CN114446535A - 一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电线电缆技术领域，具体为一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆及其制备方法，包括外护套层、第一钢带铠装层、第二钢带铠装层、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线和内护套层，所述第一钢带铠装层、第二钢带铠装层之间设有减震层，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层之间填充有阻燃填料，本发明所制备低烟无卤阻燃电缆的外护套层材料具有良好的力学性能，可以起到很好的保护作用，而且极限氧指数高，阻燃性能优异，燃烧时发烟量低，电缆在燃烧时持续供电时间长。

Description

一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域，具体为一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆及其制备方法。
背景技术
随着我国城市轨道交通事业的高速发展，轨道交通用电缆的需求量也在不断增加。由于轨道交通电缆使用场合的特殊性，电缆必须具备清洁环保、阻燃、防水、防紫外线、防鼠蚁噬咬等特性，其中，阻燃性能尤为重要，城市地铁、城市轻轨的环境密闭，人流量大，电缆密布，火灾安全危险是各项风险的重中之重，一旦电缆燃烧则带来的损失不可估量，
目前，很多的阻燃电缆主要依靠选择含卤材料作为电缆的绝缘护套，但是这种含卤电缆在燃烧过程中会放出大量的烟，同时放出有毒气体，在发生火灾时，产生的浓烟和有毒气体，对人造成更严重的伤害，甚至死亡。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆及其制备方法。
所采用的技术方案如下：
一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层、第一钢带铠装层、第二钢带铠装层、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线和内护套层，所述第一钢带铠装层、第二钢带铠装层之间设有减震层，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层之间填充有阻燃填料。
进一步地，以重量份数计，所述外护套层由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯40-60份、三元乙丙橡胶20-25份、苯基硅橡胶5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10-20份、乙烯基三甲氧基硅烷3-5份、过氧化二异丙苯0.1-0.2份、马来酸酐接枝聚乙烯4-6份、二月桂酸二丁基锡0.01-0.1份、磷酸三甲苯酯0.5-1份、抗氧剂4010NA0.1-0.2份、微晶石蜡3-5份、硬脂酸1-2份、炭黑6-10份、阻燃剂20-40份。
进一步地，所述阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂。
进一步地，所述阻燃剂的制备方法如下：
S1：将含镁聚磷酸铵加入氧化石墨烯水溶液中，于60-70℃搅拌5-10h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯；
S2：将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入改性密胺树脂预聚体溶液中，用稀盐酸调节体系pH至4-5，于75-85℃搅拌反应3-5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
进一步地，所述含镁聚磷酸铵的制备方法如下：
将磷酸二氢铵、尿素、纳米氢氧化镁混合均匀后升温至110-120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌10-20min后升温至140-150℃，反应30-40min后，升温至240-260℃，继续反应1-2h后冷却至室温，粉碎即可。
进一步地，所述改性密胺树脂预聚体溶液的制备方法如下：
将聚乙烯醇、三聚氰胺加入水中，搅拌均匀后用稀盐酸调节体系pH至4-5，升温至80-90℃搅拌2-3h后用碳酸钠溶液调节体系pH至8-9，再加入甲醛溶液，继续反应1.5-2h即可。
进一步地，所述内护套层的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
进一步地，所述减震层的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，所述橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶40-50份、顺丁橡胶40-50份、丁苯橡胶20-25份、白炭黑30-40份、炭黑10-15份、氧化锌4-6份、硅烷偶联剂Si69 15-20份、促进剂TMTD4-6份、硫黄1-2份、抗氧剂4010NA 3-5份、发泡剂OBSH-75 0.5-1份。
进一步地，所述阻燃填料为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌、水滑石、蒙脱土、硅藻土中的任意一种或多种。
本发明还提供了一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法：
采用挤包工艺在若干根绞合后的导线外部成型内护套层，得到线芯，采用挤包工艺在在若干根线芯外部成型第二钢带铠装层，往线芯与所述第二钢带铠装层之间的缝隙填充阻燃填料，再采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型减震层，采用挤包工艺在所述减震层外部成型第二钢带铠装层，最后采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型外护套层。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法，减震层的设计可以很好的抵消电缆受力，避免外力过大直接折断导线，外护套层和阻燃填料起到协同阻燃作用，保护电缆在高温下能够持续供电，外护套层中三元乙丙橡胶耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，苯基硅橡胶使用温度范围宽，具有耐老化、防震、防潮和优良的电气绝缘性能，而且由于分子结构中引入了苯基，破坏了硅氧烷分子结构的规整性，降低了聚合物的结晶度，改善了耐寒性，乙烯-醋酸乙烯共聚物加入后可以改善外护套层的韧性，提高抗折性能，聚磷酸铵是一种优质、高效、无毒的无机阻燃剂，引入纳米氢氧化镁可以协同阻燃，包覆在其表面的氧化石墨烯在受热膨胀过程中会形成骨架结构增加炭层强度，达到阻燃和抑烟的目的，密胺树脂包覆可以改善阻燃剂的相容性，避免团聚，而且密胺树脂经过改性后在受热时会释放出水蒸气和氨气，减小了氧气浓度，稀释可燃小分子，聚乙烯醇的多羟基结构在高温下会脱水生成烯烃和芳环，促进炭层形成，本发明所制备的外护套层材料具有良好的力学性能，可以起到很好的保护作用，而且极限氧指数高，阻燃性能优异，燃烧时发烟量低，电缆在燃烧时持续供电时间长。
附图说明
图1为本发明低烟无卤阻燃电缆的结构示意图；
图中标号分别代表：
1-外护套层；2-第一钢带铠装层；3-减震层；4-内护套层；5-第二钢带铠装层；6-阻燃填料；7-导线。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
请参考图1，一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层(1)、第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线(7)和内护套层(4)，所述第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)之间设有减震层(3)，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层(5)之间填充有阻燃填料(6)。
