控制中间体1、碳酸钾粉末、六氯环三磷腈的正庚烷溶液、溴丙烯和混合溶剂b的用量比为35.8g∶43.5g∶25mL∶10mL∶200mL,所述混合溶剂b为正己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成,所述六氯环三磷腈的正庚烷溶液为六氯环三磷腈和正庚烷按照6.8g∶20mL的用量比混合而成。
步骤S12、将各组分原料加入混合机中搅拌混合5min,制得混合料,之后加入密炼机中塑化5min,之后转移至双螺杆挤出机中,挤出,制得无卤阻燃防火外套6,控制塑化温度为125℃,挤出温度为120℃,阻燃助剂为硼酸锌和微胶囊化红磷以1∶2的重量比混合而成。
实施例2
所述无卤阻燃防火外套6包括如下步骤制成:
步骤S11、称取如下重量份原料:85份聚乙烯,40份白炭黑,3份邻苯二甲酸二丁酯,2份抗氧剂1010,25份阻燃剂,1.5份阻燃助剂,3份马来酸酐接枝相容剂;
所述阻燃剂包括如下步骤制成:
步骤A1、将苯酚加入混合溶剂a中,加入催化剂,匀速搅拌并缓慢滴加二氯化硫,滴加过程中维持体系温度为8℃,滴加结束后升温至35℃,继续搅拌并反应2h,加入去离子水,转移至分液漏斗中,静置分液,除去水相,收集有机相,旋蒸除去溶剂,制得中间体1,控制苯酚和二氯化硫的摩尔比为2∶1,催化剂的用量为苯酚重量的0.8%,混合溶剂a为环己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
步骤A2、将中间体1加入混合溶剂b中,匀速搅拌15min,加入碳酸钾粉末,氮气气氛下加热回流4h,之后加入六氯环三磷腈的正庚烷溶液,升温至55℃,匀速搅拌并反应6h,之后降温至室温,加入溴丙烯,加热回流4h,制得粗产物,分别用去离子水和丙酮洗涤三次,真空干燥10h,制得阻燃剂,控制中间体1、碳酸钾粉末、六氯环三磷腈的正庚烷溶液、溴丙烯和混合溶剂b的用量比为36.0g∶43.8g∶25mL∶10mL∶200mL,所述混合溶剂b为正己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成,所述六氯环三磷腈的正庚烷溶液为六氯环三磷腈和正庚烷按照6.9g∶20mL的用量比混合而成。
步骤S12、将各组分原料加入混合机中搅拌混合5min,制得混合料,之后加入密炼机中塑化5min,之后转移至双螺杆挤出机中,挤出,制得无卤阻燃防火外套6,控制塑化温度为128℃,挤出温度为130℃,阻燃助剂为硼酸锌和微胶囊化红磷以1∶2的重量比混合而成。
实施例3
所述无卤阻燃防火外套6包括如下步骤制成:
步骤S11、称取如下重量份原料:100份聚乙烯,50份白炭黑,5份邻苯二甲酸二丁酯,3份抗氧剂1010,30份阻燃剂,2.5份阻燃助剂,5份马来酸酐接枝相容剂;
所述阻燃剂包括如下步骤制成:
步骤A1、将苯酚加入混合溶剂a中,加入催化剂,匀速搅拌并缓慢滴加二氯化硫,滴加过程中维持体系温度为10℃,滴加结束后升温至35℃,继续搅拌并反应2h,加入去离子水,转移至分液漏斗中,静置分液,除去水相,收集有机相,旋蒸除去溶剂,制得中间体1,控制苯酚和二氯化硫的摩尔比为2∶1,催化剂的用量为苯酚重量的0.8%,混合溶剂a为环己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
步骤A2、将中间体1加入混合溶剂b中,匀速搅拌15min,加入碳酸钾粉末,氮气气氛下加热回流4h,之后加入六氯环三磷腈的正庚烷溶液,升温至60℃,匀速搅拌并反应6h,之后降温至室温,加入溴丙烯,加热回流4h,制得粗产物,分别用去离子水和丙酮洗涤三次,真空干燥10h,制得阻燃剂,控制中间体1、碳酸钾粉末、六氯环三磷腈的正庚烷溶液、溴丙烯和混合溶剂b的用量比为36.2g∶44.2g∶25mL∶10mL∶200mL,所述混合溶剂b为正己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成,所述六氯环三磷腈的正庚烷溶液为六氯环三磷腈和正庚烷按照7g∶20mL的用量比混合而成。
步骤S12、将各组分原料加入混合机中搅拌混合5min,制得混合料,之后加入密炼机中塑化5min,之后转移至双螺杆挤出机中,挤出,制得无卤阻燃防火外套6,控制塑化温度为130℃,挤出温度为150℃,阻燃助剂为硼酸锌和微胶囊化红磷以1∶2的重量比混合而成。
对比例1
本对比例与实施例1相比,用磷酸三苯酚代替阻燃剂。
对比例2
本对比例为市售某公司生产的无卤阻燃聚乙烯材料。
