CN117511129A - 一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆。所述一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料按重量份包括如下原料：云母10~30份、环氧树脂45~60份、全氟丁基磺酸钾5~10份、玄武岩纤维5~15份、氢氧化镁5~15份、硅酸铝5~15份、粘结剂10~15份、交联聚乙烯5~10份、纳米二氧化硅10~15份。同时，本申请提供了一种阻燃抗干扰柔性电缆，所述电缆包括护套层、绝缘层以及电线芯。所述电缆包括护套层、绝缘层以及电线芯；其中，所述绝缘层由本申请提供的阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料在电线芯上熔融挤出包覆成绝缘层。本申请提供的阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料具有较高的阻燃性、抗干扰以及柔软性较好的优势。
Description
技术领域
本申请涉及电缆加工技术领域，尤其是涉及一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆。
背景技术
电缆绝缘层在电缆结构中起着重要的作用，它能够隔离电缆中的导体或电源线与外部环境之间的电荷，提供电气绝缘并防止电流泄漏。电缆绝缘层的质量和性能直接影响着电缆的安全性和可靠性。在现有的技术中，存在一些电缆绝缘层材料的问题。例如，部分电缆绝缘层材料的阻燃性能较低，这会导致电缆使用过程中产生火灾和爆炸等严重安全事故，进而影响电缆的正常使用。此外，部分电缆绝缘层材料的抗干扰能力也较低，容易受到外界电磁干扰的影响。这会导致电缆信号传输的质量下降，甚至造成数据丢失或传输中断的情况发生。另外，部分电缆绝缘层材料的柔韧性较差，不能适应复杂的安装环境。在一些需要弯曲或折叠的场合，电缆绝缘层会发生开裂或破损，从而影响电缆的正常使用。
发明内容
为了解决上述至少一种技术问题，开发一种阻燃性好、抗干扰以及柔软性较好的电缆绝缘材料，本申请提供一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆。
第一方面，本申请提供的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，所述电缆绝缘材料按重量份包括如下原料：云母10～30份、环氧树脂45～60份、全氟丁基磺酸钾5～10份、玄武岩纤维5～15份、氢氧化镁5～15份、硅酸铝5～15份、粘结剂10～15份、交联聚乙烯5～10份、纳米二氧化硅10～15份。
通过采用上述技术方案，本申请提供的电缆绝缘材料的阻燃性能、抗干扰能力和柔韧性。其中，云母、环氧树脂能够给绝缘材料提供较好的耐高温性能，全氟丁基磺酸钾、玄武岩纤维在电缆绝缘材料中的使用，能够给绝缘材料提供较高的阻燃性能。此外，玄武岩纤维能够较好的提高绝缘层的拉伸强度。同时，氢氧化镁、硅酸铝能够较好的提高阻燃性，纳米二氧化硅的使用能够增加绝缘材料的抗干扰能力，能够有效阻挡外部电磁干扰对电缆信号的影响，提高信号传输的质量和可靠性。此外，粘结剂和交联聚乙烯的使用可以提高绝缘材料的柔韧性，能够使电缆绝缘材料在弯曲或折叠时不易破裂或开裂，提高电缆的适应性和使用寿命。综上所述，本申请提供的阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料能够提高电缆的阻燃性、抗干扰能力和柔韧性，从而提高电缆的安全性、可靠性和适应性。
可选的，所述电缆绝缘层按重量份包括如下原料：云母20～30份、环氧树脂50～60、全氟丁基磺酸钾8～10份、玄武岩纤维10～15份、氢氧化镁10～15份、硅酸铝10～15份、粘结剂12～15份、交联聚乙烯8～10份、纳米二氧化硅12～15份。
可选的，所述全氟丁基磺酸钾与玄武岩纤维的重量比为1：(1.5～2)。
可选的，所述全氟丁基磺酸钾与玄武岩纤维的重量比为1：1.9。
可选的，所述玄武岩纤维的平均粒径为3.0～8.0μm。
通过采用上述技术方案，玄武岩纤维能够增加绝缘材料的阻燃性能，拉伸强度。同时，较小的粒径也有助于提高绝缘材料的均一性和稳定性。
可选的，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的至少一种。
通过采用上述技术方案，双酚A型环氧树脂具有良好的耐热性和耐化学性能，对电缆绝缘材料提供较高的绝缘性能和耐久性。双酚F型环氧树脂具有较低的粘度和较高的柔韧性，可以提高绝缘材料的加工性能和柔韧性。
可选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径不高于100nm。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅是一种具有较小粒径的纳米材料，具有较大的比表面积和较高的表面活性。在电缆绝缘材料中添加纳米二氧化硅可以起到增强绝缘材料的拉伸强度和抗干扰能力。此外，纳米二氧化硅还具有良好的阻燃性能和耐热性能，可以提高电缆绝缘材料的阻燃性和耐高温性。
可选的，所述粘结剂包括乙烯醋酸乙烯共聚物粘结剂和聚氯乙烯粘结剂中的至少一种。
第二方面，本申请提供一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将环氧树脂加到全氟丁基磺酸钾中进行混合，制得环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，备用；
