CN115312231A

CN115312231A - 一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115312231A
Application number: CN202210987147.9A
Authority: CN
Inventors: 潘金伟; 贺超武; 谢代辉; 孔利权
Original assignee: Guangdong Line Giant Cable Co ltd
Current assignee: Guangdong Line Giant Cable Co ltd
Priority date: 2022-08-17
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2042-08-17
Also published as: CN115312231B

Abstract

本发明公开了一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物及其制备方法和应用，本发明可陶瓷化绝缘组合物以包含三元乙丙橡胶(EPDM)、乙酸‑醋酸乙烯共聚物(EVA)或硅橡胶及其他有机聚合物为基体材料，添加磷酸盐、矿物硅酸盐、无机填料、阻燃剂和助熔剂，这些组分相互配合，在1000℃高温环境中烧结3h后，可形成致密、坚固、不开裂、自支撑、不脱落、表面玻璃化的陶瓷化烧结残留物，特别适用于要求在高温下具有高绝缘电阻的耐火电缆。

Description

一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于线缆技术领域，特别涉及一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物，且还涉及所述可陶瓷化绝缘组合物的制备方法和应用。

背景技术

耐火电缆是在规定火焰燃烧条件下能够保持一定时间正常运行的电缆，或者是在燃烧条件下在一定时间内能够保持线路完整性的电缆，以满足万一发生火灾时通道的照明、应急广播、防火报警装置、自动消防设施及其他应急设备的正常供电，使人员疏散，避免大量伤亡，因而广泛应用于高层建筑、地铁、发电站、核电站、隧道、工矿企业等与防火安全和消防救生有关的重要部门及公共场所，如消防设备及紧急向导灯等应急设施的供电线路和控制线路。

目前，普遍使用的耐火电缆主要有三大类，具体为氧化镁矿物绝缘电缆、玻璃云母带绝缘电缆和柔性矿物绝缘电缆。其中，氧化镁矿物绝缘电缆的结构中完全采用无机材料，具有优异的耐火性能，至今仍然大量应用于重要防火场合，但这种电缆硬度很大、接头制作技术复杂、氧化镁粉很容易受潮、铜材耗费量大、制造工艺复杂以及产品成本高等不可克服的缺陷；玻璃云母带绝缘电缆中采用云母带和有机聚合物两种绝缘材料，具有较好的耐火性能，被广泛应用于建筑及消防供电线路，但这种电缆的缺点是在云母带外面还要挤出有机物绝缘，而高温火焰中有机物绝缘被烧毁后，云母带会焚化为极易脱落的灰烬，使火焰直接危及导体，无法保证电路完整性，同时，云母带绕包速度很慢，进而导致生产效率低，因而增大了电缆成本；柔性矿物绝缘电缆采用云母带、挤出铝或连锁铜、铝合金或不锈钢金属护层加有机聚合物护套，其也具有较好的耐火性能，现在正在被推广应用，但这种电缆的绝缘层由于完全采用云母带，进而会导致如果在高温火焰中金属保护层破裂，则云母带会焚化为极易脱落的灰烬，且如果金属保护层破破裂，则在潮湿环境中云母带会受潮而使绝缘性能降低，难以保证电路完整性。

可见，目前市面上普遍使用的耐火电缆各有利弊，如何改善这些耐火电缆的缺陷以期获得更优异的电缆成了电缆相关行业重点关注的方向。此外，随着社会对安防保障和系统安全要求的不断提高，中国作为世界上最重要的线缆产品研发生产基地之一，迫切需要研发一种新型耐火电缆产品满足性能和安全要求不断提高的行业需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明对现有耐火电缆产品和工艺进行了大量的研究，提供了一种新型铝芯耐火电缆，其采用铝和铝合金作为导体材料，实现“以铝代铜”，不但摆脱了铜价大幅波动对电缆行业造成的困扰，同时结合导体材料的特性简化了产品制造工艺和敷设安装作业，并降低生产和使用成本，最为重要的是本发明电缆还具有安全可靠的机械-物理性能、防火性能和电气绝缘性能。此外，本发明还提供了一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物，该组合物其在1000℃高温环境中烧结30min后，可形成致密、坚固、不开裂、自支撑、不脱落、表面玻璃化的陶瓷化烧结残留物，特别适用于要求在高温下具有高绝缘电阻的耐火电缆。

在本发明的第一方面，本发明提供一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物，其，以所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量计，包含以下重量百分比的组分：

