CN115376729A - 一种柔性隔离型防火电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性隔离型防火电缆,该柔性隔离型防火电缆由内至外依次为铜导体、矿物质绝缘层、矿物质填充层、铝金属护套、矿物质隔离层、无机矿物质防火层、低烟无卤聚烯烃外护套。与现有技术相比,本发明制备的柔性隔离型防火电缆具有阻燃性好、断裂伸长率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域,尤其涉及一种柔性隔离型防火电缆。
背景技术
随着我国城市的发展,对电缆的需求增加,但电缆如应用不当,会发生燃烧,就会给周边环境带来很大的影响,给现场人员带来严重的安全威胁,因而隔离阻燃型防火电缆走进了人们的视野。
公开号为CN106297971A的发明专利公开了一种矿物绝缘金属护套耐火电缆及其制备方法,该电缆包括缆心、一矿物质隔氧层、一内阻燃层、一矿物质耐火膨胀层、一金属加强层、一外阻燃层和一外护套;缆心由若干根依次包覆铝金属护套、防腐塑料层的绝缘线芯组成;绝缘线芯的外层为矿物质绝缘层,矿物质绝缘层内设有金属导体;缆心的外层依次包覆矿物质隔氧层、内阻燃层、矿物质耐火膨胀层、金属加强层、外阻燃层和外护套。该发明的电缆不仅能达到BS6387规定的CWZ级别,还能符合BS8491标准规定的2h的耐火撞击试验,且生产速度快,实现整根连续的大长度生产,现场安装工艺简单,可应用于火灾条件下需要保持电路完整性能要求的配电、照明、控制和报警系统,但该发明制备的矿物绝缘金属护套耐火电缆断裂伸长率不佳。
公开号为CN105047268A的发明专利公开了一种无机防火套型矿物绝缘柔性防火电缆,该防火电缆包括设置在隔热层内、绕包有无机复合绝缘层的导线,填充在无机复合绝缘层与隔热层之间的无机隔热防火填料,绕包在隔热层外周面的铝塑复合带防水层和低烟无卤外护套;位于铝塑复合带防水层和低烟无卤外护套之间设置有无机防火套,无机防火套由绕包在铝塑复合带防水层外周面的玻璃纤维编织带和涂覆在所述玻璃纤维编织带表面的混合胶浆,经90℃~95℃、3~5h加热固化制成,制备得到的电缆具有型矿物绝缘电缆的防火特性,并具有高强度和很好的柔韧性,安装敷设方便。但是该电缆制备过程需加热固化3~5小时,导致电缆制备时间加长,时间成本增加。
发明内容
有鉴于现有技术中防火电缆出现的柔性不佳等问题,本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃性好,喷水耐火和带冲击耐火性好,断裂伸长率高的柔性隔离型防火电缆。
为实现上述目的,本发明提供了一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于,由内至外依次包括:铜导体、矿物质绝缘层、矿物质填充层、铝金属护套、矿物质隔离层、无机矿物质防火层、低烟无卤聚烯烃外护套。
优选的,所述铜导体为退火铜。
优选的,所述矿物质绝缘层通过矿物质绝缘料采用冷挤方式挤包在铜导体外层,再绕包矿物质绕包带制得。
进一步优选的,所述矿物质绝缘料为氧化镁粉,矿物质绝缘层厚度为1~3mm。
优选的,所述矿物质填充层通过若干根包覆有矿物质绝缘层的线绞合成缆芯,然后将矿物质填充物采用冷挤方式挤包在所述矿物质绝缘层外层,再绕包矿物质绕包带制得。
进一步优选的,所述矿物质填充层厚度为1.8~2.5mm;矿物质填充物为矿棉。
优选的,所述铝金属护套通过铝金属挤包在所述矿物质填充层外层制得。
进一步优选的,所述铝金属护套厚度为1.5~2mm;所述挤包温度为450~550℃。
优选的,所述矿物质隔离层通过矿物质隔离材料采用冷挤方式挤包在所述铝金属外套外层,再绕包矿物质绕包带制得。
进一步优选的,所述矿物质隔离层厚度为1~2mm,矿物质隔离材料包括石墨、水玻璃、珍珠岩、高岭土、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
优选的,所述无机矿物质防火层通过无机矿物质防火材料采用冷挤方式挤包在所述矿物质隔离层外层,载绕包矿物质绕包带制得。
进一步优选的,所述无机矿物质防火层厚度为1.5~3mm,无机矿物质防火材料包括石墨、珍珠岩、水玻璃、高岭土、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
优选的,上述冷挤方式挤包温度均为10~40℃
优选的,上述矿物质绕包带为耐火云母材质。
优选的,所述低烟无卤聚烯烃外护套通过低烟无卤聚烯烃材料挤包在所述无机矿物质防火层外层制得。
进一步优选的,所述低烟无卤聚烯烃外护套厚度为1.5~3.5mm;所述挤包的挤包参数为:控制挤出机内各加热区温度控制在110~140℃范围内,且各加热区温度逐区提高,相邻加热区温差为5~10℃;主机转速为1100~1400转/分钟,主机电流为110~130A。