S2、将云母、氢氧化镁、硅酸铝、粘结剂、交联聚乙烯、纳米二氧化硅混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为3000转/分，搅拌时间为20min，静置得到混合物A；
S3、将玄武岩纤维熔融，并添加到混合物A中混练不小于30min，得到混合物B；
S4、将混合物B与环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，混合搅拌，得到混合胶C；
S5、将混合胶C排入螺杆挤出机，挤出机温度为165℃，挤出材料即为电缆绝缘材料。
通过采用上述技术方案，通过本申请提供的制备方法，能够较好的将各原料较好的融合在一起，从而提高绝缘材料的稳定性，同时，能够制备出具有阻燃、抗干扰、柔韧性较好的电缆绝缘材料。
第三方面，本申请提供一种阻燃抗干扰柔性电缆，所述电缆包括护套层、绝缘层以及电线芯；其中，所述绝缘层由本申请提供的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料在电线芯上熔融挤出包覆成绝缘层。
通过采用上述技术方案，本申请提供了一种阻燃抗干扰柔性电缆，该电缆包括护套层、绝缘层和电线芯。其中，绝缘层由本申请提供的阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料在电线芯上熔融挤出包覆而成。绝缘层的形成能够提供电缆的绝缘保护，防止电流泄露和电磁干扰。本申请提供的这种阻燃抗干扰柔性电缆具有良好的绝缘性能、耐久性、抗干扰性、阻燃性能，可广泛应用于各种工业和商业领域。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请提供的电缆绝缘材料的阻燃性能、抗干扰能力和柔韧性。
2.通过本申请提供的制备方法，能够较好的将各原料较好的融合在一起，从而提高绝缘材料的稳定性，同时，能够制备出具有阻燃、抗干扰、柔韧性较好的电缆绝缘材料。
3.本申请提供的这种阻燃抗干扰柔性电缆具有良好的绝缘性能、耐久性、抗干扰性以及阻燃性。可广泛应用于各种工业和商业领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
具体实施例
在本申请的实施例、实施例以及对比例中，如无特殊说明，所使用的各原料均为市售产品。
以下为本申请中使用的部分原料的厂家及具体信息。
实施例1
本实施例提供一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，电缆绝缘材料按重量份包括如下原料：云母10份、环氧树脂45份、全氟丁基磺酸钾5份、玄武岩纤维5份、氢氧化镁5份、硅酸铝5份、粘结剂10份、交联聚乙烯5份、纳米二氧化硅10份。粘结剂为乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)粘结剂。玄武岩纤维的粒径为3.0～8.0μm。纳米二氧化硅的平均粒径为50nm。本实施例使用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
制备方法为如下：
将环氧树脂加到全氟丁基磺酸钾中进行混合，制得环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，备用；
S2、将云母、氢氧化镁、硅酸铝、粘结剂、交联聚乙烯、纳米二氧化硅混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为3000转/分，搅拌时间为20min，静置得到混合物A；
S3、将玄武岩纤维熔融，并添加到混合物A中混练30min，得到混合物B；
S4、将混合物B与环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，混合搅拌，得到混合胶C；
S5、将混合胶C排入螺杆挤出机，挤出机温度为165℃，挤出材料即为电缆绝缘材料。
实施例2～5
实施例2～5与实施例1的区别在于，部分成分的重量份数与实施例1不同。区别部分参见表1。
表1-实施例2～5与实施例1的区别部分参见表
对比例1～4
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时没有使用玄武岩纤维。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时，没有使用全氟丁基磺酸钾。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时不包括全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时，纳米二氧化硅的粒径为110纳米。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时，不包括纳米二氧化硅。
实验检测
分别使用由实施例1～5以及对比例1～4制备获得的电缆绝缘材料制备电缆，电缆结构包括护套层、绝缘层以及电线芯；其中，所述绝缘层由电缆绝缘材料在电线芯上熔融挤出包覆成绝缘层。并对绝缘层分别按照以下检测项进行检测。
1.拉伸强度、断裂伸长率分别按照GB/T1040-2006、GB/T2951.12-2008进行检测。
老化后绝缘断裂伸长率按照GB/T29511.12-2008《电缆绝缘和护套材料通用试验方法》第12部分：通用试验方法-热老化试验检测，老化后断裂伸长率变化率不大于±25％。