对实施例1-3和对比例1-2的阻燃性和力学性能进行检测,结果如下表所示:
从上表中能够看出本发明实施例1-3既具有优异的阻燃性能,加入阻燃剂也不会破坏其力学性能。
实施例4
一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,包括如下步骤:
步骤S1、实施例1制备出无卤阻燃防火外套6;
步骤S2、在基体1外表面包覆绝缘层2,之后将6个单独的铜芯导体绞合形成导体芯,每个导体芯外表面包裹屏蔽层7,若干个导体芯均匀安装在绝缘层2外表面形成第一芯体层3,第一芯体层3外表面包覆一层铝护套4,该层铝护套4外表面安装有若干导体芯形成第二芯体层5,第二芯体层5的外表面包覆一层铝护套4,该层铝护套4外表面包裹无卤阻燃防火外套6。
在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,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,只要不偏离发明的构思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 (5)
1.一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S1、制备出无卤阻燃防火外套(6):
步骤S11、称取如下重量份原料:75-100份聚乙烯,35-50份填料,2-5份增塑剂,1-3份抗氧剂,20-30份阻燃剂,1-2.5份阻燃助剂,2-5份相容剂;
步骤S12、将各组分原料加入混合机中搅拌混合5min,制得混合料,之后加入密炼机中在125-130℃下塑化5min,之后转移至双螺杆挤出机中,在120-150℃下挤出,制得无卤阻燃防火外套(6);
步骤S2、在基体(1)外表面包覆绝缘层(2),之后将6个单独的铜芯导体绞合形成导体芯,每个导体芯外表面包裹屏蔽层(7),若干个导体芯均匀安装在绝缘层(2)外表面形成第一芯体层(3),第一芯体层(3)外表面包覆一层铝护套(4),该层铝护套(4)外表面安装有若干导体芯形成第二芯体层(5),第二芯体层(5)的外表面包覆一层铝护套(4),该层铝护套(4)外表面包裹无卤阻燃防火外套(6);
所述阻燃剂包括如下步骤制成:
步骤A1、将苯酚加入混合溶剂a中,加入催化剂,匀速搅拌并缓慢滴加二氯化硫,滴加过程中维持体系温度为5-10℃,滴加结束后升温至35℃,继续搅拌并反应2h,加入去离子水,转移至分液漏斗中,静置分液,除去水相,收集有机相,旋蒸除去溶剂,制得中间体1;
步骤A2、将中间体1加入混合溶剂b中,匀速搅拌15min,加入碳酸钾粉末,氮气气氛下加热回流4h,之后加入六氯环三磷腈的正庚烷溶液,升温至55-60℃,匀速搅拌并反应6h,之后降温至室温,加入溴丙烯,加热回流4h,制得粗产物,分别用去离子水和丙酮洗涤三次,真空干燥10h,制得阻燃剂;
步骤A1中所述混合溶剂a为环己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成;
步骤A2中所述混合溶剂b为正己烷和乙酸乙酯按照1∶1的体积比混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,其特征在于:所述填料为白炭黑和高岭土中的任意一种,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种,所述抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1010中的任意一种,所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,其特征在于:所述阻燃助剂为硼酸锌和微胶囊化红磷以1∶2的重量比混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,其特征在于:步骤A1控制苯酚和二氯化硫的摩尔比为2∶1,催化剂的用量为苯酚重量的0.8%,步骤A2中控制中间体1、碳酸钾粉末、六氯环三磷腈的正庚烷溶液、溴丙烯和混合溶剂b的用量比为35.8-36.2g∶43.5-44.2g∶25mL∶10mL∶200mL。
5.根据权利要求1所述的一种环保型铝护套无卤阻燃防火电缆的成型工艺,其特征在于:步骤A2中所述六氯环三磷腈的正庚烷溶液为六氯环三磷腈和正庚烷按照6.8-7g∶20mL的用量比混合而成。
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