优选的,所述低烟无卤聚烯烃材料制备方法如下:将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯、阻燃微胶囊混合均匀,在130℃以30~60转/分钟混炼15~30分钟,挤出造粒,得到低烟无卤聚烯烃材料。
优选的,所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯、阻燃微胶囊质量比为5~9:1~5:0.5~3:0.5~1.5。
优选的,所述阻燃微胶囊制备方法如下,所述份数均为重量份:
步骤1、将60~120份1,2-双(羟基二甲基硅烷)乙烷、20~50份二甲氧基二苯基硅烷、30~70份乙基三乙酰氧基硅烷、10~30份11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、80~200份无水乙醇、5~15份浓度为0.1~1mol/L盐酸混合,在55~70℃以300~500转/分钟搅拌状态下以15~25mL/min流量滴加45~85份水,再加入20~40份膨润土,继续在50~66℃以300~500转/分钟搅拌3~6小时,50~60℃旋蒸1~5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将2.5~8份十八烷基醚磷酸酯加入35~80份水中,再加入1~3份浓度为2~3wt%氢氧化钠水溶液,以300~500转/分钟搅拌15~30分钟,得到溶液A;将10~35份水滑石加入到800~1800份水中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,再加入溶液A、5~15份硅酸锂、5~20份步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在65~90℃以300~500转/分钟搅拌2.5~4小时,过滤并收集固体,用水洗涤2~4次,55~80℃真空干燥22~26小时,研磨,过200~400目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在200~350份水中加入0.25~0.7份乳化剂,以300~500转/分钟搅拌10~30分钟,加入3~10份碳酰胺、0.3~1份磷酸二氢胺、0.3~1份间苯二酚,利用浓度为0.5~1.5mol/L盐酸调节pH为3~5,加入2~5份步骤2制备的改性阻燃剂,在8000~12000转/分钟搅拌20~50分钟,加入8~20份浓度为35~40vt%的甲醛溶液,在55~70℃以500~700转/分钟搅拌4~6小时,再以100~250转/分钟搅拌至温度降为20~30℃,过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤2~4次,50~80℃真空干燥8~12小时,得到阻燃微胶囊。
优选的,所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
优选的,所述过滤均使用0.22~0.8微米滤膜
本发明通过铜导体、矿物质绝缘料、矿物质填充物、矿物质绕包带、铝金属、矿物质隔离材料、无机矿物质防火材料制备得到了柔性隔离型防火电缆,其中低烟无卤聚烯烃外护套材质为低烟无卤聚烯烃材料,得到柔性隔离型防火电缆具有较好的阻燃性,喷水耐火和带冲击耐火性好,断裂伸长率高。低烟无卤聚烯烃材料利用乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯与阻燃微胶囊混炼造粒得到,阻燃微胶囊是先通过1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、二甲氧基二苯基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷在膨润土分散液中互相交联聚合得到有机硅改性膨润土低聚物,由于膨润土表面带有羟基,硅烷在膨润土分散液中互相交联聚合的过程中会形成网状结构,包裹膨润土,部分聚合物在交联的过程中嵌入膨润土层中,降低膨润土的亲水性,使有机硅改性膨润土低聚物流变性增大,从而提高材料的断裂伸长率;同时得到的有机硅改性膨润土低聚物中的巯基进一步提高了膨润土的吸水性,提高了材料的防水性;
再将有机硅改性膨润土低聚物放到十八烷基醚磷酸酯、水滑石、硅酸锂体系中,十八烷基醚磷酸酯在水滑石层间插层,同时部分十八烷基醚磷酸酯吸附在水滑石颗粒表面,与水滑石表面的羟基形成新的化学键,提高材料的阻燃性能、疏水性,减少水滑石团聚;硅酸锂水解产生羟基,与有机硅改性膨润土低聚物聚合,形成新的网状结构,增强材料的致密性,产生Si-O-Si键,进一步提高材料的耐热性、阻燃性,同时十八烷基醚磷酸酯插层水滑石上的羟基与新的网状结构连接,进一步增强材料的致密性,使阻燃性增强、断裂伸长率增大;
