CN115335490A - 耐火和/或阻燃组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火和/或阻燃组合物，其包含淀粉、至少一种淀粉增塑剂、至少一种第一碱性硅酸盐和至少一种层状硅酸盐；一种用于制备该耐火和/或阻燃组合物的方法；一种选自电力和/或电信缆线和用于电力和/或电信缆线的配件的装置，该缆线包括至少一个该耐火和/或阻燃组合物的耐火和/或阻燃层，并且该缆线配件包括至少一个该耐火和/或阻燃组合物的耐火和/或阻燃层；以及一种用于制造此种装置的方法。

Description

耐火和/或阻燃组合物
本发明涉及一种耐火和/或阻燃组合物，其包含淀粉、该淀粉的至少一种增塑剂、至少一种第一碱性硅酸盐和至少一种层状硅酸盐；一种用于制备所述耐火和/或阻燃组合物的方法；一种选自电力和/或电信缆线和用于电力和/或电信缆线的配件的装置，所述缆线包括至少一个基于所述耐火和/或阻燃组合物的耐火和/或阻燃层，并且所述缆线配件包括至少一个基于所述耐火和/或阻燃组合物的耐火和/或阻燃层；以及一种用于制造此种装置的方法。
其典型地但不排他地应用于阻燃和/或耐火组合物，特别地这些阻燃和/或耐火组合物可用于旨在用于电力传输和/或数据传输的电缆和/或光缆中，如阻燃和/或耐火的电力和/或光学安全缆线，特别是无卤素的耐火和/或阻燃的电力和/或光学安全缆线，其可以在火灾环境下运行持续给定时间段，而不传播火灾或产生大量烟；并且这些阻燃和/或者耐火组合物可用于这些电缆和/或光缆的配件(如接头和/或终端)中。这些安全缆线具体是低压和中压(特别是从60至110V)电力传输缆线或低频传输缆线，如控制或信号传导缆线。
包含地质聚合物材料和非织造纤维材料的复合材料在缆线或缆线配件中、并且特别是在所述缆线或所述配件的复合层中的用途是从文件WO 2016/092200 A1已知的。该复合层通过将非织造纤维材料如非织造纸带围绕铜导体/非织造纤维材料组件施加，然后通过用包含硅酸钠、水、氢氧化钾、偏高岭土和聚丙烯纤维的地质聚合物组合物浸涂该组件来获得。然而，从工艺的角度以及还有从由此获得的复合层的机械特性的角度来看，这种解决方案并不完全令人满意。具体地，浸渍阶段难以控制和进行，因为在这一阶段中地质聚合物组合物有时硬化过快。此外，如此获得的复合层随时间推移而变硬，使其难以处理，或者难以处理包含所述层的缆线或配件。此外，复合层的施加和干燥过程较长。
因此，本发明的目的是克服所有或部分上述缺点，并提供一种组合物，其可容易地围绕缆线或配件施加，特别是展现出良好的机械特性(尤其在柔性和耐久性方面)，同时保证良好的耐火特性。
本发明的第一主题是一种耐火和/或阻燃组合物，其特征在于，其包含至少一种第一碱性硅酸盐、淀粉、该淀粉的至少一种增塑剂和至少一种层状硅酸盐，相对于所述耐火和/或阻燃组合物的总重量，所述层状硅酸盐占按重量计大于10％的量。
由于本发明的耐火和/或阻燃组合物，获得了改进的机械特性(特别是在柔性和耐久性方面)，同时保证良好的耐火性和反应特性。
淀粉
淀粉通常包含直链淀粉、支链淀粉和任选地植物糖原。
举例来说(并且根据来源)，相对于淀粉的总重量，淀粉包含按重量计从15％至30％的直链淀粉、按重量计大致从70％至85％的支链淀粉和按重量计大致从0％至20％的植物糖原。
作为淀粉的实例，可以提及天然淀粉或改性淀粉，并且优选改性淀粉。
改性淀粉展现出通常在冷条件下可溶(即，在15℃-35℃的温度下可溶)的优点。因此,这使得可以在不需要加热组合物的情况下形成内聚结构。
根据本发明的优选实施例，组合物中使用的淀粉呈粉末的形式。
天然淀粉可以是来自谷物(例如，小麦、玉米、大麦、黑小麦、高粱或水稻)、块茎(例如，马铃薯或木薯)、豆类(例如，豌豆或大豆)、根、鳞茎、茎、果实或其混合物中的一种的淀粉。
改性淀粉可以是物理改性、化学改性或酶改性的淀粉。
改性淀粉可以选自氧化淀粉、通过酸性的氧化或酶途径水解的淀粉、物理化学改性(例如官能化)的淀粉,如特别是酯化和/或醚化的淀粉。
