CN114360796A - 松套层绞式非铠装阻燃电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了松套层绞式非铠装阻燃电缆，包括加强芯、光纤、套管填充物、松套层和阻燃聚乙烯护套层，若干个光纤均匀缠绕形成线芯，线芯安装在松套层内部，线芯与松套层之间填充有套管填充物，线芯、套管填充物和松套层形成缆芯，若干个缆芯被阻燃聚乙烯护套层包覆安装在加强芯外表面，缆芯和阻燃聚乙烯护套层之间填充有缆芯填充物；阻燃聚乙烯护套层制备过程中，改性氢氧化铝作为核的核壳结构，协效阻燃剂分散在核壳结构中，之后与低密度聚乙烯共混挤出，制备出高阻燃聚乙烯材料，能够满足特殊环境下的使用需求。

Description

松套层绞式非铠装阻燃电缆

技术领域

本发明属于光纤电缆技术领域，具体地，涉及一种松套层绞式非铠装阻燃电缆。

背景技术

松套层绞式电缆具有的主要特点为：松套管材料本身具有耐水解特性，而且机械强度较高，管内填充着特种油膏，对光纤起到关键性保护；加强芯处于缆线中心位置对于光缆起到提高机械强度的作用，松套管以适当的绞合节距围绕中心加强件层绞，通过控制光纤余长和调整绞合节距，可使得光缆具有较强的抗拉性能，但是很多特种行业或者特殊的使用环境需要电缆具有优异的防火阻燃性能，能够满足使用要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种松套层绞式非铠装阻燃电缆。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

松套层绞式非铠装阻燃电缆，包括加强芯、光纤、套管填充物、松套层和阻燃聚乙烯护套层，若干个光纤均匀缠绕形成线芯，线芯安装在松套层内部，线芯与松套层之间填充有套管填充物，线芯、套管填充物和松套层形成缆芯，若干个缆芯被阻燃聚乙烯护套层包覆安装在加强芯外表面，缆芯和阻燃聚乙烯护套层之间填充有缆芯填充物；

所述阻燃聚乙烯护套层为高阻燃聚乙烯材料制成，该高阻燃聚乙烯材料包括如下步骤制成：

将氢氧化铝加入聚乙二醇的醇溶液中，高速混合10min，聚乙二醇的用量为氢氧化铝重量的5-8％，过滤、烘干，制得改性氢氧化铝，之后将马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物加热融化，加入开炼机中，加入改性氢氧化铝和协效阻燃剂，在190℃混合5min，制得复合料，之后加入低密度聚乙烯，在190℃下挤出，制得高阻燃聚乙烯材料，改性氢氧化铝、马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物和协效阻燃剂的重量比为8∶3∶3，复合料与低密度聚乙烯的重量比为1∶3。

步骤S2中先通过聚乙二醇对氢氧化铝进行表面改性，聚乙二醇通过氢键在氢氧化铝表面形成分子长链，降低氢氧化铝的表面能，提高其与有机基体的相容性，之后将共聚物和改性氢氧化铝和协效阻燃剂共混，形成一种复合料，其为一种以马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物作为外壳，改性氢氧化铝作为核的核壳结构，协效阻燃剂分散在核壳结构中，之后与低密度聚乙烯共混挤出，制备出高阻燃聚乙烯材料。

进一步地，所述协效阻燃剂包括如下步骤制成：

将4-羟基苯甲腈加入丙酮中，室温下匀速搅拌直至溶解，之后加入碳酸钾粉末，通入氮气回流反应4h，之后加入六氯环三磷腈的丙酮溶液，完全加入后匀速搅拌并反应6h，制得反应物，过滤，用去离子水和丙酮洗涤三次滤饼，制得协效阻燃剂，控制4-羟基苯甲腈、丙酮、碳酸钾和六氯环三磷腈的丙酮溶液的用量比为17.2-17.5g∶200mL∶21.2-22.0g∶26.5-27.2g；

步骤S1中4-羟基苯甲腈与六氯环三磷腈反应，在磷腈结构中引入芳醚环结构以及氰基结构，生成协效阻燃剂，芳醚环结构能够在提高阻燃体系中的芳香环自由基和芳醚环自由基浓度，从而增强阻燃过程中淬灭自由基的效果，引入氰基结构能够提高协效阻燃剂中氮元素含量，进而协同发挥功效，提高阻燃性能。