最后利用碳酰胺、磷酸二氢胺、间苯二酚、甲醛作为壁材,将得到的改性阻燃剂作为芯材,制备得到了阻燃微胶囊,由于改性阻燃剂被脲醛树脂包裹,使得阻燃微胶囊与乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯混炼时相容性好,可有效防止低烟无卤聚烯烃外护套出现开裂的情况,提高喷水耐火和带冲击耐火性、断裂伸长率。
综上可使最后制备得到的柔性隔离型防火电缆具有较好的阻燃性、喷水耐火和带冲击耐火性、断裂伸长率、疏水性等性能。
由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明具有以下优点:1)十八烷基醚磷酸酯在水滑石层间插层,硅酸锂水解产生羟基,与有机硅改性膨润土低聚物聚合,同时十八烷基醚磷酸酯插层水滑石上的羟基与新的网状结构连接,提高了柔性隔离型防火电缆的阻燃性、疏水性、耐热开裂性、断裂伸长率;2)改性阻燃剂被脲醛树脂包裹得到阻燃微胶囊,使阻燃微胶囊与乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯混炼时相容性好,提高柔性隔离型防火电缆的喷水耐火和带冲击耐火性和断裂伸长率。
具体实施方式
实施例与对比例原料来源:
氧化镁粉:无锡市泽镁新材料科技有限公司,型号:ZH-V5I。
珍珠岩:灵寿县玉苑矿产品有限公司,粒度:30~80目。
石墨:青岛悦凯新材料有限公司,规格:5000目。
乙烯-醋酸乙烯共聚物:苏州凡轩塑化有限公司,货号:18J3,品牌:燕山石化。
聚烯烃弹性体:东莞市茂科塑胶原料有限公司,货号:7256。
线性低密度聚乙烯:宁波金驰塑料有限公司,货号:DFDA-7042。
1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷:北京华威锐科化工有限公司,CAS号:18156-37-1。
膨润土:拓亿新材料(广州)有限公司,粒度:2000~3000目,型号:TY-200。
水滑石:上海运河材料科技有限公司,镁铝水滑石,型号:HT-1。
十八烷基醚磷酸酯:湖北楚盛威化工有限公司,货号:csw-1708。
实施例1
一种柔性隔离型防火电缆,其制备方法如下:
S1、采用冷挤方式将氧化镁粉挤包在线径为0.2mm,长3000mm的退火铜导体外层,挤包温度为25℃,再绕包耐火云母带,形成厚度为2mm的矿物质绝缘层;
S2、将5根步骤S1所述包覆有矿物质绝缘层的线绞合成缆芯,然后采用冷挤方式将矿棉挤包在所述矿物质绝缘层外层,挤包温度为25℃,再绕包耐火云母带,形成厚度为2.3mm的矿物质填充层;
S3、将铝金属挤包在步骤S2所述矿物质填充层外层,挤包温度为500℃,形成厚度为1.8mm的铝金属护套;
S4、采用冷挤方式将珍珠岩挤包在步骤S3所述铝金属护套外层,挤包温度为25℃,再绕包耐火云母带,形成厚度为1.7mm的矿物质隔离层;
S5、采用冷挤方式将石墨挤包在步骤S4所述的矿物质隔离层外层,挤包温度为25℃,再绕包耐火云母带,形成厚度为2.3mm的无机矿物质防火层;
S6、将低烟无卤聚烯烃材料挤包在步骤S5所述无机矿物质防火层外层,挤包采用SJ65-25挤塑机,加热区分六个区,六个区温度从第一区到第六区分别设置为110℃、115℃、121℃、128℃、133℃、138℃,主机转速为1200转/分钟,主机电流为120A,形成厚度为2.3mm的低烟无卤聚烯烃外护套,最终得到由内至外依次为铜导体、矿物质绝缘层、矿物质填充层、铝金属护套、矿物质隔离层、无机矿物质防火层、低烟无卤聚烯烃外护套的柔性隔离型防火电缆。
所述低烟无卤聚烯烃材料制备方法如下:将35kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、15kg聚烯烃弹性体、7.5kg线性低密度聚乙烯、5kg阻燃微胶囊混合均匀,在130℃以40转/分钟混炼20分钟,挤出造粒,得到低烟无卤聚烯烃材料。
所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将80g 1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、32g二甲氧基二苯基硅烷、50g乙基三乙酰氧基硅烷、15g 11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、100g无水乙醇、10g浓度为0.5mol/L盐酸混合,在66℃以400转/分钟搅拌状态下以20mL/min流量滴加60g水,再加入30g膨润土,继续在60℃以400转/分钟搅拌4小时,55℃旋蒸3.5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将4.96g十八烷基醚磷酸酯加入50g水中,再加入2g浓度为2.5wt%氢氧化钠水溶液,搅拌25分钟,得到溶液A;将20g水滑石加入到1000g水中,以400转/分钟搅拌35分钟,再加入溶液A、10g硅酸锂、6g步