官能化可以通过以下方式获得：用乙酸酐进行水相乙酰化，酸酐的、混合酸酐的、脂肪酸酰氯的、己内酯或丙交酯的低聚物的反应性挤出，通过粘性相羟丙基化，通过干相或粘性相阳离子化，通过交联，通过阴离子化，通过磷酸化或通过琥珀酰化，通过甲硅烷基化，通过用丁二烯进行调聚等。
淀粉优选选自酯化淀粉。
作为酯化淀粉的实例，可以提及乙酰化己二酸二淀粉酯，其由淀粉与乙酸和己二酸酯化产生。
根据本发明，相对于所述耐火和/或阻燃组合物的总重量，淀粉优选占按重量计大致从5％至30％、更优选按重量计大致从7％至25％并且还更优选按重量计大致从10％至20％。
淀粉的增塑剂
淀粉的增塑剂旨在改进淀粉在耐火和/或阻燃组合物内的分散。增塑剂展现出与淀粉形成凝胶的优点。
淀粉的增塑剂优选具有大于100℃的沸腾温度或分解温度。
其可以选自金属硬脂酸盐、聚乙二醇、乙二醇、多元醇、蔗糖、含有酰胺基团的增塑剂、基于一种或多种改性多糖的增塑剂及其混合物中的一种。
作为蔗糖的实例，可以提及葡萄糖或果糖。
作为多元醇的实例，可以提及脂肪族多元醇，如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇、麦芽糖醇、木糖醇或这些多元醇中的一种的低聚物。
增塑剂优选是多元醇、特别优选脂肪族多元醇、并且更特别优选甘油。
根据本发明，相对于所述耐火和/或阻燃组合物的总重量，淀粉的增塑剂优选占按重量计大致从5％至45％、更优选按重量计大致从8％至42％并且还更优选按重量计大致从10％至40％。
根据本发明，相对于所述耐火和/或阻燃组合物的总重量，淀粉和淀粉的增塑剂(即其组合)优选占按重量计大致从15％至80％、更优选按重量计大致从20％至65％并且还更优选按重量计大致从30％至55％。
耐火和/或阻燃组合物中的淀粉的增塑剂/淀粉的重量比的范围可以是大致从0.1至3。
层状硅酸盐
耐火和/或阻燃组合物包含至少一种层状硅酸盐，其比例是相对于该耐火和/或阻燃组合物的总重量按重量计大致大于10％。
层状硅酸盐通常展现为层状片结构或管结构。
层状硅酸盐优选是硅酸铝并且更优选是硅酸铝钾。
层状硅酸盐优选是二八面体的层状硅酸盐。
该层状硅酸盐可以选自海泡石、坡缕石、凹凸棒石、kalifersite、丝硅镁石、镍海泡石、蒙脱石、伊利石、滑石和云母(例如白云母)。然而，应该考虑到，在文献中，坡缕石和凹凸棒石通常被认为是同一种层状硅酸盐。
根据本发明的优选实施例，耐火和/或阻燃组合物的层状硅酸盐选自海泡石、坡缕石、凹凸棒石、kalifersite、丝硅镁石、镍海泡石、蒙脱石、伊利石和云母，特别优选选自云母，并且更特别优选选自白云母类型的云母。
在本发明的耐火和/或阻燃组合物中，相对于耐火和/或者阻燃组合物的总重量，层状硅酸盐优选地占按重量计大致至少15％、特别优选地按重量计大致至少20％、并且更特别优选地按重量计大致至少25％。
相对于耐火和/或者阻燃组合物的总重量，层状硅酸盐优选占按重量计大致至多50％、特别优选地按重量计大致至多45％、并且更特别优选地按重量计大致至多40％。
第一碱性硅酸盐
第一碱性硅酸盐可以选自硅酸钠、硅酸钾及其混合物中的一种。优选由Silmaco公司或PQ公司销售的碱性硅酸盐。第一碱性硅酸盐优选为硅酸钠。
第一碱性硅酸盐可以具有范围大致从1.1至35、优选大致从1.3至10、并且特别优选大致从1.4至5的SiO2/M2O摩尔比，其中M为钠原子或钾原子，并且优选钠原子。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，耐火和/或阻燃组合物可以包含按重量计大致从1％至20％并且优选地按重量计大致从2％至15％的第一碱性硅酸盐。
第二碱性硅酸盐
耐火和/或阻燃组合物可以另外包含不同于第一碱性硅酸盐的第二碱性硅酸盐。
由于第二碱性硅酸盐，获得了耐火和/或阻燃层，其在长期暴露于大于100℃的温度期间保持一定程度的柔性。
第二碱性硅酸盐可以选自硅酸钠、硅酸钾及其混合物中的一种。优选由Silmaco公司或PQ公司销售的碱性硅酸盐。第二碱性硅酸盐优选为硅酸钠。
第一和第二碱性硅酸盐可分别具有SiO2/M2O和SiO2/M’2O摩尔比，使得相同或不同的M和M’选自钠原子和钾原子，并且优选钠原子，并且所述比率具有不同的值，优选使得它们的差为至少0.3、特别优选使得它们的差为至少0.5、并且更特别优选使得它们的差为至少1.0的值。