所述有机基体，以所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量计，包含以下重量百分比的原料：

三元乙丙橡胶 17％-30％；

乙烯-醋酸乙烯共聚物 3-10％；

硅橡胶 2-10％，

本发明可陶瓷化绝缘组合物以包含三元乙丙橡胶(EPDM)、乙酸-醋酸乙烯共聚物(EVA)和硅橡胶为基体材料，添加磷酸盐、矿物硅酸盐、无机填料、阻燃剂和助熔剂，这些组分相互配合，在1000℃高温环境中烧结3h后，可形成致密、坚固、不开裂、自支撑、不脱落、表面玻璃化的陶瓷化烧结残留物，特别适用于要求在高温下具有高绝缘电阻的耐火电缆。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述硅橡胶的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为4-6％，更优选4.5-5.5％，进一步优选4.5％。所述硅橡胶的主要成分为聚二甲基硅氧烷，其分子链由硅原子和氧原子交替组成硅-氧键(－Si－O－Si－)，硅-氧键的键能比碳-碳和碳-氢键大得多，因此硅橡胶具有很高热稳定性。在本发明的组合物基体中的硅橡胶与其他助溶剂一起，促进组合物烧结成瓷，故而无需另外添加成瓷剂。

更优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述硅橡胶选自甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、苯基硅橡胶、睛硅橡胶、氟硅橡胶中的一种以上。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述三元乙丙橡胶中的乙烯含量为45-55wt％。

所述三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物，其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其电绝缘性能良好，并且耐臭氧、耐热、耐候性能优异。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述三元乙丙橡胶的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为14-20％，进一步优选15.3％。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的乙酸乙烯酯的含量为25-35wt％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA是热塑弹性体类材料，兼具塑料和橡胶的特性，其具有良好的电气性能和物理机械特性，与EPDM配合使用，可充分使二者性能优势互补。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为3-5％。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述磷酸盐为在不高于800℃的温度下可成液态的磷酸盐，更优选磷酸铵、聚磷酸铵和焦磷酸铵。

本发明选择磷酸盐作为结合剂使用，特别优选磷酸铵、聚磷酸铵和焦磷酸铵，这些磷酸盐在800℃以下的温度下可由固态转变为液态，而所形成的这种液态磷酸盐，在中、低温度范围内具有较强的结合强度，既有利于可陶瓷化绝缘组合物各组分的充分均匀混合，也有利于保证可陶瓷化绝缘组合物的耐火特性。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述矿物硅酸盐为铝硅酸盐、碱铝硅酸盐、镁硅酸盐和钙硅酸盐中的一种以上，进一步优选铝硅酸盐，特别优选硅酸铝。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述矿物硅酸盐的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为13-16％。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述无机填料由云母粉和玻璃粉组成，且云母与玻璃粉的重量比为(1.5-3):1，优选为2:1。

进一步优选地，所述云母粉为白云母粉、合成云母粉、金云母粉、钠云母粉等中的一种或多种，特别优选金云母粉。

本发明中将云母粉和低熔点玻璃粉配合共用以形成助熔氧化物。在火焰中，这种助熔氧化物可降低那些高熔点添加剂的熔化温度，并可在所生成的陶瓷上形成玻璃状表层，可阻止水分和气体渗入。特别是金云母粉的熔点为1200℃，密度为2.7g/cm³；低熔点玻璃粉的熔点为600℃，密度亦为为2.7g/cm³，二者密度几乎一致，用大量的云母粉增强组合物的耐火性能，而用少量的低熔点玻璃粉有助于在所生成的陶瓷残留物上形成玻璃状表层，在该范围能起到较好的耐火作用。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述云母的中值粒径D50为0.005-0.05mm，更优选0.01-0.02mm，，所述玻璃粉的中值粒径D50为10-100μm，更优选10-50μm。细粒径的玻璃粉可以均匀地涂覆在大粒径云母粉表面，在火焰中可形成助熔氧化物，降低无机填料的熔点以利于成瓷，形成致密的玻璃保护层。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，云母粉和玻璃粉的重量之后占为所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为10％-16％。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、二氧化硅、铝、钙、镁、锆石、锌、铁、锡和钡金属氧化物中的一种或多种，更优选氢氧化镁和/或氢氧化铝。