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在80℃以400转/分钟搅拌3.5小时,用0.45微米滤膜过滤并收集固体,用水洗涤3次,65℃真空干燥24小时,研磨,过300目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在2600g水中加入5g十二烷基苯磺酸钠,以400转/分钟搅拌20分钟,加入50g碳酰胺、5g磷酸二氢胺、5g间苯二酚,利用浓度为1mol/L盐酸调节pH为4,加入30g步骤2制备的改性阻燃剂,在10000转/分钟搅拌35分钟,加入126.7g浓度为37vt%的甲醛水溶液,在60℃以600转/分钟搅拌5小时,再以200转/分钟搅拌至温度降为25℃,用0.45微米滤膜过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤3次,65℃真空干燥10小时,得到阻燃微胶囊。
对比例1
一种柔性隔离型防火电缆的制备方法与实施例1基本相同,唯一区别在于所述阻燃微胶囊制备方法不同。所述低烟无卤聚烯烃材料与实施例1相同。
所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将4.96g十八烷基醚磷酸酯加入50g水中,再加入2g浓度为2.5wt%氢氧化钠水溶液,搅拌25分钟,得到溶液A;将20g水滑石加入到1000g水中,以400转/分钟搅拌35分钟,再加入溶液A、10g硅酸锂,在80℃以400转/分钟搅拌3.5小时,用0.45微米滤膜过滤并收集固体,用水洗涤3次,65℃真空干燥24小时,研磨,过300目筛,得到改性阻燃剂;
步骤2、在2600g水中加入5g十二烷基苯磺酸钠,以400转/分钟搅拌20分钟,加入50g碳酰胺、5g磷酸二氢胺、5g间苯二酚,利用浓度为1mol/L盐酸调节pH为4,加入30g步骤1制备的改性阻燃剂,在10000转/分钟搅拌35分钟,加入126.7g浓度为37vt%的甲醛水溶液,在60℃以600转/分钟搅拌5小时,再以200转/分钟搅拌至温度降为25℃,用0.45微米滤膜过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤3次,65℃真空干燥10小时,得到阻燃微胶囊。
对比例2
一种柔性隔离型防火电缆的制备方法与实施例1基本相同,唯一区别在于所述阻燃微胶囊制备方法不同。所述低烟无卤聚烯烃材料与实施例1相同。
所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将80g 1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、32g二甲氧基二苯基硅烷、50g乙基三乙酰氧基硅烷、15g 11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、100g无水乙醇、10g浓度为0.5mol/L盐酸混合,在66℃以400转/分钟搅拌状态下以20mL/min流量滴加60g水,再加入30g膨润土,继续在60℃以400转/分钟搅拌4小时,55℃旋蒸3.5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、在50g水中加入2g浓度为2.5wt%氢氧化钠水溶液,搅拌25分钟,得到溶液A;将20g水滑石加入到1000g水中,以400转/分钟搅拌35分钟,再加入溶液A、10g硅酸锂、6g步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在80℃以400转/分钟搅拌3.5小时,用0.45微米滤膜过滤并收集固体,用水洗涤3次,65℃真空干燥24小时,研磨,过300目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在2600g水中加入5g十二烷基苯磺酸钠,以400转/分钟搅拌20分钟,加入50g碳酰胺、5g磷酸二氢胺、5g间苯二酚,利用浓度为1mol/L盐酸调节pH为4,加入30g步骤2制备的改性阻燃剂,在10000转/分钟搅拌35分钟,加入126.7g浓度为37vt%的甲醛水溶液,在60℃以600转/分钟搅拌5小时,再以200转/分钟搅拌至温度降为25℃,用0.45微米滤膜过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤3次,65℃真空干燥10小时,得到阻燃微胶囊。
对比例3
一种柔性隔离型防火电缆的制备方法与实施例1基本相同,唯一区别在于所述阻燃微胶囊制备方法不同。所述低烟无卤聚烯烃材料与实施例1相同。