根据本发明的实施例，耐火和/或阻燃组合物包含：
-第一碱性硅酸盐，其具有范围大致从1.5至2.6的SiO2/M2O摩尔比，和
-第二碱性硅酸盐，其具有大于2.6、优选范围大致从2.8至4.5并且特别优选范围大致从3.0至4.0的SiO2/M’2O摩尔比，应理解M’与M相同。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，耐火和/或阻燃组合物可以包含按重量计大致从1％至20％并且优选地按重量计大致从2％至15％的第一和第二碱性硅酸盐。
耐火和/或阻燃组合物中的[第一碱性硅酸盐/第二碱性硅酸盐]重量比范围优选为从0.5至2.5、并且特别优选从0.8至2.0。
第一碱性硅酸盐(对应地第二碱性硅酸盐)可以呈包含所述第一碱性硅酸盐(对应地所述第二碱性硅酸盐)的碱性水溶液的形式。
该碱性水溶液优选具有范围从9.5至12.5的pH。
水
耐火和/或阻燃组合物可以包含水。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，水优选地占按重量计大致从5％至40％，并且优选地按重量计大致从10％至25％。
根据优选实施例，耐火和/或阻燃组合物不包含除在第一碱性硅酸盐和任选地第二碱性硅酸盐的存在，任选用于形成上述碱性水溶液的水之外的其他水。
无机纤维
耐火和/或阻燃组合物可以另外包含无机纤维。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，无机纤维优选占按重量计大致从0.5％至5％、并且优选按重量计大致从1.0％至3.0％。
无机纤维可以选自玄武岩纤维和氧化铝纤维。
由于无机纤维，获得当暴露于火焰时具有良好完整性的耐火和/或阻燃层。此外，无机纤维的添加提高了组合物在其制备期间的粘度，从而确保在挤出阶段的良好沉积。
硼酸锌
耐火和/或阻燃组合物可以另外包含硼酸锌。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，硼酸锌优选地占按重量计大致从0.5％至10％，并且优选地按重量计大致从1.0％至5％。
由于硼酸锌，获得具有提高的耐火性的耐火和/或阻燃层。具体地，可以在火灾期间形成低温玻璃状结构。
添加剂
耐火和/或阻燃组合物可以另外包含一种或多种选自以下项的添加剂：
-染料，
-具有聚合物结构的添加剂(呈粉末形式)，特别地选自聚烯烃纤维，如聚丙烯或聚乙烯纤维(例如，高密度聚乙烯(HDPE)纤维)、芳族聚酰胺、和涂覆有硅酮或涂覆有聚乙烯型有机聚合物的工业玻璃纤维；苯乙烯-丁二烯(SBR)共聚物；苯乙烯-丁二烯-乙烯(EBS)共聚物；苯乙烯-乙烯共聚物的所有衍生物，特别是由科腾公司(Kraton)销售的那些，如苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)共聚物、苯乙烯-丙烯-乙烯(EPS)共聚物或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)共聚物；乙烯的和乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物，交联的聚有机硅氧烷(例如使用过氧化物交联的)；聚乙烯，任选地呈粉末形式；木质素磺酸盐；乙酸纤维素；其他纤维素衍生物；低粘度硅油(例如12 500cPo数量级的粘度)；和聚乙烯油，
-加速凝固的化合物，特别地选自硫酸铝、明矾(例如双硫酸铝钾)、氯化钙、硫酸钙、水合硫酸钙、铝酸钠、碳酸钠、氯化钠、硅酸钠、硫酸钠或氯化铁(III)，
-凝固减速剂，特别地选自铵、碱金属、碱土金属、硼砂、木质素磺酸盐并且特别是木质素磺酸钙的金属盐、纤维素如羧甲基羟乙基纤维素、磺基烷基化的木质素例如像磺基甲基化的木质素、羟基羧酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸的盐与丙烯酸或马来酸的盐的共聚物、以及饱和盐，以及