氢氧化镁或氢氧化铝这两种材料均为金属水合物，分子结构中均含有氢氧根离子，其中氢氧化铝的热分解温度为220℃，氢氧化镁的热分解温度为340℃。当温度超过大约200-300℃或者在高温火焰中，它们都会发生受热分解而释放出结晶水，这是一个强吸热过程，可降低材料温度或者直接阻燃灭火，阻止火焰蔓延，并且燃烧时低烟、无卤、无毒、不滴落，还可促使基体材料的成炭反应。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述阻燃剂的重量之后占为所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为14-17％。

在本发明中，助熔剂可为金属氧化物，也可以为能够热分解形成助熔氧化物的助熔前驱体如硼酸盐、金属氢氧化物、金属碳酸盐、玻璃粉、硅酸盐，这些物质可降低那些高熔点物质的熔化温度，并可在所生成的陶瓷上形成玻璃状表面层，可作为阻挡层，阻止水分和气体渗入。

更优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述助熔剂为氧化硼及锂、钾、钠、磷和钒的金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐、玻璃粉中一种或多种。

优选地，在可陶瓷化绝缘组合物中，所述加工助剂为其他的本领域常规助剂，如润滑剂、抗氧化剂、光稳定剂、引发剂等等，所述加工助剂的具体种类视使用场所要求而定，具体的量也是本领域常规用量，在此不作赘述。

特别优选地，所述加工助剂由以下重量份数的组分组成：

乙烯基硅油 3—8份；

PE蜡 1-3份；

抗氧剂 1-2份；

交联剂 1.5-5份；

偶联剂 1-5份，

其中乙烯基硅油起到润滑增塑作用，PE蜡作为润滑剂，抗氧剂如抗氧剂1010则能够提高电缆的抗老化性能，交联剂如过氧化物交联剂(如过氧化二异丙苯DCP)起到交联作用，改善电缆材料的性能，偶联剂如A172则可增强粉体材料与树脂材料的相容性。

本发明可陶瓷化绝缘组合物经过1000℃、30min烧结后，可形成自支撑陶瓷化残留物，其含量至少占耐火组合物总重量的40％，这些陶瓷化残留物既有较大的机械强度，也有良好的介电特性，还能完全满足BS 6387-2013规定的CWZ燃烧试验要求，可作为一种新型的耐火电缆用的绝缘材料使用。

在本发明的第二方面，本发明还提供一种上述可陶瓷化绝缘组合物的制备方法，所述制备方法是将上述有机基体、磷酸盐、矿物硅酸盐、无机填料、阻燃剂、助熔剂、加工助剂在90-100℃的密炼机中进行混炼即可。

本发明可陶瓷化绝缘组合物制备简单，无需大型设备，也无需严格的制备环境，能够满足大规模的生产，为其大规模应用提供了可能和前景。

在本发明的第三方面，本发明还提供了上述可陶瓷化绝缘组合物的应用，所述应用为所述可陶瓷化绝缘组合物用于制备电缆的绝缘层。本发明可陶瓷化绝缘组合物作为绝缘层无论是电阻还是强度均能满足耐火电缆的使用要求，尤其适合用于高温下要求具有高绝缘电阻的耐火电缆。

在本发明的第四方面，本发明还提供一种耐火电缆，所述耐火电缆从内到外依次包括导体芯和绝缘层，所述导体芯含有一根或多根铝导线和/或铝合金导线，所述绝缘层由上述可陶瓷化绝缘组合物制成。

值得关注的是，多年来的耐火电缆一直采用铜导体，铝和铝合金的熔点为660℃，而铜的熔点为1083℃。耐火电缆除了燃烧性能以外，另外还有对导体机械性能的要求，因此长期以来人们总是认为耐火电缆导体只能用铜芯，才能达到保持电路完整性的要求，故而人们总是认为铝和铝合金导体不能用于耐火电缆。虽然也有人提出过铝芯耐火电缆，但还是在电缆结构设计中增加了一些防火层而已，既增大了电缆外径，提高了电缆成本，也很难满足标准规定的燃烧试验要求。然而本发明从绝缘材料和电缆结构设计两方面入手，对铝芯耐火电缆进行彻底的技术创新获得了一种新型耐火电缆。

在空气中，铝的表面会形成一层Al2O3膜(氧化铝)。Al2O3的熔点非常高，约为2072℃。即使在产品标准要求的耐火电缆电路完整性温度下(650-1000℃)，Al2O3膜也不会熔化。当温度高于铝或铝合金的熔点时，被封闭在Al2O3固体外壳内部的铝会熔化，但Al2O3的热导率比较低，因此即使在高温条件下，对铝导体内部的热传导速率也很低。最重要的是Al2O3是自然生成的，不需要进行阳极化处理，相比较铜导体线缆，本发明采用的铝或铝合金导体芯具有质轻、耐腐蚀性好的优点，且不需对铝或铝合金导体芯进行表面处理。