进一步地，所述六氯环三磷腈的丙酮溶液为六氯环三磷腈和丙酮按重量比6.5-7.2∶20混合而成。

进一步地，所述聚乙二醇的醇溶液为聚乙二醇和无水乙醇按照1∶5的重量比混合而成。

进一步地，套管填充物和缆芯填充物均为阻水油膏，松套层为松套管。

本发明的有益效果：

本发明松套层绞式非铠装阻燃电缆，包括加强芯、光纤、套管填充物、松套层和阻燃聚乙烯护套层，阻燃聚乙烯护套层能够赋予电缆优异的阻燃性能，通过聚乙二醇对氢氧化铝进行表面改性，聚乙二醇通过氢键在氢氧化铝表面形成分子长链，提高其与有机基体的相容性，之后将共聚物和改性氢氧化铝和协效阻燃剂共混，形成一种复合料，其为一种以马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物作为外壳，改性氢氧化铝作为核的核壳结构，协效阻燃剂分散在核壳结构中，之后与低密度聚乙烯共混挤出，制备出高阻燃聚乙烯材料，能够满足特殊环境下的使用需求。

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为本发明松套层绞式非铠装阻燃电缆剖面图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、加强芯；2、光纤；3、套管填充物；4、松套层；5、阻燃聚乙烯护套层。

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，本发明松套层绞式非铠装阻燃电缆包括加强芯1、光纤2、套管填充物3(阻水油膏)、松套层4和阻燃聚乙烯护套层5，若干个光纤2均匀缠绕形成线芯，线芯安装在松套层4内部，线芯与松套层4之间填充有套管填充物3，线芯、套管填充物3和松套层4形成缆芯，若干个缆芯被阻燃聚乙烯护套层5包覆安装在加强芯1外表面，缆芯和阻燃聚乙烯护套层5之间填充有缆芯填充物(阻水油膏)。

所述阻燃聚乙烯护套层5为高阻燃聚乙烯材料制成，该高阻燃聚乙烯材料包括如下步骤制成：

将4-羟基苯甲腈加入丙酮中，室温下匀速搅拌直至溶解，之后加入碳酸钾粉末，通入氮气回流反应4h，之后加入六氯环三磷腈的丙酮溶液，完全加入后匀速搅拌并反应6h，制得反应物，过滤，用去离子水和丙酮洗涤三次滤饼，制得协效阻燃剂，控制4-羟基苯甲腈、丙酮、碳酸钾和六氯环三磷腈的丙酮溶液的用量比为17.2g∶200mL∶21.2g∶26.5g；

将氢氧化铝加入聚乙二醇的醇溶液中，高速混合10min，聚乙二醇的用量为氢氧化铝重量的5％，制得改性氢氧化铝，之后将马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物加热融化，加入开炼机中，加入改性氢氧化铝和协效阻燃剂，在190℃混合5min，制得复合料，之后加入低密度聚乙烯，在190℃下挤出，制得高阻燃聚乙烯材料，改性氢氧化铝、马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物和协效阻燃剂的重量比为8∶3∶3，复合料与低密度聚乙烯的重量比为1∶3。

实施例2

请参阅图1所示，本发明松套层绞式非铠装阻燃电缆结构如实施例1所示，其中阻燃聚乙烯护套层5为高阻燃聚乙烯材料制成，该高阻燃聚乙烯材料包括如下步骤制成：

将4-羟基苯甲腈加入丙酮中，室温下匀速搅拌直至溶解，之后加入碳酸钾粉末，通入氮气回流反应4h，之后加入六氯环三磷腈的丙酮溶液，完全加入后匀速搅拌并反应6h，制得反应物，过滤，用去离子水和丙酮洗涤三次滤饼，制得协效阻燃剂，控制4-羟基苯甲腈、丙酮、碳酸钾和六氯环三磷腈的丙酮溶液的用量比为17.3g∶200mL∶21.5g∶27.0g；

将氢氧化铝加入聚乙二醇的醇溶液中，高速混合10min，聚乙二醇的用量为氢氧化铝重量的6％，制得改性氢氧化铝，之后将马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物加热融化，加入开炼机中，加入改性氢氧化铝和协效阻燃剂，在190℃混合5min，制得复合料，之后加入低密度聚乙烯，在190℃下挤出，制得高阻燃聚乙烯材料，改性氢氧化铝、马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物和协效阻燃剂的重量比为8∶3∶3，复合料与低密度聚乙烯的重量比为1∶3。

