CN117887258A - 一种耐火阻燃电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括绝缘层电缆料制备、导体芯制备、耐火绝缘层制备和护套层制备，所述绝缘层电缆料制备是采用N‑羧甲基‑N‑羟基‑2‑十七烷基咪唑啉钠盐对蒙脱土进行改性，再与二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液混合制成预聚物，将预聚物制成二胺型聚苯并噁嗪/改性蒙脱土复合体，最后与碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅混合得到云母混合粉、乙烯‑1‑辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂进行混炼制成绝缘层电缆料。本发明制备的耐火阻燃电缆中在较低温度下提前形成“陶瓷保护”；降低了“成瓷保护”的脆性，减小绝缘强度的损失；（3）提高了聚合物的柔韧性，从而改善其加工性能，有效提高了最终制备的材料的耐火性能。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种耐火阻燃电缆及其制备方法。
背景技术
据统计，我国发生火灾中，电气原因氢气火灾占一半左右。在火灾时，火焰可能会引燃电线电缆中的绝缘电缆料和护套材料，导致火灾事故进一步扩大。 耐火阻燃电缆，能在发生火灾情况下，保持电路的完整性，确保关键的应急系统的功能正常运行，在一定时间内保障电力和通讯的畅通，最大限度地赢得抢救时间，减少人员的伤亡和生命财产的损失。目前国内外大量用于大型商场、医院、办公场所、车站、机场、民用烛照的火灾报警系统、烟雾探测系统、应急照明动力系统等与安全和消防救生有关的地方，并且其主要用作应急电源的供电回路，要求在火灾时能较长时间内正常工作。
目前国内外采用的防火电缆主要是氧化镁矿物绝缘耐火电缆和云母带型耐火电缆。其中云母带型耐火电缆，在伸长过程中需要多层缠绕，由于工艺条件限制，往往易造成搭接缝处出现缺陷，火烧后云母带发催，容易脱落，造成耐火效果差，难以保障通讯、电力在火灾情况下的安全畅通。
电缆遭受高温会导致绝缘失效，因此，尽可能提高其力学性能以及耐火能力，同时提高其绝缘强度，是当下耐火电缆的研究发展方向。
发明内容
本发明目的在于提供一种耐火阻燃电缆的制备方法。制备得到的耐火阻燃电缆具有优异的绝缘成瓷性和力学性能，有效提高了电缆的绝缘性能。
本发明另一目的在于提供上述耐火阻燃电缆。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括绝缘层电缆料制备、导体芯制备、耐火绝缘层制备和护套层制备，其特征在于，所述绝缘层电缆料制备是采用N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐对蒙脱土进行改性，将改性后的蒙脱土与二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液混合制成预聚物，再将预聚物制成二胺型聚苯并噁嗪/改性蒙脱土复合体，最后与碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅混合得到云母混合粉、乙烯-1-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂进行混炼制成绝缘层电缆料。
进一步，上述绝缘层电缆料的制备包括如下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将蒙脱土加入乙醇溶液中制备悬浊液，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液加入悬浊液中回流反应制备改性蒙脱土；
（2）制备预聚物：在二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液中加入改性蒙脱土，加热反应后进行减压浓缩，形成预聚物；
（3）制备复合体： 预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至150~170℃处理得到粗品，经二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取，再真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/改性蒙脱土复合体；
（4）制备云母混合粉：将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅混合得到云母混合粉；
（5）制备耐火绝缘层
将步骤（3）制备的复合体、步骤（4）制备的云母混合粉、马来酸酐接枝料、乙烯-1-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂进行混炼得绝缘层电缆料；
进一步，所述步骤（1）中N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为15~20%的水溶液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70~75℃，回流反应8~12h。
进一步，所述步骤（1）的悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:10~15，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的20~25%。
进一步，回流反应结束后，冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土。
进一步，所述步骤（2）中二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液是将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40~45℃，搅拌使其溶解，形成浓度为10~15%溶液，所述二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液和改性蒙脱土的质量比为100:1~5。
进一步，所述步骤（2）中加热反应是升温至70~80℃，保温搅拌8~12h，然后在80~85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物。
进一步，所述步骤（3）中预聚物和硅油的质量比为1~3:10，二氯甲烷和甲苯混合溶液中，二氯甲烷和甲苯的体积比为1：2~3。
