CN116031019A - 一种隔氧层高阻燃控制电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔氧层高阻燃控制电缆，属于控制电缆技术领域，包括缆芯，包括缆芯，所述缆芯包括若干绝缘线芯和阻燃填充绳，所述绝缘线芯由内到外设置有导体、绝缘层，若干绝缘线芯绞合成缆，阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面；缆芯向外依次设置有隔氧层、隔离层、屏蔽层、外护套；外护套的材料为阻燃增强护套料；所述阻燃增强护套料通过将乙烯‑醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡混合密炼、双螺杆挤出制得。本发明通过硼酸锌阻燃剂进一步增强了改性氢氧化铝阻燃剂的阻燃作用，外护套位于控制电缆最外层，与阻燃填充绳、隔氧层协同对控制电缆整体起到隔氧阻燃作用。

Description

一种隔氧层高阻燃控制电缆

技术领域

本发明属于控制电缆技术领域，具体涉及一种隔氧层高阻燃控制电缆。

背景技术

控制电缆是适用于工矿企业、能源交通部门、供交流额定电压450/750伏以下控制、保护线路等场合使用的聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套控制电缆。

公开号为CN213635443U的专利公开了一种隔氧层高阻燃控制电缆，电缆芯体的外侧设有耐高温层，所述耐高温层的外侧固定安装有阻燃层，所述阻燃层固定安装于填充槽的内侧，所述填充槽采用防火棉对其填充，在使用过程中能够对其电缆芯体进行保护且具有耐磨、阻燃、耐高温等效果，但是对缆芯外的隔离板、减压层、护套、反光条结构未起到阻燃的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔氧层高阻燃控制电缆，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种隔氧层高阻燃控制电缆，包括缆芯，所述缆芯包括若干绝缘线芯和阻燃填充绳，所述绝缘线芯由内到外设置有导体、绝缘层，若干绝缘线芯绞合成缆，阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面；所述缆芯向外依次设置有隔氧层、隔离层、屏蔽层、外护套，外护套的材料为阻燃增强护套料；

所述阻燃增强护套料包括如下步骤制备：

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行密炼后，输送至双螺杆挤出机进行挤出，得阻燃增强护套料。硼酸锌阻燃剂进一步增强了改性氢氧化铝阻燃剂的阻燃作用；聚乙烯蜡润滑效率较高，可提高有机聚合物与阻燃剂粉末间的润滑性，提高挤出效率。

作为本发明的进一步方案，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡的质量比为70-90:10-50:13.5-24.5:100-125:25-50:20-47.25:10-30。

作为本发明的进一步方案，所述密炼的温度为150-165℃。

作为本发明的进一步方案，所述改性氢氧化铝阻燃剂包括如下步骤制备：

步骤S1、将氢氧化铝固体粉末加入去离子水中，搅拌混合，得浆料；

步骤S2、向浆料中加入硬脂酸，水浴加热至60-90℃，反应30-45mi n后，抽滤、110℃下干燥24h，过250目筛，得改性氢氧化铝阻燃剂。氢氧化铝固体粉末的表面迅速被硬脂酸分子单层包覆，其表面活性也随之提高，进而与高分子材料能够具备良好的相容性与均匀分散性。

作为本发明的进一步方案，步骤S1所述氢氧化铝固体粉末与去离子水的质量比为6-8:100。

作为本发明的进一步方案，步骤S2所述浆料与硬脂酸的质量比为100:3-4.5。

作为本发明的进一步方案，所述硼酸锌阻燃剂包括如下步骤制备：

将六水硝酸锌、去离子水加入反应容器中，水浴加热至60-95℃后，边搅拌边加入氧化锌和十水硼砂，密封容器反应5-7h，冷却至25±1.5℃，过滤，洗涤，110-120℃下干燥4h，得硼酸锌阻燃剂。以六水硝酸锌和十水硼砂为原料合成硼酸锌阻燃剂的方法简单，操作方便，产率较高，对设备无特殊要求。

作为本发明的进一步方案，所述六水硝酸锌、去离子水、氧化锌、十水硼砂的质量比为100:500-900:3.8-4:101.6-190.5。

作为本发明的进一步方案，所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆包括如下步骤制备：

步骤一、将热塑性聚氯乙烯挤包在导体表面，完成绝缘层的制备，得绝缘线芯；

步骤二、将若干绝缘线芯绞合成缆，将阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面，使绝缘线芯更加圆整，得缆芯；将低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料挤包在缆芯的外部，完成隔氧层的制备；在隔氧层外部绕包聚酯带作为隔离层；将软铜带重叠绕包隔离层，完成屏蔽层的制备；在屏蔽层外部挤包阻燃增强护套料，完成外护套的制备，得一种隔氧层高阻燃控制电缆。