其中，外护套层(1)由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯55份、三元乙丙橡胶20份、苯基硅橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、过氧化二异丙苯0.1份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、二月桂酸二丁基锡0.01份、磷酸三甲苯酯0.5份、抗氧剂4010NA 0.1份、微晶石蜡4份、硬脂酸1份、炭黑8份、阻燃剂20份。
其中，阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至140℃，反应40min后，升温至260℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于70℃搅拌6h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将90g聚乙烯醇、40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至4，升温至80℃搅拌2h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至8，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应2h得到改性密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至5，于80℃搅拌反应5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
内护套层(4)的材质为聚氯乙烯。
阻燃填料(6)为氢氧化铝。
减震层(3)的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶50份、顺丁橡胶40份、丁苯橡胶20份、白炭黑30份、炭黑10份、氧化锌5份、硅烷偶联剂Si69 15份、促进剂TMTD 4份、硫黄1.5份、抗氧剂4010NA 3份、发泡剂OBSH-750.5份。
上述城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法：
采用挤包工艺在若干根绞合后的导线外部成型内护套层，得到线芯，采用挤包工艺在在若干根线芯外部成型第二钢带铠装层，往线芯与所述第二钢带铠装层之间的缝隙填充阻燃填料，再采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型减震层，采用挤包工艺在所述减震层外部成型第二钢带铠装层，最后采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型外护套层。
实施例2：
请参考图1，请参考图1，一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层(1)、第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线(7)和内护套层(4)，所述第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)之间设有减震层(3)，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层(5)之间填充有阻燃填料(6)。
其中，外护套层(1)由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯60份、三元乙丙橡胶25份、苯基硅橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、过氧化二异丙苯0.2份、马来酸酐接枝聚乙烯6份、二月桂酸二丁基锡0.1份、磷酸三甲苯酯1份、抗氧剂4010NA 0.2份、微晶石蜡5份、硬脂酸2份、炭黑10份、阻燃剂40份。
其中，阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至150℃，反应40min后，升温至260℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于70℃搅拌10h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将90g聚乙烯醇、40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至5，升温至90℃搅拌3h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至9，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应2h得到改性密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至5，于85℃搅拌反应5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
内护套层(4)的材质为聚四氟乙烯。
阻燃填料(6)为硼酸锌。
减震层(3)的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶50份、顺丁橡胶50份、丁苯橡胶25份、白炭黑40份、炭黑15份、氧化锌6份、硅烷偶联剂Si69 20份、促进剂TMTD 6份、硫黄2份、抗氧剂4010NA 5份、发泡剂OBSH-75 1份。
上述城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法同实施例1。
实施例3：
请参考图1，请参考图1，一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层(1)、第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线(7)和内护套层(4)，所述第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)之间设有减震层(3)，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层(5)之间填充有阻燃填料(6)。
其中，外护套层(1)由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯40份、三元乙丙橡胶20份、苯基硅橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯0.1份、马来酸酐接枝聚乙烯4份、二月桂酸二丁基锡0.01份、磷酸三甲苯酯0.5份、抗氧剂4010NA 0.1份、微晶石蜡3份、硬脂酸1份、炭黑6份、阻燃剂20份。
其中，阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至110℃，通入氨气维持氨分压，搅拌10min后升温至140℃，反应30min后，升温至240℃，继续反应1h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于60℃搅拌5h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将90g聚乙烯醇、40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至4，升温至80℃搅拌2h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至8，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应1.5h得到改性密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至4，于75℃搅拌反应3h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