-膨胀的碳材料，如膨胀石墨。
染料优选是在环境温度下(即在18℃-25℃下)为液体的染料。
相对于耐火和/或阻燃组合物的总重量，耐火和/或阻燃组合物可以包含按重量计大致从0.01％至15％的一种或多种添加剂并且优选地按重量计大致从0.5％至8％的一种或多种添加剂。
本发明的耐火和/或阻燃组合物优选地不采用碱性氢氧化物和/或碱性硅酸盐对铝硅酸盐进行的碱性活化或上述化合物之间的反应，例如以形成地质聚合物、特别是通过缩聚。
换言之，层状硅酸盐和碱性硅酸盐不会通过缩聚而一起形成地质聚合物。因此，本发明的耐火和/或阻燃组合物不包含聚唾液酸盐或聚硅氧基唾液酸盐类型的聚合物。
耐火和/或阻燃组合物
本发明的耐火和/或阻燃组合物优选呈胶泥(mastic)或塑料糊的形式，特别是由于组合物中存在的各种成分的组合。
因此，这种形式的胶泥或塑料糊类型使得可以促进组合物的处理，并且特别是容易将其挤出到缆线或缆线配件周围。
根据本发明的一个实施例，耐火和/或阻燃组合物具有在25℃下并且在至多3000s-1的剪切速率下大致至少1000Pa.s、特别优选大致至少2000Pa.s、并且更特别优选范围大致从3000至10 000Pa.s的粘度。
在本发明中，使用毛细管流变仪，例如在范围从25℃至80℃的温度下并且特别是在范围从6至5000s-1、并且优选范围从10至1000s-1的剪切速率下测量粘度。
用于制造耐火和/或阻燃组合物的方法
本发明的第二主题是一种用于制备如本发明的第一主题所定义的耐火和/或阻燃组合物的方法，其特征在于，该方法包括至少一个将该淀粉、该淀粉的增塑剂、该层状硅酸盐和该第一碱性硅酸盐混合的阶段i)。
阶段i)优选地包括以下子阶段：
i0)将呈液体形式的成分，如淀粉的增塑剂、溶液中的第一碱性硅酸盐和任选地溶液中的第二碱性硅酸盐(如果存在)，混合以形成液体组合物，
i1)将固体成分，如层状硅酸盐、硼酸锌(如果存在)和淀粉，混合以形成固体组合物，
i2)将液体组合物添加到行星混合器类型的混合器中，
i3)任选地，将无机纤维(如果存在)添加到混合器中，
i4)将固体组合物添加到混合器中，以形成所得组合物，以及
i5)将所得组合物混合直至获得均匀糊料，例如混合至少1min并且优选大致2至10min。
然后可以将由此获得的均匀糊料转移到容器中。
装置
本发明的第三主题是一种选自电力和/或电信缆线和用于电力和/或电信缆线的配件的装置，其特征在于，所述缆线包括至少一个由如本发明的第一主题所定义的耐火和/或阻燃组合物获得的耐火和/或阻燃层，并且所述配件涂覆有由如本发明的第一主题所定义的耐火和/或阻燃组合物获得的耐火和/或阻燃层。
缆线
有利地，根据本发明的缆线符合以下防火性能标准中的至少任一项：EN50200、IEC60331-1、EN50399、IEC60331-11、IEC60331-21、IEC60331-23、IEC60331-25、DIN4102、NBN713020附录3、EN50577、NFC32070 CR1、IEC600332-1和BS6387CWZ，并且优选标准IEC60331-11、EN50399和IEC60331-21中的至少任一项。
根据本发明的实施例，根据本发明的缆线符合标准EN 50399(2012/02+A1 2016)，特别地符合所述标准的分类标准B2ca、s1a、d0、a1。
本发明的缆线的耐火和/或阻燃层优选是挤出层。
耐火和/或阻燃层优选展现出基本上恒定的厚度，并且特别地构成连续的保护壳。
耐火和/或阻燃层优选展现出范围大致从0.2至3mm、特别优选地从0.5至1.9mm并且更特别优选地大致从0.7至1.2mm的厚度。
当耐火和/或阻燃层的厚度小于0.2mm时，本发明的缆线的热保护是不充分的。
本发明的耐火和/或阻燃层优选是无孔的。
由于存在耐火和/或阻燃层，根据本发明的缆线被容易且简单地制造并且展现出良好的机械特性(特别是在柔性和耐久性方面)，同时保证良好的耐火特性。特别地，耐火和/或阻燃层具有足够的柔性，使得可以处理缆线(例如，缠绕、弯曲、扭曲)，而不会在所述层中引起任何禁止的有害变化，该有害变化会导致其内聚力和其耐火性降低。