本发明的有益效果：

本发明通过将乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂与苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡混合密炼、双螺杆挤出机挤出制得的阻燃增强护套料作为外护套的材料。改性氢氧化铝阻燃剂在受热至200-220℃左右时开始吸热分解释放结晶水，硼酸锌阻燃剂在受热至300℃开始释放出结晶水，在四氯化碳的作用下，生成氯化硼、氯化锌，抑制和捕获游离的羟基，阻止燃烧连锁反应；同时形成固相覆盖层，隔绝周围的氧气，阻止火焰继续燃烧并具有抑烟作用，进一步增强了改性氢氧化铝阻燃剂的阻燃作用，并且外护套位于控制电缆最外层，与阻燃填充绳、绝缘层外部的隔氧层协同对控制电缆整体起到隔氧阻燃作用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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

一种改性氢氧化铝阻燃剂包括如下步骤制备：

步骤S1、将6g氢氧化铝固体粉末加入100g去离子水中，搅拌混合，得浆料；

步骤S2、向100g浆料中加入3g硬脂酸，水浴加热至60℃，反应30min后，抽滤、110℃下干燥24h，过250目筛，得改性氢氧化铝阻燃剂。

实施例2

一种改性氢氧化铝阻燃剂包括如下步骤制备：

步骤S1、将8g氢氧化铝固体粉末加入100g去离子水中，搅拌混合，得浆料；

步骤S2、向100g浆料中加入4.5g硬脂酸，水浴加热至90℃，反应45min后，抽滤、110℃下干燥24h，过250目筛，得改性氢氧化铝阻燃剂。

实施例3

一种硼酸锌阻燃剂包括如下步骤制备：

将100g六水硝酸锌、500g去离子水加入反应容器中，水浴加热至60℃后，边搅拌边加入3.8g氧化锌和101.6g十水硼砂，密封容器反应5h，冷却至25±1.5℃，过滤，洗涤，110℃下干燥4h，得硼酸锌阻燃剂。

实施例4

一种硼酸锌阻燃剂包括如下步骤制备：

将100g六水硝酸锌、900g去离子水加入反应容器中，水浴加热至95℃后，边搅拌边加入4g氧化锌和190.5g十水硼砂，密封容器反应7h，冷却至25±1.5℃，过滤，洗涤，120℃下干燥4h，得硼酸锌阻燃剂。

实施例5

一种阻燃增强护套料包括如下步骤制备：

将70g乙烯-醋酸乙烯共聚物、10g高密度聚乙烯、13.5g四氯化碳、100g实施例1制得的改性氢氧化铝阻燃剂、25g实施例3制得的硼酸锌阻燃剂、20g苯并呋喃酮抗氧剂、10g聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行150℃密炼后，输送至双螺杆挤出机进行熔融挤出，得阻燃增强护套料。

对比例1

一种阻燃护套料包括如下步骤制备：

将70g乙烯-醋酸乙烯共聚物、10g高密度聚乙烯、13.5g四氯化碳、125g实施例1制得的改性氢氧化铝阻燃剂、20g苯并呋喃酮抗氧剂、10g聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行150℃密炼后，输送至双螺杆挤出机进行熔融挤出，得阻燃护套料。

实施例6

一种阻燃增强护套料包括如下步骤制备：

将90g乙烯-醋酸乙烯共聚物、50g高密度聚乙烯、24.5g四氯化碳、125g实施例2制得的改性氢氧化铝阻燃剂、50g实施例4制得的硼酸锌阻燃剂、47.25g苯并呋喃酮抗氧剂、30g聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行165℃密炼后，输送至双螺杆挤出机进行熔融挤出，得阻燃增强护套料。

实施例7

一种所述阻燃增强护套料包括如下步骤制备：

将80g乙烯-醋酸乙烯共聚物、30g高密度聚乙烯、19g四氯化碳、112.5g实施例2制得的改性氢氧化铝阻燃剂、37.5g实施例3制得的硼酸锌阻燃剂、33.6g苯并呋喃酮抗氧剂、20g聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行157.5℃密炼后，输送至双螺杆挤出机进行熔融挤出，得阻燃增强护套料。