内护套层(4)的材质为氯磺化聚乙烯。
阻燃填料(6)为氧化锑。
减震层(3)的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶40份、顺丁橡胶40份、丁苯橡胶20份、白炭黑30份、炭黑10份、氧化锌4份、硅烷偶联剂Si69 15份、促进剂TMTD 4份、硫黄1份、抗氧剂4010NA 3份、发泡剂OBSH-750.5份。
上述城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法同实施例1。
实施例4：
请参考图1，请参考图1，一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层(1)、第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线(7)和内护套层(4)，所述第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)之间设有减震层(3)，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层(5)之间填充有阻燃填料(6)。
其中，外护套层(1)由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯40份、三元乙丙橡胶25份、苯基硅橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、过氧化二异丙苯0.2份、马来酸酐接枝聚乙烯4份、二月桂酸二丁基锡0.1份、磷酸三甲苯酯0.5份、抗氧剂4010NA 0.2份、微晶石蜡3份、硬脂酸2份、炭黑6份、阻燃剂40份。
其中，阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至110℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至140℃，反应40min后，升温至240℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于60℃搅拌10h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将90g聚乙烯醇、40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至4，升温至90℃搅拌2h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至9，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应1.5h得到改性密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至5，于75℃搅拌反应5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
内护套层(4)的材质为氯磺化聚乙烯。
阻燃填料(6)为水滑石。
减震层(3)的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶40份、顺丁橡胶50份、丁苯橡胶20份、白炭黑40份、炭黑10份、氧化锌6份、硅烷偶联剂Si69 15份、促进剂TMTD 6份、硫黄1份、抗氧剂4010NA 5份、发泡剂OBSH-75 0.5份。
上述城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法同实施例1。
实施例5：
请参考图1，请参考图1，一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，包括外护套层(1)、第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线(7)和内护套层(4)，所述第一钢带铠装层(2)、第二钢带铠装层(5)之间设有减震层(3)，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层(5)之间填充有阻燃填料(6)。
其中，外护套层(1)由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯60份、三元乙丙橡胶20份、苯基硅橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、过氧化二异丙苯0.1份、马来酸酐接枝聚乙烯6份、二月桂酸二丁基锡0.01份、磷酸三甲苯酯1份、抗氧剂4010NA 0.1份、微晶石蜡5份、硬脂酸1份、炭黑10份、阻燃剂20份。
其中，阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌10min后升温至150℃，反应30min后，升温至260℃，继续反应1h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于70℃搅拌5h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将90g聚乙烯醇、40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至5，升温至80℃搅拌3h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至8，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应2h得到改性密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至4，于85℃搅拌反应3h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
内护套层(4)的材质为聚四氟乙烯。
阻燃填料(6)为蒙脱土。
减震层(3)的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶50份、顺丁橡胶40份、丁苯橡胶25份、白炭黑30份、炭黑15份、氧化锌4份、硅烷偶联剂Si69 20份、促进剂TMTD 4份、硫黄2份、抗氧剂4010NA 3份、发泡剂OBSH-75 1份。
上述城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法同实施例1。
实施例6：
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)中阻燃剂为聚磷酸铵。
实施例7：
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)中阻燃剂为含镁聚磷酸铵，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至140℃，反应40min后，升温至260℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵。
实施例8：
与实施例1基本相同，区别在于，与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)中阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至140℃，反应40min后，升温至260℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于70℃搅拌6h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯。
实施例9：