此外，耐火和/或阻燃层在高温(特别是在火灾期间通常达到的范围从450℃至1000℃的温度)的作用下转化，以形成保护缆线并且特别是下层和/或细长导电元件的内聚残余层。
该耐火和/或阻燃层优选是所述缆线的内层。
根据本发明，术语“内层”应理解为意指不构成缆线的最外层的层。
所述电力和/或电信缆线优选包括至少一个细长的导电元件。
如本发明中定义的耐火和/或阻燃层可以包围所述细长导电元件。
根据本发明的优选实施例，缆线是电缆。
电缆可以包括至少一个细长导电元件和至少一个如本发明所定义的耐火和/或阻燃层，所述耐火和/或阻燃层包围所述细长导电元件。
优选地，电缆包括多个细长导电元件，并且然后耐火和/或阻燃层可以包围缆线的多个细长导电元件。
根据本发明的特别优选的实施例，多个细长导电元件中的细长导电元件分别用电绝缘层绝缘，例如基于聚烯烃的电绝缘层，其优选是交联的，如交联聚乙烯。
电缆可以包括单个如本发明中定义的耐火和/或阻燃层或多个如本发明中定义的耐火和/或阻燃层、特别优选单个耐火和/或阻燃层、并且更特别优选单个耐火和/或阻燃内层。
当电缆包括多个如本发明中定义的耐火和/或阻燃层时，根据第一替代形式，电缆可以包括一个或多个细长导电元件，并且多个耐火和/或阻燃层包围一个细长导电元件或多个细长导电元件。
举例而言，电缆可以包括两个如本发明中定义的耐火和/或阻燃层，所述耐火和/或阻燃层优选是相邻的。
当电缆包括多个如本发明中定义的耐火和/或阻燃层时，根据第二替代形式，电缆可以包括多个细长导电元件，并且这些耐火和/或阻燃层中的每一个分别包围这些细长导电元件中的每一个，以形成细长的绝缘导电元件。
优选第一替代形式。
本发明的电力和/或电信缆线可以另外包括包围该一个或多个耐火和/或阻燃层的外部保护性护套，其特别是电绝缘的。
然后耐火和/或阻燃层可以是插入细长导电元件与外部保护性护套之间的层。
外部保护性护套优选由无卤素的材料制成。它可以常规地由阻滞火焰传播或抵抗火焰传播的材料制成。特别地，如果这些材料不含有卤素，则此种护套被称为是HFFR(无卤素阻燃剂)类型。
外部保护性护套代表缆线的最外层。它使得可以确保缆线的机械完整性。
它包括至少一种有机或无机聚合物。
有机或无机聚合物的选择没有限制，并且这些聚合物是本领域技术人员熟知的。
根据本发明的优选的实施例，有机或无机聚合物选自交联的和非交联的聚合物。
有机或无机聚合物可以是具有热塑性和/或弹性体特性的均聚物或共聚物。
无机聚合物可以是聚有机硅氧烷。
有机聚合物可以是聚氨酯或聚烯烃。
聚烯烃可以选自乙烯聚合物和丙烯聚合物。作为乙烯聚合物的实例，可以提及线性低密度聚乙烯(LLDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，中密度聚乙烯(MDPE)，高密度聚乙烯(HDPE)，乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)，乙烯和丙烯酸丁酯的共聚物(EBA)、乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物(EMA)或乙烯和丙烯酸2-乙基己酯的共聚物(2EHA)，乙烯和α-烯烃的共聚物，例如像聚乙烯-辛烯(PEO)、乙烯和丙烯的共聚物(EPR)，乙烯和丙烯的三元聚合物(EPT)，例如像乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)三元聚合物，或其混合物中的一种。
外部保护性护套的聚合物优选是有机聚合物、更优选乙烯聚合物、并且更优选乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、线性低密度聚乙烯或其混合物中的一种。
外部保护性护套还可以包含水合的阻燃无机填料。这种水合的阻燃无机填料主要通过吸热分解(例如，释放水)以物理方式起作用，其结果是降低了护套的温度并且限制火焰沿着缆线传播。这些特别被称为阻燃特性。
水合的阻燃无机填料可以是金属氢氧化物，如氢氧化镁或三氢氧化铝。