在上述耐火电缆中，所述铝导线或铝合金导线的直径为视具体使用场所和情况而定，并无特别严格的限定，只需满足使用要求即可。

优选地，在上述耐火电缆中，所述导体芯为多根导线绞合而成时可包含一根或多根一根与铝或铝合金单线直径相同的镀锌钢丝或不锈钢丝，以增大导体芯的抗拉强度。

优选地，在上述耐火电缆中，所述铝合金需要满足电工用铝合金导体的基本性能要求。更优选，所述铝合金为AA-8000系列铝合金(如AA-8030铝合金、AA-8176铝合金)和/或1120铝合金，进一步优选AA-8000系列铝合金。

铝合金的密度约为2.7g/cm³，而铜的密度为8.9g/cm³，前者是后者的1/3，更适合于需要减轻电缆重量的场合。此外，由于铝合金添加了稀土等元素，增强了铝的耐腐蚀性。此外，最重要地，铝的价格大约是铜的价格的1/4，综合全部制造和使用成本，在导电性能相同的情况下，铝合金电缆比铜电缆至少便宜40％，可见本发明电缆无论是成本方面还是性能方面均符合市场使用者的要求。

优选地，在上述耐火电缆中，所述绝缘层的层数为一层以上，且至少一层由本发明可陶瓷化绝缘组合物制成。所述绝缘层可用普通挤出设备单层挤出或双层共挤，挤出表面光滑，本发明可陶瓷化绝缘组合物的机械-物理性能和电气绝缘性能良好，只需挤出一层即可满足有关电缆标准规定。

需要特别说明的是，本发明电缆可为单芯电缆，也可为多芯电缆，额定电压0.6/1kV及以下。

当所述电缆为单芯电缆时直接挤出本发明可陶瓷化绝缘组合物在导体芯表面形成绝缘层，至于绝缘层的厚度可按具体产品标准规定进行设置，绝缘层内表面与导体接触，如无特殊要求，外侧不再包覆其他护层。此外，导体芯和绝缘层之间，可以增加一个有绝缘性能的缓冲层即双层绝缘单芯电缆。

当所述电缆为多芯电缆时多芯电缆的绝缘线芯与上述单芯电缆线芯一样，但成缆间隙直接需要本发明可陶瓷化绝缘组合物填充，且需要绕包陶瓷化防火带或适宜的无卤阻燃扎带，再套设阻燃低烟无卤聚烯烃护套。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过采用特殊配方的可陶瓷化绝缘组合物作为绝缘层材料并采用铝或铝合金作为导体芯材料获得一种新型电缆，其既不采用氧化镁和云母带绝缘材料，也不采用铜导体，克服了现有电缆存在的缺陷，且本发明新型电缆不但可以在耐火电缆中“以铝代铜”以摆脱铜价大幅波动的困扰。此外，由于铝合金电缆重量轻，不但可减少电缆桥架的负荷和提高电缆线路安全性，并且还可减轻电缆安装敷设作业的劳动强度，故而本发明还简化了产品制造工艺和敷设安装作业，综合下来，本发明点啦不但降低了生产和使用成本，同时还能具有安全可靠的机械-物理性能、防火性能和电气绝缘性能。

附图说明

图1是本发明提供的单芯单绝缘层电缆的结构示意图；

图2是本发明提供的单芯双绝缘层电缆的结构示意图；

图3是本发明提供的多芯电缆的结构示意图。

附图标记：

1、导体芯；2、绝缘层；2-1、内绝缘层；2-2、外绝缘层；3、绝缘耐火填充层；4、防火带；5、阻燃低烟无卤聚烯烃护套。

具体实施方式

下面将参照附图和实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图和实施例中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“该”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

首先，将结合附图描述本发明的电缆，其中所述耐火电缆从内到外依次包括导体芯1和绝缘层2，所述导体芯含有一根或多根铝导线和/或铝合金导线，所述绝缘层由上述可陶瓷化绝缘组合物制成。可见，所述导体芯1外面不再绕包耐火云母带，而是直接挤出本发明的陶瓷化耐火组合物制成的绝缘层2。该电缆在1000℃高温条件下持续30min，绝缘层可以烧结成致密、坚固、不开裂、自支撑、不脱落、表面玻璃状陶瓷化残留物。