实施例3

请参阅图1所示，本发明松套层绞式非铠装阻燃电缆结构如实施例1所示，其中阻燃聚乙烯护套层5为高阻燃聚乙烯材料制成，该高阻燃聚乙烯材料包括如下步骤制成：

将4-羟基苯甲腈加入丙酮中，室温下匀速搅拌直至溶解，之后加入碳酸钾粉末，通入氮气回流反应4h，之后加入六氯环三磷腈的丙酮溶液，完全加入后匀速搅拌并反应6h，制得反应物，过滤，用去离子水和丙酮洗涤三次滤饼，制得协效阻燃剂，控制4-羟基苯甲腈、丙酮、碳酸钾和六氯环三磷腈的丙酮溶液的用量比为17.5g∶200mL∶22.0g∶27.2g；

将氢氧化铝加入聚乙二醇的醇溶液中，高速混合10min，聚乙二醇的用量为氢氧化铝重量的8％，制得改性氢氧化铝，之后将马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物加热融化，加入开炼机中，加入改性氢氧化铝和协效阻燃剂，在190℃混合5min，制得复合料，之后加入低密度聚乙烯，在190℃下挤出，制得高阻燃聚乙烯材料，改性氢氧化铝、马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物和协效阻燃剂的重量比为8∶3∶3，复合料与低密度聚乙烯的重量比为1∶3。

对比例1

本对比例与实施例1相比，未加入协效阻燃剂。

对比例2

本对比例与实施例1相比，未加入氢氧化铝。

对实施例1-3和对比例1-2制备出的高阻燃聚乙烯材料的阻燃性能进行检测，结果如下表所示：

从上表中能够看出本发明实施例1-3制备出的高阻燃聚乙烯材料具有优异的阻燃性能，而且烟量较少。

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 (6)

1.松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，包括加强芯(1)、光纤(2)，若干个光纤(2)均匀缠绕形成线芯，线芯安装在松套层(4)内部，线芯与松套层(4)之间填充有套管填充物(3)，线芯、套管填充物(3)和松套层(4)形成缆芯，若干个缆芯被阻燃聚乙烯护套层(5)包覆安装在加强芯(1)外表面，缆芯和阻燃聚乙烯护套层(5)之间填充有缆芯填充物；

所述阻燃聚乙烯护套层(5)为高阻燃聚乙烯材料制成，该高阻燃聚乙烯材料包括如下步骤制成：

将氢氧化铝加入聚乙二醇的醇溶液中，高速混合10min，制得改性氢氧化铝，之后将马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物加热融化，加入开炼机中，加入改性氢氧化铝和协效阻燃剂，在190℃混合5min，制得复合料，之后加入低密度聚乙烯，在190℃下挤出，制得高阻燃聚乙烯材料。

2.根据权利要求1所述的松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，所述协效阻燃剂包括如下步骤制成：

将4-羟基苯甲腈加入丙酮中，室温下匀速搅拌直至溶解，之后加入碳酸钾粉末，通入氮气回流反应4h，之后加入六氯环三磷腈的丙酮溶液，完全加入后匀速搅拌并反应6h，制得反应物，过滤，用去离子水和丙酮洗涤三次滤饼，制得协效阻燃剂，控制4-羟基苯甲腈、丙酮、碳酸钾和六氯环三磷腈的丙酮溶液的用量比为17.2-17.5g∶200mL∶21.2-22.0g∶26.5-27.2g。

3.根据权利要求2所述的松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，所述六氯环三磷腈的丙酮溶液为六氯环三磷腈和丙酮按重量比6.5-7.2∶20混合而成。

4.根据权利要求1所述的松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，所述聚乙二醇的醇溶液为聚乙二醇和无水乙醇按照1∶5的重量比混合而成。

5.根据权利要求1所述的松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，控制改性氢氧化铝、马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物和协效阻燃剂的重量比为8∶3∶3，复合料与低密度聚乙烯的重量比为1∶3。

6.根据权利要求1所述的松套层绞式非铠装阻燃电缆，其特征在于，套管填充物(3)和缆芯填充物均为阻水油膏，松套层(4)为松套管。

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