所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将80g 1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、32g二甲氧基二苯基硅烷、50g乙基三乙酰氧基硅烷、15g 11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、100g无水乙醇、10g浓度为0.5mol/L盐酸混合,在66℃以400转/分钟搅拌状态下以20mL/min流量滴加60g水,再加入30g膨润土,继续在60℃以400转/分钟搅拌4小时,55℃旋蒸3.5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将4.96g十八烷基醚磷酸酯加入50g水中,再加入2g浓度为2.5wt%氢氧化钠水溶液,搅拌25分钟,得到溶液A;在1000g水中加入溶液A、10g硅酸锂、6g步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在80℃以400转/分钟搅拌3.5小时,用0.45微米滤膜过滤并收集固体,用水洗涤3次,65℃真空干燥24小时,研磨,过300目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在2600g水中加入5g十二烷基苯磺酸钠,以400转/分钟搅拌20分钟,加入50g碳酰胺、5g磷酸二氢胺、5g间苯二酚,利用浓度为1mol/L盐酸调节pH为4,加入30g步骤2制备的改性阻燃剂,在10000转/分钟搅拌35分钟,加入126.7g浓度为37vt%的甲醛水溶液,在60℃以600转/分钟搅拌5小时,再以200转/分钟搅拌至温度降为25℃,用0.45微米滤膜过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤3次,65℃真空干燥10小时,得到阻燃微胶囊。
对比例4
一种柔性隔离型防火电缆的制备方法与实施例1基本相同,唯一区别在于所述阻燃微胶囊制备方法不同。所述低烟无卤聚烯烃材料与实施例1相同。
所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将80g1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、32g二甲氧基二苯基硅烷、50g乙基三乙酰氧基硅烷、15g 11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、100g无水乙醇、10g浓度为0.5mol/L盐酸混合,在66℃以400转/分钟搅拌状态下以20mL/min流量滴加60g水,再加入30g膨润土,继续在60℃以400转/分钟搅拌4小时,55℃旋蒸3.5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将4.96g十八烷基醚磷酸酯加入50g水中,再加入2g浓度为2.5wt%氢氧化钠水溶液,搅拌25分钟,得到溶液A;将20g水滑石加入到1000g水中,以400转/分钟搅拌35分钟,再加入溶液A、6g步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在80℃以400转/分钟搅拌3.5小时,用0.45微米滤膜过滤并收集固体,用水洗涤3次,65℃真空干燥24小时,研磨,过300目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在2600g水中加入5g十二烷基苯磺酸钠,以400转/分钟搅拌20分钟,加入50g碳酰胺、5g磷酸二氢胺、5g间苯二酚,利用浓度为1mol/L盐酸调节pH为4,加入30g步骤2制备的改性阻燃剂,在10000转/分钟搅拌35分钟,加入126.7g浓度为37vt%的甲醛水溶液,在60℃以600转/分钟搅拌5小时,再以200转/分钟搅拌至温度降为25℃,用0.45微米滤膜过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤3次,65℃真空干燥10小时,得到阻燃微胶囊。
测试例1
电缆着火完整性测试:
参照标准BS8491:2008《用于烟和热控制系统及其他特定的仍在继续的火宅安全系统部件的大直径电力电缆着火完整性的评定方法》对本发明制备的柔性隔离型防火电缆进行线路完整性试验,试验步骤如下:1)将本发明制备的柔性隔离型防火电缆的两端割除100mm的护套使裸露出铜导体,将电缆安装在试验梯架上,使电缆的最小半径约为电缆外径的20倍;2)调节施加电压为柔性隔离型防火电缆额定电压0.6/1kV,点燃喷灯,使受火温度在受火10分钟到达830~870℃范围内,受火时间为120分钟,在受火10分钟开始冲击电缆,之后每隔10分钟一次;3)在耐火冲击试验结束前5分钟开始启动喷水装置,每次喷水持续5秒,每隔60秒喷水一次,整个喷水过程重复5次,在喷水阶段,即使喷水过程中火焰熄灭,电压也持续供给;4)在试验过程中观察是否有熔断器熔断,或者断路器断裂,亦或是线路连续性指示装置熄灭,若出现上述任何一种情况,电缆不合格,若未出现上述任何一种情况,则电缆合格。