在本发明电缆中，所述铝合金可为AA-8000系列铝合金如AA-8030铝合金或AA-8176铝合金，和/或1120铝合金，当然，本发明采用的铝合金也可为其他牌号的铝合金，只要其性能满足电工用铝合金导体的基本性能要求即可。

所述绝缘层的层数为一层，但是也可为多层，如两层(如图2所示)，且至少一层由本发明可陶瓷化绝缘组合物制成。所述绝缘层可用普通挤出设备单层挤出或双层共挤，挤出表面光滑。需要特别说明的是本发明可陶瓷化绝缘组合物的机械-物理性能和电气绝缘性能良好，只需挤出一层即可满足有关电缆标准规定。

参见图2，当绝缘层2为两层时其分为内绝缘层2-1和外绝缘层2-2，内绝缘层2-1为本发明可陶瓷化绝缘组合物制成，而外绝缘层2-2则由其他常规本领域绝缘材料制成，且内绝缘层2-1的主要作用是绝缘，外绝缘层2-2可视为外护层，可由高强度硅橡胶制成，其主要作用绝缘和陶瓷化保护，两层的位置可根据电缆产品的用途互换。这两层可以单独挤出，也可以双层共挤。

参照图1-3，本发明电缆中的导体芯可为一根导线(如图1所示)，也可为为多根导线绞合而成(如图3所示)。当导体芯为多根导线绞合而成时包含一根或多根一根与铝或铝合金单线直径相同的镀锌钢丝或不锈钢丝，以增大导体芯的抗拉强度。

本发明电缆可为单芯电缆(如图1和2所示)，也可为多芯电缆(如图3所示)，额定电压0.6/1kV及以下，满足低压耐火电缆的电压等级要求。

参见图1和2，当所述电缆为单芯电缆时所述耐火电缆包括导体芯1和绝缘层2，其中绝缘层2是直接挤出本发明可陶瓷化绝缘组合物在导体芯表面而形成的。而绝缘层的厚度可按具体产品标准规定进行设置，绝缘层内表面与导体接触。如无特殊要求，外侧不再包覆其他护层。此外，导体芯和绝缘层之间，可以增加一个有绝缘性能的缓冲层即双层绝缘单芯电缆。

参见图3，当所述电缆为多芯电缆时所述耐火电缆包括导体芯1、绝缘层2、绝缘耐火填充层3、防火带4、阻燃低烟无卤聚烯烃护套5。作为多芯电缆，单个线芯与图2所示的单芯电缆线芯的结构一样，单成缆间隙直接需要本发明可陶瓷化绝缘组合物填充即绝缘耐火填充层3，无需采用其他填充物进行填充，填充后需要绕包陶瓷化防火带4，并再套设阻燃低烟无卤聚烯烃护套5。在外层套设的阻燃低烟无卤聚烯烃护套的燃烧性能需要符合GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》规定的B1级要求，其具有一定的阻燃性能，并且低烟、无卤、无毒、无腐蚀性，燃烧时不会产生“二次灾害”，有利于消防救援，减轻火灾引起的生命财产损失。

本发明通过采用特殊配方的可陶瓷化绝缘组合物作为绝缘层材料并采用铝或铝合金作为导体芯材料获得一种新型电缆，其既不采用氧化镁和云母带绝缘材料，也不采用铜导体，克服了现有电缆存在的缺陷。

制备实施例本发明可陶瓷化绝缘组合物的制备

制备实施例1-3

将有机基体、磷酸盐、矿物硅酸盐、无机填料、阻燃剂、助熔剂在105℃的密炼机中进行混炼，即可获得本发明所制备的可陶瓷化绝缘组合物，分别记作A1、A2和A3。其中的各组分的量如下表1所示，其中，EPDM中乙烯含量为49wt％，EVA中的乙酸乙烯酯的含量为28wt％，云母粉的粒径为10μm，所述玻璃粉的粒径为13μm，乙烯基硅油、偶联剂A172、PE蜡、抗氧剂1010、过氧化二异丙苯均为加工助剂。

表1发明实施例1-3中各组分的用量

对比实施例

对比实施例1-3

将按照下表2所示的各组分的量分别在105℃的密炼机中进行混炼，即可获得组合物，分别记作B1、B2和B3。

表2对比实施例1-3中各组分的用量

测试实施例

将制备实施例1-3制备的可陶瓷化绝缘组合物A1-A3和对比实施例1-3制备的组合物B1-B3分别放入平板硫化机中，然后在170℃的温度和15MPa的压力下固化30min，制得扁平矩形材料片，最后按照以下标准进行以下性能测试，测试结果置于下表3中。