(2)在温度(135±2)℃和168小时的条件下进行热老化试验，老化后的拉伸强度和断裂伸长率分别按GB/T1040-2006和GB/T2951.12-2008进行测试。现行标准采用JB/T10738-2007。
(3)阻燃性能检测：按照国标UL1581进行检测。
(4)20摄氏度体积电阻率检测(单位为Ω·m)：20℃下的体积电阻率是通过GB1410-2006的方法测得。
实施例1～5以及对比例1～5的试验检测结果参见表2。
表2-耐老化性能及断裂拉伸强度检测实验结果参见表
结果分析：
结合表2的检测数据可知，实施例2～5与实施例1的区别在于，在制备电缆绝缘材料时，各组分的重量份数不同，结合表2的结果可知，由实施例4制得的电缆绝缘材料具有较好的拉伸强度，并且，老化前后的断裂伸长率以及拉伸强度变化率较低，体积电阻率也较大，由此可知，由实施例4制得的电缆绝缘材料具有较好的阻燃性、柔韧性以及抗干扰的优势。
对比例1与实施例1的区别在于，在制备电缆绝缘材料时，没有使用玄武岩纤维。结合表2的检测结果可知，在未使用玄武岩纤维，绝缘层的断裂伸长率、拉伸强度具有明显的下降，同时影响了电阻率，阻燃性能也有降低的趋势，由此可知，在制备电缆绝缘材料时，玄武岩纤维能够为绝缘层提供较好的拉伸强度以及阻燃性能。同时对体积电阻率的提升有较好的帮助。
对比例2与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时，没有使用全氟丁基磺酸钾。结合表2的结果可知，在制备电缆绝缘材料时，使用全氟丁基磺酸钾，对阻燃性能的提升具有较好的帮助，同时一定程度上影响制备的电缆绝缘层的拉伸强度。
对比例3与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时不包括全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维。结合表2的结果可知，当同时不使用全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维时会影响制得的电缆绝缘材料的阻燃性能、拉伸强度以及断裂伸长率，同时，会影响体积电阻率，结合对比例1～2的检测结果得出，当全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维复配使用时，对制得的绝缘材料的拉伸强度的提升以及阻燃性能的提升具有较好的帮助。
对比例4与实施例1的区别在于，使用的纳米二氧化硅的粒径不同，结合表2的数据可知，当使用粒径为110纳米的二氧化硅时，制得的绝缘层材料的阻燃体积电阻率与实施例1制得的绝缘层材料的电阻率相比，具有明显的降低现象，其原因可能在于，较小粒径的纳米二氧化硅有较大的比表面积，增加了与其余绝缘材料的接触面积，从而增强了纳米颗粒与绝缘材料之间的界面效应，进一步提高了体积电阻率。
对比例5与实施例1的区别在于，本对比例在制备电缆绝缘材料时，不包括纳米二氧化硅。结合表2的检测结果可知，若在制备本申请提供的绝缘材料时，若不使用纳米二氧化硅，则会对制得的绝缘材料的体积电阻率的提升具有较大的影响。
发明人通过对比例以及实施例的检测数据发现，当全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维复配使用时，对制得的绝缘材料的性能阻燃性能以及拉伸强度、断裂伸长率均具有较明显的影响。因此，发明人为了找出较好的比例关系，在实施例4的基础上，在实施例6～8中，进一步对全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的比例关系进行进一步优化。
实施例6～9
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的总重量份数为22份，其中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维重量比为1：1.5。
实施例7
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的总重量份数为22份，其中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维重量比为1：1.8。
实施例8
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的总重量份数为22份，其中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维重量比为1：1.9。
实施例9
本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的总重量份数为22份，其中，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维重量比为1：2。
实施例6～9的检测结果参见表3。
表3-实施例6～9的检测结果参见表
结果分析：
实施例6～9与实施例4的区别在于，全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维重量比不同，结合表3的结果可知，当全氟丁基磺酸钾和玄武岩纤维的重量比为1：1.9时，对拉伸强度以及断裂伸长率的提高具有较明显的帮助。
实施例10～11
实施例10
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例中的环氧树脂为双酚F型环氧树脂。