外部保护性护套可以另外包含惰性填料，特别地选自滑石、云母、脱水粘土、及其混合物中的一种。
缆线配件
有利地，根据本发明的配件符合以下防火性能标准中的至少任一项：EN50200、IEC60331-1、EN50399、IEC60331-11、IEC60331-21、IEC60331-23、IEC60331-25、DIN4102、NBN713020附录3、EN50577、NFC32070 CR1、IEC600332-1和BS6387CWZ，并且优选符合标准IEC60331-11、EN50399和IEC60331-21中的至少任一项。
根据本发明的实施例，根据本发明的配件符合标准EN 50399(2012/02+A1 2016)，特别地符合所述标准的分类标准B2ca、s1a、d0、a1。
配件的耐火和/或阻燃层优选是挤出层。
耐火和/或阻燃层优选展现出基本上恒定的厚度，并且特别地构成连续的保护壳。
耐火和/或阻燃层优选展现出范围大致从0.2至3mm、特别优选地从0.5至1.9mm并且更特别优选地大致从0.7至1.2mm的厚度。
当耐火和/或阻燃层的厚度小于0.2mm时，本发明的配件的热保护是不充分的。
耐火和/或阻燃层优选是无孔的。
由于存在耐火和/或阻燃层，根据本发明的配件被容易且简单地制造并且展现出良好的机械特性(特别是在柔性和耐久性方面)，同时保证良好的耐火特性。特别地，耐火和/或阻燃层具有足够的柔性，使得可以处理配件(例如，缠绕、弯曲、扭曲)，而不会在所述层中引起任何禁止的有害变化，该有害变化会导致其内聚力和其耐火性降低。
此外，耐火和/或阻燃层在高温(特别是在火灾期间通常达到的范围从450℃至1000℃的温度)的作用下转化，以形成保护缆线配件并且特别是下层和/或细长导电元件的内聚残余层。
缆线配件可以是电源柜、接头或终端，并且优选是接头或电源柜。
耐火和/或阻燃层对电缆配件起到电气、机械和热保护的作用。其可以至少部分地并且优选完全地包围所述配件。
其优选是独立于配件的层。换言之，其可以与电缆附件分隔，而不会对所述缆线配件造成最轻微的机械和/或电气损害，并且特别地不会对缆线配件的最外层造成最轻微损害。
换言之，耐火和/或阻燃层优选地不按原样形成缆线配件的完整部分，因此使得可以保持缆线配件的电气和/或机械完整性。更具体地，与该层结合的缆线配件的电气和机械特性保持完好。
耐火和/或阻燃层可包围配件的最外层元件或配件的最外层。
耐火和/或阻燃层优选与配件直接物理接触，并且特别是与配件的最外层元件或最外层直接物理接触。
电缆配件优选旨在包围电缆的至少一部分或端部。
配件优选地包括至少一个半导体元件和至少一个电绝缘元件。
当旨在与所述配件结合的电缆处于电压下时，半导体元件用于控制电场的几何形状是众所周知的。
配件典型地可以是中空的纵向本体，例如像电缆接头。接头特别使得可以将两根电缆连接在一起，该接头旨在包围这两根电缆的至少一部分或端部。
根据本发明的特别优选实施例，配件是包括以下项的电缆接头：
-第一半导体元件，其特别地包围两根电缆的一部分或端部，
-电绝缘元件，其特别地包围第一半导体元件和两根电缆的一部分或端部，和
-第二半导体元件，其特别地包围两根电缆的一部分或端部。
第一半导体元件和第二半导体元件优选通过电绝缘元件分隔。
该接头可以另外包括一个或多个包围第二半导体元件的填料层。
接头可以另外包括第三半导体元件，其特别地包围电绝缘元件。
接头可以另外包括包围第三半导体元件的自合并材料的层，所述自合并材料的层优选被铜编织物包围，其特别地通过聚氯乙烯(PVC)带固定到所述层。
在此实施例中，耐火和/或阻燃层可以包围作为配件最外层元件的接头的第二半导体元件。
本发明的第四主题是一种用于制造如根据本发明的第三主题所定义的装置的方法，其特征在于，该方法至少包括以下阶段：
1)根据如本发明的第二主题所定义的方法制备耐火和/或阻燃组合物；以及
2)挤出阶段1)中制备的耐火和/或阻燃组合物：
-围绕一个或多个细长导电元件和/或围绕电力和/或电信缆线的内层进行挤出，
-或围绕配件如接头或终端进行挤出。
根据本发明的方法是快速且简单的。它使得以几个阶段制造展现良好机械特性的缆线或配件成为可能，特别是在柔性和耐久性方面，同时其保证良好的耐火性。