在蒙脱土中引入N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐，其作为表面活性剂，可以增强蒙脱土在甲苯中的分散性，提高蒙脱土在后续与二胺型苯并噁嗪预聚性能、以及后续索氏提取形成复合体，其次，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐在改性过程中有效分散于蒙脱土的层状结构中，使得蒙脱土在低温热力作用下可以有效膨胀，促进在较低温度下可以有效形成纳米预聚物。在该过程中，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐含有长链，从而提高了聚合物的柔韧性，从而改善其加工性能，有效提高了最终制备的材料的耐火性能。
进一步，所述步骤（3）中梯度升温具体是从常温升至50℃，保温30~50min；然后升温至70~80℃，保温90～120min；再升温至100～110℃，保温1～2h。
进一步，所述步骤（4）中碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅的重量比为1~2：6~7:1~2，在混料机中正转10min，反转10min，如此循环，旋转2~3h混合均匀。
进一步，按照重量份计，步骤（5）中各组分为80~85份复合体、62~68份云母混合粉、4~6份马来酸酐接枝料、8~12份乙烯-1-辛烯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂1010和0.1~0.3份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料。
进一步，所述导体芯是将导体材料经用连续退火拉丝机将铜杆经过多道模具拉制成的软铜单线，然后进行退火、冷却、清洗、吹干，获得导体芯。
进一步，所述耐火绝缘层制备是采用螺杆挤出机将绝缘层电缆料挤包在导体芯的表面，在导体芯的表面形成耐火绝缘层；
进一步，所述护套层制备是将市售B1级低烟无卤聚烯烃护套料通过挤出、水槽冷却、吹干，包覆在耐火绝缘层外面，形成包覆护套层，制得电缆。
一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.制备改性蒙脱土
将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为15~20%的水溶液，蒙脱土加入乙醇水溶液中，搅拌形成悬浊液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70~75℃，回流反应8~12h，下待冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土，所述悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:10~15，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的20~25%；
S2.制备预聚物
将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40~45℃，搅拌使其溶解，形成浓度为10~15%溶液；在溶液中加入步骤S1制备的改性蒙脱土，然后升温至70~80℃，保温搅拌8~12h，然后在80~85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物，所述溶液和改性蒙脱土的质量比为100:1~5；
S3.制备复合体
将步骤S2制备的预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至150~170℃处理得到粗品，经体积比为1：2~3的二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取30~40h，再在50~60℃真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/蒙脱土复合体，所述预聚物和硅油的质量比为1~3:10，所述梯度升温具体是从常温升至50℃，保温30~50min；然后升温至70~80℃，保温90～120min；再升温至100～110℃，保温1～2h；
S4.制备云母混合粉
将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅按照重量比1~2：6~7:1~2加入混料机中，正转10min，反转10min，如此循环，旋转2~3h混合均匀，得到云母混合粉；
S5.制备耐火绝缘层电缆料
按照重量份将80~85份步骤S3制备的复合体、62~68份步骤S4制备的云母混合粉、4~6份马来酸酐接枝料、8~12份乙烯-1-辛烯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂1010和0.1~0.3份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料；
S6.制备导体芯、绝缘层和护套层
将导体材料经用连续退火拉丝机将铜杆经过多道模具拉制成的软铜单线，然后进行退火、冷却、清洗、吹干，获得导体芯，采用螺杆挤出机将步骤S5制备的绝缘层电缆料挤包在导体芯的表面，在导体芯的表面形成耐火绝缘层，将市售B1级低烟无卤聚烯烃护套料通过挤出、水槽冷却、吹干，包覆在耐火绝缘层外面，形成包覆护套层，制得电缆。
由于N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐改性的蒙脱土的引入，云母混合粉中的碳酸氢钠部分在混炼过程中分解，剩余的碳酸氢钠和N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐在绝缘层受热分解时，会产生大量不燃性气体，使得高聚物材料产生的可燃性气体和空气中的氧气被稀释而达不到可燃的浓度范围，从而有效达到阻止高聚物燃烧的目的，同时调节了材料中的氧/硅比例，降低了材料的低温成瓷性，使得材料在较低温度下提前形成“陶瓷保护”。此外，改性后的蒙脱土由于其片层结构膨胀效应，以及N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的长链作用，增大了纳米结构的界面原子在外力作用下的迁移能力，使其具有良好的韧性和延展性，大大降低了“陶瓷保护层”的脆性，进而减小绝缘强度的损失，提升其保护效果。
一种耐火阻燃电缆，从内到外依次包括导体芯、绝缘层和护套层，其特征在于，所述绝缘层按照重量份包括如下组分：