实施例8

一种隔氧层高阻燃控制电缆包括如下步骤制备：

步骤一、将热塑性聚氯乙烯挤包在导体表面，完成绝缘层的制备，得绝缘线芯；

步骤二、将7根绝缘线芯绞合成缆，将阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面，使绝缘线芯更加圆整，得缆芯；将低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料挤包在缆芯的外部，完成隔氧层的制备；在隔氧层外部绕包聚酯带作为隔离层；将软铜带重叠绕包隔离层，完成屏蔽层的制备；在屏蔽层外部挤包实施例5制得的阻燃增强护套料，完成外护套的制备，得一种隔氧层高阻燃控制电缆。

实施例9

一种隔氧层高阻燃控制电缆包括如下步骤制备：

步骤一、将热塑性聚氯乙烯挤包在导体表面，完成绝缘层的制备，得绝缘线芯；

步骤二、将16根绝缘线芯绞合成缆，将阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面，使绝缘线芯更加圆整，得缆芯；将低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料挤包在缆芯的外部，完成隔氧层的制备；在隔氧层外部绕包聚酯带作为隔离层；将软铜带重叠绕包隔离层，完成屏蔽层的制备；在屏蔽层外部挤包实施例6制得的阻燃增强护套料，完成外护套的制备，得一种隔氧层高阻燃控制电缆。

实施例10

一种隔氧层高阻燃控制电缆包括如下步骤制备：

步骤一、将热塑性聚氯乙烯挤包在导体表面，完成绝缘层的制备，得绝缘线芯；

步骤二、将61根绝缘线芯绞合成缆，将阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面，使绝缘线芯更加圆整，得缆芯；将低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料挤包在缆芯的外部，完成隔氧层的制备；在隔氧层外部绕包聚酯带作为隔离层；将软铜带重叠绕包隔离层，完成屏蔽层的制备；在屏蔽层外部挤包实施例7制得的阻燃增强护套料，完成外护套的制备，得一种隔氧层高阻燃控制电缆。

对比例2

本对比例与实施例8相比，仅将“实施例5制得的阻燃增强护套料”换成“对比例1制得的护套料”，其他步骤相同。

对实施例8-10和对比例2制得的控制电缆进行阻燃性能测试：将待测控制电缆切割成100.0mm的长度，在流动的氧气和氮气的混合气氛中，测试过程中待测控制电缆恰好能够维持有烟燃烧时的最小氧浓度(即氧指数)，测试结果如表1所示。

表1

测试项目	实施例8	实施例9	实施例10	对比例2
					氧指数/％	29.5	29.8	29.7	25.1

由表1可知，实施例8-10制得的控制电缆相比对比例2制得的控制电缆具有更好的阻燃性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，包括缆芯，所述缆芯包括若干绝缘线芯和阻燃填充绳，所述绝缘线芯由内到外设置有导体、绝缘层，若干绝缘线芯绞合成缆，阻燃填充绳粘接在绝缘线芯表面；所述缆芯向外依次设置有隔氧层、隔离层、屏蔽层、外护套，外护套的材料为阻燃增强护套料；

所述阻燃增强护套料包括如下步骤制备：

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡混合放入密炼机中进行密炼后，输送至双螺杆挤出机进行挤出，得阻燃增强护套料。

2.根据权利要求1所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、四氯化碳、改性氢氧化铝阻燃剂、硼酸锌阻燃剂、苯并呋喃酮抗氧剂、聚乙烯蜡的质量比为70-90:10-50:13.5-24.5:100-125:25-50:20-47.25:10-30。

3.根据权利要求1所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述密炼的温度为150-165℃。

4.根据权利要求1所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述改性氢氧化铝阻燃剂包括如下步骤制备：

步骤S1、将氢氧化铝固体粉末加入去离子水中，搅拌混合，得浆料；

步骤S2、向浆料中加入硬脂酸，水浴加热至60-90℃，反应30-45min后，抽滤、110℃下干燥24h，过250目筛，得改性氢氧化铝阻燃剂。

5.根据权利要求4所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述氢氧化铝固体粉末与去离子水的质量比为6-8:100。

6.根据权利要求4所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，步骤S2所述浆料与硬脂酸的质量比为100:3-4.5。

7.根据权利要求1所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述硼酸锌阻燃剂包括如下步骤制备：

将六水硝酸锌、去离子水加入反应容器中，水浴加热至60-95℃后，边搅拌边加入氧化锌和十水硼砂，密封容器反应5-7h，冷却至25±1.5℃，过滤，洗涤，110-120℃下干燥4h，得硼酸锌阻燃剂。

8.根据权利要求7所述的一种隔氧层高阻燃控制电缆，其特征在于，所述六水硝酸锌、去离子水、氧化锌、十水硼砂的质量比为100:500-900:3.8-4:101.6-190.5。