与实施例1基本相同，区别在于，与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)中阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@密胺树脂，其制备方法如下：
将115g磷酸二氢铵、60g尿素、5.75g纳米氢氧化镁混合均匀后升温至120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌20min后升温至140℃，反应40min后，升温至260℃，继续反应2h后冷却至室温，粉碎，得到含镁聚磷酸铵，将50g含镁聚磷酸铵加入500mL5wt％氧化石墨烯水溶液中，于70℃搅拌6h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯，将40g三聚氰胺加入200mL水中，搅拌均匀后用5wt％稀盐酸调节体系pH至4，升温至80℃搅拌2h后用10wt％碳酸钠溶液调节体系pH至8，再加入37wt％甲醛溶液，继续反应2h得到密胺树脂预聚体溶液，将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入，用10wt％稀盐酸调节体系pH至5，于80℃搅拌反应5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
对比例1
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)的原料不包括三元乙丙橡胶。
对比例2
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)的原料不包括苯基硅橡胶5份
对比例3
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)的原料不包括乙烯-醋酸乙烯共聚物。
对比例4
与实施例1基本相同，区别在于，外护套层(1)的原料不包括乙烯基三甲氧基硅烷。
性能测试：
根据GB 12666.6-1990电线电缆燃烧试验方法，对本发明实施例1-9所制备的低烟无卤阻燃电缆进行燃烧试验，分别记录火焰持续供电时间，测试结果如下表1所示：
表1：
Figure BDA0003507523860000121
Figure BDA0003507523860000131
以本发明实施例1-9中所制备的外护套层材料作为试样，进行阻燃性能测试；
氧指数测试：按照GB/T2406-1993标准测试试样的极限氧指数(LOI)；
燃烧测试：按照GB/T 2408-2008标准测试试样的水平燃烧等级和垂直燃烧等级；
测试结果如下表2所示：
表2：
Figure BDA0003507523860000132
Figure BDA0003507523860000141
以本发明实施例1-9中所制备的外护套层材料作为试样，按照GB/T7594-1987、GB/T5013-2008、GB/T2951-2008标准测试试样的力学性能；
测试结果如下表3所示：
表3：
Figure BDA0003507523860000142
由上表1-3可知，本发明所制备的外护套层材料具有良好的力学性能，可以起到很好的保护作用，而且极限氧指数高，阻燃性能优异，燃烧时发烟量低，电缆在燃烧时持续供电时间长。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，包括外护套层、第一钢带铠装层、第二钢带铠装层、若干根线芯，所述线芯包括若干根绞合的导线和内护套层，所述第一钢带铠装层、第二钢带铠装层之间设有减震层，若干根所述线芯被所述第二钢带铠装层所包覆，若干根所述线芯与所述第二钢带铠装层之间填充有阻燃填料。
2.如权利要求1所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，以重量份数计，所述外护套层由以下原料制备而成：
线性低密度聚乙烯40-60份、三元乙丙橡胶20-25份、苯基硅橡胶5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10-20份、乙烯基三甲氧基硅烷3-5份、过氧化二异丙苯0.1-0.2份、马来酸酐接枝聚乙烯4-6份、二月桂酸二丁基锡0.01-0.1份、磷酸三甲苯酯0.5-1份、抗氧剂4010NA 0.1-0.2份、微晶石蜡3-5份、硬脂酸1-2份、炭黑6-10份、阻燃剂20-40份。
3.如权利要求2所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述阻燃剂为含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯@改性密胺树脂。
4.如权利要求3所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法如下：
S1：将含镁聚磷酸铵加入氧化石墨烯水溶液中，于60-70℃搅拌5-10h后，过滤，所得固体水洗后烘干得到含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯；
S2：将含镁聚磷酸铵@氧化石墨烯加入改性密胺树脂预聚体溶液中，用稀盐酸调节体系pH至4-5，于75-85℃搅拌反应3-5h后，过滤，所得固体水洗后烘干即可。
5.如权利要求4所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述含镁聚磷酸铵的制备方法如下：
将磷酸二氢铵、尿素、纳米氢氧化镁混合均匀后升温至110-120℃，通入氨气维持氨分压，搅拌10-20min后升温至140-150℃，反应30-40min后，升温至240-260℃，继续反应1-2h后冷却至室温，粉碎即可。
6.如权利要求5所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述改性密胺树脂预聚体溶液的制备方法如下：
将聚乙烯醇、三聚氰胺加入水中，搅拌均匀后用稀盐酸调节体系pH至4-5，升温至80-90℃搅拌2-3h后用碳酸钠溶液调节体系pH至8-9，再加入甲醛溶液，继续反应1.5-2h即可。
7.如权利要求1所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述内护套层的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、聚四氟乙烯中的任意一种。
8.如权利要求1所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述减震层的材质为橡胶发泡材料，以重量份数计，所述橡胶发泡材料由以下原料制备而成：
丁基橡胶40-50份、顺丁橡胶40-50份、丁苯橡胶20-25份、白炭黑30-40份、炭黑10-15份、氧化锌4-6份、硅烷偶联剂Si69 15-20份、促进剂TMTD 4-6份、硫黄1-2份、抗氧剂4010NA3-5份、发泡剂OBSH-75 0.5-1份。
9.如权利要求1所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆，其特征在于，所述阻燃填料为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌、水滑石、蒙脱土、硅藻土中的任意一种或多种。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的城市轨道交通用低烟无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，
采用挤包工艺在若干根绞合后的导线外部成型内护套层，得到线芯，采用挤包工艺在在若干根线芯外部成型第二钢带铠装层，往线芯与所述第二钢带铠装层之间的缝隙填充阻燃填料，再采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型减震层，采用挤包工艺在所述减震层外部成型第二钢带铠装层，最后采用挤包工艺在所述第二钢带铠装层外部成型外护套层。
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