挤出可以在环境温度下进行或在热条件下进行，特别是在范围大致从20℃至95℃并且优选大致从35℃至75℃的温度下进行。
根据本发明的具体实施例并且当制造电力和/或电信缆线时，该方法可以另外包括在阶段2)之前、期间或之后，围绕耐火和/或阻燃层施加如本发明的第一主题所定义的外部保护性护套(，其特别是电绝缘的)的阶段3)。
该外部保护性护套可以特别通过挤出或共挤出产生。
阶段3)通常在范围大致从145℃至220℃的温度下进行。
附图说明
图1表示根据本发明的实施例的电缆的图解视图。
出于清楚的原因，在这些图中仅概略性地表示对于理解本发明重要的组件，这在不观察比例的情况下进行。
图1所示的电缆10A对应于K25或RZ1K型的耐火电缆。
该电缆10A包括四个各自用电绝缘层200绝缘的细长导电元件100，以及依次且同轴地围绕这四个细长绝缘导电元件(100，200)、包围这四个细长绝缘导电元件(100，200)的如本发明中所定义的耐火和/或阻燃层300，以及包围该耐火和/或阻燃层300的HFFR型的外部护套400。该耐火和/或阻燃层300是如本发明中所定义的，并且有利地以挤出层的形式提供。
以下实例使得可以说明本发明。它们对于权利要求中提出的本发明的总体范围不具有限制性。
实例
实例中使用的起始材料在下面列出：
-来自Simalco公司的按重量计大致50％的“水玻璃”型的第一硅酸钠的水溶液，具有大致2.0的SiO2/Na2O摩尔比的硅酸钠，
-来自Simalco公司的按重量计大致38％的“水玻璃”型的第二硅酸钠的水溶液，具有大致3.4的SiO2/Na2O摩尔比的硅酸钠，
-甘油，罗盖特公司(Roquette Frères)，Reference 8400，
-云母，英格瓷公司(Imerys)，云母MKT，
-改性淀粉，罗盖特公司，Pregeflo CH40，
-玄武岩纤维，Basaltex公司，产品：BCS17-12.7-KV05/1，
-硼酸锌，Borax公司，Firebreak ZB。
除非另有说明，否则所有这些起始材料都如从制造商收到的原样使用。
实例1：根据本发明制备耐火缆线
按照以下方式制备耐火和/或阻燃组合物：将4000g按重量计84％的甘油在水中的溶液与1000g按重量计50％的第一硅酸钠的水溶液和1000g按重量计38％的第二硅酸钠的水溶液混合，以形成液体组合物。
分别将4800g的云母、2000g的改性淀粉和400g的硼酸锌混合以形成固体组合物。
将液体组合物添加到行星混合器中，之后添加200g玄武岩纤维，然后添加固体组合物，以形成所得组合物。
将所得组合物在混合器中混合3分钟，直到获得呈均匀糊料形式的所述耐火和/或阻燃组合物。
围绕包括具有1.5mm2截面的5个铜导体的缆线挤出由此获得的耐火和/或阻燃组合物，这些导体中的每一个被基于XLPE的电绝缘层包围。在围绕缆线挤出的阶段结束时，获得包围绝缘导体的耐火和/或阻燃层。
所形成的耐火和/或阻燃层具有0.7mm的厚度。
随后将获得的组件通过热挤出覆盖有保护性聚合物护套，该护套基于由耐克森公司(Nexans)生产的基于聚乙烯和防火填料的HFFR混合物，所述护套具有大致1.54mm的厚度。由此获得根据本发明的缆线10A。缆线10A的火焰性能品质根据标准EN50399确定。将15个位于竖直梯上的缆线段暴露于20kW功率的火焰中持续20min。还在相同条件下测试了对比缆线2，其与缆线10A相同，除了其不包括耐火和/或阻燃层并且其护套具有1.42mm的厚度。
结果在下表1中给出：
参数 缆线10A 缆线2，对比
pHRR(kW) 23.0 661.8
达到pHRR的时间(s) 792.0 876.0
THR(MJ) 11.8 110.9
SPR(m<sup>2</sup>/s) 0.0 0.7
TSP(m<sup>2</sup>) 8.0 149.6
根据EN 50399的分类 B2 s1 d0 E/F s2 d2
表1