80~85份复合体、62~68份云母混合粉、4~6份马来酸酐接枝料、8~12份乙烯-1-辛烯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂和0.1~0.3份润滑剂，所述复合体是N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐改性蒙脱土与二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液混合加热处理后，减压浓缩制成预聚物，将预聚物加入硅油中进行梯度加热处理，再进行索氏提取制得，所述云母混合粉是碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅按照重量比1~2：6~7:1~2混合组成。
进一步，所述N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐改性蒙脱土是将蒙脱土加入乙醇溶液中制备悬浊液，将质量浓度为15~20%的N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液加入悬浊液中回流反应制得改性蒙脱土悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:10~15，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的20~25%。
进一步，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70~75℃，回流反应8~12h。回流反应结束后，冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土。
进一步，所述二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液是将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40~45℃，搅拌使其溶解，形成浓度为10~15%溶液，所述二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液和改性蒙脱土的质量比为100:1~5。
进一步，所述加热反应是升温至70~80℃，保温搅拌8~12h，然后在80~85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物。
进一步，所述预聚物和硅油的质量比为1~3:10，索氏提取使用的溶剂为二氯甲烷和甲苯混合溶液，二氯甲烷和甲苯的体积比为1：2~3。
进一步，所述梯度升温具体是从常温升至50℃，保温30~50min；然后升温至70~80℃，保温90～120min；再升温至100～110℃，保温1～2h。
本发明具有如下技术效果：
本发明制备的耐火阻燃电缆中，绝缘层电缆料中通过采用N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐改性蒙脱土，与混合云母粉协同促进绝缘层电缆料（1）在较低温度下提前形成“陶瓷保护”；（2）显著降低了“成瓷保护”的脆性，进而减小绝缘强度的损失；（3）N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐含有长链，从而提高了聚合物的柔韧性，从而改善其加工性能，（4）电缆的整体机械性能也有明显的提高，有效提高了最终制备的材料的耐火性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括如下步骤：
S1.制备改性蒙脱土
将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为15%的水溶液，蒙脱土加入乙醇水溶液中，搅拌形成悬浊液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至75℃，回流反应10h，下待冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土，所述悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:12，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的25%；
S2.制备预聚物
将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40℃，搅拌使其溶解，形成浓度为12%溶液；在溶液中加入步骤S1制备的改性蒙脱土，然后升温至75℃，保温搅拌10h，然后在80℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物，所述溶液和改性蒙脱土的质量比为100:3；
S3.制备复合体
将步骤S2制备的预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至160℃处理得到粗品，经体积比为1：2.5的二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取35h，再在55℃真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/蒙脱土复合体，所述预聚物和硅油的质量比为2:10，所述梯度升温具体是从常温升至50℃，保温40min；然后升温至75℃，保温100min；再升温至110℃，保温1.5h；
S4.制备云母混合粉
将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅按照重量比1：6.5:1.5加入混料机中，正转10min，反转10min，如此循环，旋转2.5h混合均匀，得到云母混合粉；
S5.制备耐火绝缘层电缆料
按照重量份将82份步骤S3制备的复合体、65份步骤S4制备的云母混合粉、5份马来酸酐接枝料、10份乙烯-1-辛烯共聚物、0.3份抗氧剂1010和0.2份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料；
S6.制备导体芯、绝缘层和护套层
将导体材料经用连续退火拉丝机将铜杆经过多道模具拉制成的软铜单线，然后进行退火、冷却、清洗、吹干，获得导体芯，采用螺杆挤出机将步骤S5制备的绝缘层电缆料挤包在导体芯的表面，在导体芯的表面形成耐火绝缘层，将市售B1级低烟无卤聚烯烃护套料通过挤出、水槽冷却、吹干，包覆在耐火绝缘层外面，形成包覆护套层，制得电缆。
实施例2
一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括如下步骤：
S1.制备改性蒙脱土