实施例11
本实施例与实施例8的区别在于，本实施例中的环氧树脂由双酚F型环氧树脂和双酚A型环氧树脂组成，其中，环氧树脂由双酚F型环氧树脂和双酚A型环氧树脂的质量比为1：1。
实施例10～11的检测结果参见表4。
表4-实施例10～11的检测结果参见表
结果分析：
参见表4的结果可知，当同时使用环氧树脂由双酚F型环氧树脂和双酚A型环氧树脂，能够使制得的电缆绝缘材料具有较好的拉伸强度和断裂伸长率。
实施例12～13
实施例12
本实施例与实施例11的区别在于，本实施例中的所述粘结剂为聚氯乙烯(PVC)粘结剂。
实施例13
本实施例与实施例11的区别在于，本实施例中的粘结剂由聚氯乙烯(PVC)粘结剂和聚氯乙烯(PVC)粘结剂组成；其中，聚氯乙烯(PVC)粘结剂和聚氯乙烯(PVC)粘结剂的重量比为1：1。
实施例12～13的检测结果参见表5。
表5-实施例12～13的检测结果参见表
结果分析：
结合表5的结果可知，由实施例13制得的电缆绝缘层材料具有较好的拉伸强度、抗干扰性能以及阻燃性能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述电缆绝缘材料按重量份包括如下原料：云母10~30份、环氧树脂45~60份、全氟丁基磺酸钾5~10份、玄武岩纤维5~15份、氢氧化镁5~15份、硅酸铝5~15份、粘结剂10~15份、交联聚乙烯5~10份、纳米二氧化硅10~15份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述电缆绝缘层按重量份包括如下原料：云母20~30份、环氧树脂50~60、全氟丁基磺酸钾8~10份、玄武岩纤维10~15份、氢氧化镁10~15份、硅酸铝10~15份、粘结剂12~15份、交联聚乙烯8~10份、纳米二氧化硅12~15份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述全氟丁基磺酸钾与玄武岩纤维的重量比为1：（1.5~2）。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述全氟丁基磺酸钾与玄武岩纤维的重量比为1：1.9。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的平均粒径为3.0~8.0μm。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径不高于100nm。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料，其特征在于，所述粘结剂包括乙烯醋酸乙烯共聚物粘结剂和聚氯乙烯粘结剂中的至少一种。
9.一种权利要求1所述的一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将环氧树脂加到全氟丁基磺酸钾中进行混合，制得环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，备用；
S2、将云母、氢氧化镁、硅酸铝、粘结剂、交联聚乙烯、纳米二氧化硅混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为3000转/分，搅拌时间为20min，静置得到混合物A；
S3、将玄武岩纤维熔融，并添加到混合物A中混练不小于30min，得到混合物B；
S4、将混合物B与环氧树脂和全氟丁基磺酸钾的混合物，混合搅拌，得到混合胶C；
S5、将混合胶C排入螺杆挤出机，挤出机温度为165℃，挤出材料即为电缆绝缘材料。
10.一种阻燃抗干扰柔性电缆，其特征在于，所述电缆包括护套层、绝缘层以及电线芯；其中，所述绝缘层由权利要求1~8所述一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料在电线芯上熔融挤出包覆成绝缘层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311476956.4A CN117511129A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311476956.4A CN117511129A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117511129A true CN117511129A (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=89761893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311476956.4A Pending CN117511129A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种阻燃抗干扰柔性电缆绝缘材料、制备方法及电缆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117511129A (zh) |
-
2023
- 2023-11-08 CN CN202311476956.4A patent/CN117511129A/zh active Pending
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