在此表中，首字母缩略词HRR对应于表述“热释放速率”，其提供关于热释放速率的信息；首字母缩略词THR对应于表述“总热释放”，其提供关于在燃烧期间释放的热量的信息；首字母缩略词SPR对应于表述“烟产生速率”，其提供关于烟产生速率的信息；并且首字母缩略词TSP对应于表述“总烟产生”，其提供关于所产生的烟的总量的信息。
这些结果表明，不同于不形成本发明的一部分的对比缆线2，根据本发明的缆线10A从欧洲标准EN 50399的要求的角度，展现出最大的防火特性。

Claims (15)

1.一种耐火和/或阻燃组合物，其特征在于，其包含至少一种第一碱性硅酸盐、淀粉、该淀粉的至少一种增塑剂和至少一种层状硅酸盐，相对于该耐火和/或阻燃组合物的总重量，所述层状硅酸盐占按重量计大于10％的量。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，该淀粉的增塑剂选自脂肪族多元醇。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，相对于所述耐火和/或阻燃组合物层的总重量，该淀粉和该淀粉的增塑剂占按重量计从15％至80％。
4.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该层状硅酸盐选自海泡石、坡缕石、凹凸棒石、kalifersite、丝硅镁石、镍海泡石、蒙脱石、伊利石、滑石和云母。
5.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该耐火和/或阻燃组合物的总重量，该层状硅酸盐占按重量计至少20％。
6.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该耐火和/或阻燃组合物的总重量，该层状硅酸盐占按重量计至多50％。
7.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物另外包含不同于该第一碱性硅酸盐的第二碱性硅酸盐。
8.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物包含：
-第一碱性硅酸盐，其具有范围从1.5至2.6的SiO2/M2O摩尔比，和
-第二碱性硅酸盐，其具有大于2.6的SiO2/M’2O摩尔比，应当理解M’与M相同，并且M和M’选自钠原子和钾原子。
9.如权利要求7和8中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该耐火和/或阻燃组合物的总重量，该组合物包含按重量计从1％至20％的该第一和第二碱性硅酸盐。
10.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物另外包含无机纤维。
11.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物另外包含硼酸锌。
12.如前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在25℃下至少1000Pa.s的粘度，并且具有至多3000s-1的剪切速率。
13.一种用于制备如前述权利要求中任一项所定义的耐火和/或阻燃组合物的方法，其特征在于，该方法包括至少一个将该淀粉、该淀粉的增塑剂、该层状硅酸盐和该第一碱性硅酸盐混合的阶段i)。
14.一种选自电力和/或电信缆线和用于电力和/或电信缆线的配件的装置，其特征在于，所述缆线包括至少一个由如权利要求1至12中任一项所定义的耐火和/或阻燃组合物获得的耐火和/或阻燃层，并且所述缆线配件涂覆有由如权利要求1至12中任一项所定义的耐火和/或阻燃组合物获得的耐火和/或阻燃层。
15.一种用于制造如权利要求14所述的装置的方法，其特征在于，该方法至少包括以下阶段：
1)根据如权利要求13所定义的方法制备耐火和/或阻燃组合物；以及
2)挤出阶段1)中制备的该耐火和/或阻燃组合物：
-围绕一个或多个细长导电元件和/或围绕电力和/或电信缆线的内层进行挤出，
-或围绕缆线配件进行挤出。
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