电缆着火完整性测试结果:受火及机械振动120分钟(试验在115分钟时喷水)后,实施例1和对比例1~4的电缆线路均未出现熔断器熔断、断路器断裂、线路连续性指示装置熄灭等情况,电缆线路保持完整,电缆合格,说明电缆的喷水耐火和带冲击耐火性好。
测试例2
阻燃性测试:
参照国家标准GB/T12666.2-2008《单根电线电缆燃烧试验方法第2部分:水平燃烧试验》以本发明制备的柔性隔离型防火电缆作为试样进行阻燃性测试,测试结果通过试样表面炭化长度表示,结果见表1。
测试例3
断裂伸长率测试:
参照国家标准GB/T2951.11-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第11部分:通用试验方法—厚度和外形尺寸测量—机械性能试验》进行断裂伸长率测试,取100mm本发明制备的柔性隔离型防火电缆作为试件,拉力试验机选用自紧式夹头,试件拉伸至断裂时,标记距离的增量与未拉伸试样的标记距离的百分比,为断裂伸长率%,结果见表1。
表1测试结果
试样 | 炭化长度/mm | 断裂伸长率/% |
实施例1 | 11 | 310 |
对比例1 | 45 | 240 |
对比例2 | 32 | 285 |
对比例3 | 38 | 275 |
对比例4 | 49 | 160 |
备注:炭化长度越短说明阻燃效果越好。
对比实施例1与对比例1~4,发现实施例1的阻燃性和断裂伸长率均优于对比例1~4,可能是十八烷基醚磷酸酯在水滑石层间插层,硅酸锂水解产生羟基,与有机硅改性膨润土低聚物聚合,同时十八烷基醚磷酸酯插层水滑石上的羟基与新的网状结构连接,提高了柔性隔离型防火电缆的阻燃性、断裂伸长率。
Claims (10)
1.一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于,由内至外依次包括:铜导体、矿物质绝缘层、矿物质填充层、铝金属护套、矿物质隔离层、无机矿物质防火层、低烟无卤聚烯烃外护套。
2.如权利要求1所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述矿物质绝缘层通过矿物质绝缘料采用冷挤方式挤包在铜导体外层,再绕包矿物质绕包带制得;所述矿物质填充层通过若干根包覆有矿物质绝缘层的线绞合成缆芯,然后将矿物质填充物采用冷挤方式挤包在所述矿物质绝缘层外层,再绕包矿物质绕包带制得;所述铝金属护套通过铝金属挤包在所述矿物质填充层外层制得;所述矿物质隔离层通过矿物质隔离材料采用冷挤方式挤包在铝金属外套外层,再绕包矿物质绕包带制得;所述无机矿物质防火层通过无机矿物质防火材料采用冷挤方式挤包在矿物质隔离层外层,载绕包矿物质绕包带制得;所述低烟无卤聚烯烃外护套通过低烟无卤聚烯烃材料挤包在无机矿物质防火层外层制得。
3.如权利要求2所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述铜导体为退火铜;所述矿物质绝缘料为氧化镁粉;所述矿物质绕包带为耐火云母材质;所述矿物质填充物为矿棉;所述矿物质隔离材料包括石墨、水玻璃、珍珠岩、高岭土、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种;所述无机矿物质防火材料包括石墨、珍珠岩、水玻璃、高岭土、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述矿物质绝缘层厚度为1~3mm;所述矿物质填充层厚度为1.8~2.5mm;所述铝金属护套厚度为1.5~2mm;所述矿物质隔离层厚度为1~2mm;所述无机矿物质防火层厚度为1.5~3mm;所述低烟无卤聚烯烃外护套厚度为1.5~3.5mm。
5.如权利要求2所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述冷挤方式挤包温度均为10~40℃;所述铝金属护套挤包温度为450~550℃;所述低烟无卤聚烯烃外护套挤包参数为:控制挤出机内各加热区温度在110~140℃范围内,且各加热区温度逐区提高,相邻加热区温差为5~10℃;主机转速为1100~1400转/分钟,主机电流为110~130A。
6.如权利要求2所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于,所述低烟无卤聚烯烃材料制备方法如下:将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯、阻燃微胶囊混合均匀,在130℃以30~60转/分钟混炼15~30分钟,挤出造粒,得到低烟无卤聚烯烃材料。
7.如权利要求6所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、线性低密度聚乙烯、阻燃微胶囊质量比为5~9:1~5:0.5~3:0.5~1.5。