高温烧结实验：随后分别从矩形材料片上切取尺寸为30mm×13mm×1.7mm的矩形试样，并分别放入高温烧结马弗炉中，最后以12℃/min的升温速率从室温加热至1000℃，并保持30分钟进行高温烧结时间。

弯曲强度：按照GB/T6569-206《精密陶瓷弯曲强度试验方法》规定的实验方法进行测试。

表3性能测试结果

由上表可知，本发明的可陶瓷化绝缘组合物在1000℃高温环境中烧结30min后，可形成致密、坚固、不开裂、自支撑、不脱落、表面玻璃化的陶瓷化烧结残留物，适用于要求在高温下具有高绝缘电阻的耐火电缆。特别是在加了硅橡胶和玻璃粉后，本发明制备实施例制备的可陶瓷化绝缘组合物A1的成瓷效果最好。

应用实施例

采用制备实施例1制备的可陶瓷化绝缘组合物A1和AA8030铝合金制作如附图1所示单芯单绝缘层电缆，其中电缆相关参数如下表4所示。

表4.单芯单绝缘层耐火电缆样品的结构

将所制作的单芯单绝缘层电缆进行燃烧试验、高温马弗炉烧结试验以及GB31247规定的B1级燃烧特性标准要求进行试验，试验结果示于下表5和6中，其中具体实验过程和实验结果如下。

燃烧实验：按照BS 6387-2013规定的CWZ燃烧试验进行测试，其中，

C—单纯燃烧试验，火焰温度950℃±40℃，供火时间3h；

W—燃烧+喷水试验，火焰温度650℃±40℃，喷水15min；

Z—燃烧+机械冲击试验，火焰温度950℃±40℃，机械冲击15min，每30s冲击一次。

高温马弗炉烧结试验：截取一段所制作的单芯单绝缘层电缆，立刻放入马弗炉内并在1000℃温度中保持30min，随后进行冷却，然后观察陶瓷化残留物是否开裂和脱落，导体是否软化或熔化。

表5.耐火铝芯电缆燃烧特性试验结果

表6 B1级燃烧特性要求试验结果

由表5和表6的测试结果显示，采用本发明的可陶瓷化绝缘组合物和铝导体所制作的绝缘铝芯耐火电缆的各项性能指标合格。此外，本发明所述耐火电缆的是直接把本发明的可陶瓷化绝缘组合物挤出在导体上，可见制作工艺简单，因此本发明可陶瓷化绝缘组合物及其所制作的耐火电缆具有极好的市场前景。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种耐火电缆用的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，以所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量计，包含以下重量百分比的组分：

三元乙丙橡胶 17％-30％；

乙烯-醋酸乙烯共聚物 3-10％；

硅橡胶 2-10％，。

2.根据权利要求1所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述硅橡胶的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为4-6％，进一步优选4.5％。

3.根据权利要求1所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述硅橡胶选自甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、苯基硅橡胶、睛硅橡胶、氟硅橡胶中的一种以上。

4.根据权利要求3所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述三元乙丙橡胶中的乙烯含量为45-55wt％。

5.根据权利要求1所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的重量占所述可陶瓷化绝缘组合物的总重量的百分比为14-20％，进一步优选15.3％。

6.根据权利要求1所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述磷酸盐为在不高于800℃的温度下可成液态的磷酸盐，更优选磷酸铵、聚磷酸铵和焦磷酸铵。

7.根据权利要求1所述的可陶瓷化绝缘组合物，其特征在于，所述无机填料由云母粉和玻璃粉组成，且云母与玻璃粉的重量比为(1.5-3):1，优选为2:1。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的可陶瓷化绝缘组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法是将上述有机基体、磷酸盐、矿物硅酸盐、无机填料、阻燃剂、助熔剂、加工助剂在90-100℃的密炼机中进行混炼即可。

9.一种权利要求1至7中任一项所述的可陶瓷化绝缘组合物的应用，其特征在于，所述应用为所述可陶瓷化绝缘组合物用于制备电缆的绝缘层。

10.一种铝芯耐火电缆，其特征在于，所述耐火电缆从内到外依次包括导体芯和绝缘层，所述导体芯含有一根或多根铝导线和/或铝合金导线，所述绝缘层由权利要求1至7中任一项所述的可陶瓷化绝缘组合物制成。