8.如权利要求7所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于,所述阻燃微胶囊制备方法如下:
步骤1、将1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、二甲氧基二苯基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、无水乙醇和浓度为0.1~1mol/L盐酸混合,在55~70℃搅拌状态下滴加水,再加入膨润土,继续在50~66℃搅拌3~6小时,50~60℃旋蒸1~5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将十八烷基醚磷酸酯加入水中,再加入浓度为2~3wt%氢氧化钠水溶液,搅拌15~30分钟,得到溶液A;将水滑石加入到水中,搅拌20~45分钟,再加入溶液A、硅酸锂、步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在65~90℃搅拌2.5~4小时,过滤并收集固体,用水洗涤2~4次,55~80℃真空干燥22~26小时,研磨,过筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在水中加入乳化剂,搅拌10~30分钟,加入碳酰胺、磷酸二氢胺、间苯二酚,利用浓度为0.5~1.5mol/L盐酸调节pH为3~5,加入步骤2制备的改性阻燃剂,搅拌20~50分钟,加入浓度为35~40vt%的甲醛溶液,在55~70℃搅拌4~6小时,再搅拌至温度降为20~30℃,过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤2~4次,50~80℃真空干燥8~12小时,得到阻燃微胶囊。
9.如权利要求8所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于,所述阻燃微胶囊制备方法如下,所述份数均为重量份:
步骤1、将60~120份1,2-双(羟基二甲基硅基)乙烷、20~50份二甲氧基二苯基硅烷、30~70份乙基三乙酰氧基硅烷、10~30份11-巯基十一烷基三甲氧基硅烷、80~200份无水乙醇、5~15份浓度为0.1~1mol/L盐酸混合,在55~70℃以300~500转/分钟搅拌状态下以15~25mL/min流量滴加45~85份水,再加入20~40份膨润土,继续在50~66℃以300~500转/分钟搅拌3~6小时,50~60℃旋蒸1~5小时,得到有机硅改性膨润土低聚物;
步骤2、将2.5~8份十八烷基醚磷酸酯加入35~80份水中,再加入1~3份浓度为2~3wt%氢氧化钠水溶液,以300~500转/分钟搅拌15~30分钟,得到溶液A;将10~35份水滑石加入到800~1800份水中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,再加入溶液A、5~15份硅酸锂、5~20份步骤1制备的有机硅改性膨润土低聚物,在65~90℃以300~500转/分钟搅拌2.5~4小时,过滤并收集固体,用水洗涤2~4次,55~80℃真空干燥22~26小时,研磨,过200~400目筛,得到改性阻燃剂;
步骤3、在200~350份水中加入0.25~0.7份乳化剂,以300~500转/分钟搅拌10~30分钟,加入3~10份碳酰胺、0.3~1份磷酸二氢胺、0.3~1份间苯二酚,利用浓度为0.5~1.5mol/L盐酸调节pH为3~5,加入2~5份步骤2制备的改性阻燃剂,在8000~12000转/分钟搅拌20~50分钟,加入8~20份浓度为35~40%的甲醛溶液,在55~70℃以500~700转/分钟搅拌4~6小时,再以100~250转/分钟搅拌至温度降为20~30℃,过滤,收集固体,分别用水和丙酮洗涤2~4次,50~80℃真空干燥8~12小时,得到阻燃微胶囊。
10.如权利要求9所述的一种柔性隔离型防火电缆,其特征在于:所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
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Denomination of invention: A flexible isolation type fireproof cable Granted publication date: 20240322 Pledgee: China Life Property insurance Co.,Ltd. Qingdao Branch Pledgor: Qingdao Jiaozhou Bay Cable Co.,Ltd. Registration number: Y2024370010047 |