将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为20%的水溶液，蒙脱土加入乙醇水溶液中，搅拌形成悬浊液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70℃，回流反应12h，下待冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土，所述悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:10，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的20%；
S2.制备预聚物
将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至45℃，搅拌使其溶解，形成浓度为10%溶液；在溶液中加入步骤S1制备的改性蒙脱土，然后升温至70℃，保温搅拌12h，然后在85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物，所述溶液和改性蒙脱土的质量比为100:1；
S3.制备复合体
将步骤S2制备的预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至150℃处理得到粗品，经体积比为1：2的二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取30h，再在50℃真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/蒙脱土复合体，所述预聚物和硅油的质量比为1:10，所述梯度升温具体是从常温升至50℃，保温30min；然后升温至70℃，保温120min；再升温至100℃，保温2h；
S4.制备云母混合粉
将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅按照重量比1：7: 2加入混料机中，正转10min，反转10min，如此循环，旋转2h混合均匀，得到云母混合粉；
S5.制备耐火绝缘层电缆料
按照重量份将80份步骤S3制备的复合体、62份步骤S4制备的云母混合粉、4份马来酸酐接枝料、8份乙烯-1-辛烯共聚物、0.2份抗氧剂1010和0.1份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料；
S6.制备导体芯、绝缘层和护套层
将导体材料经用连续退火拉丝机将铜杆经过多道模具拉制成的软铜单线，然后进行退火、冷却、清洗、吹干，获得导体芯，采用螺杆挤出机将步骤S5制备的绝缘层电缆料挤包在导体芯的表面，在导体芯的表面形成耐火绝缘层，将市售B1级低烟无卤聚烯烃护套料通过挤出、水槽冷却、吹干，包覆在耐火绝缘层外面，形成包覆护套层，制得电缆。
实施例3
一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括如下步骤：
S1.制备改性蒙脱土
将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为18%的水溶液，蒙脱土加入乙醇水溶液中，搅拌形成悬浊液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70℃，回流反应8h，下待冷却至室温后，抽滤得到固体，在80℃下干燥至恒重，研碎并过100目筛，即得改性蒙脱土，所述悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1: 15，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的22%；
S2.制备预聚物
将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40℃，搅拌使其溶解，形成浓度为15%溶液；在溶液中加入步骤S1制备的改性蒙脱土，然后升温至80℃，保温搅拌8h，然后在85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物，所述溶液和改性蒙脱土的质量比为100: 5；
S3.制备复合体
将步骤S2制备的预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至170℃处理得到粗品，经体积比为1: 3的二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取40h，再在60℃真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/蒙脱土复合体，所述预聚物和硅油的质量比为3:10，所述梯度升温具体是从常温升至50℃，保温50min；然后升温至80℃，保温90min；再升温至105℃，保温1h；
S4.制备云母混合粉
将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅按照重量比1~2：6~7:1~2加入混料机中，正转10min，反转10min，如此循环，旋转2~3h混合均匀，得到云母混合粉；
S5.制备耐火绝缘层电缆料
按照重量份将85份步骤S3制备的复合体、68份步骤S4制备的云母混合粉、6份马来酸酐接枝料、12份乙烯-1-辛烯共聚物、0.4份抗氧剂1010和0.3份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料；
S6.制备导体芯、绝缘层和护套层
将导体材料经用连续退火拉丝机将铜杆经过多道模具拉制成的软铜单线，然后进行退火、冷却、清洗、吹干，获得导体芯，采用螺杆挤出机将步骤S5制备的绝缘层电缆料挤包在导体芯的表面，在导体芯的表面形成耐火绝缘层，将市售B1级低烟无卤聚烯烃护套料通过挤出、水槽冷却、吹干，包覆在耐火绝缘层外面，形成包覆护套层，制得电缆。
对比例1：
与实施例3相比，采用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）对蒙脱土改性，制备得改性蒙脱土，替代实施例3中的N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐改性的蒙脱土，其余步骤与实施例3中相同。
对比例2
与实施例3不同的是，没有蒙脱土改性步骤，直接采用蒙脱土和N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐加入二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液中制备预聚物。其余步骤与实施例3中相同。
以直接加入没有进行任何改性的蒙脱土替代改性蒙脱土，其余步骤与实施例3中保持一致，制备得到的绝缘层电缆料作为CK组。
效果验证：
将本发明实施例制备的耐火电缆料和各对比例制备的耐火电缆料进行性能测试，其中：
（1）抗张强度、断裂伸长率按照GB/T2951.11测定。
（2）绝缘电阻按照GB/T13033.1测定。
（3）绝缘成瓷性按照GB/T19216.21测定（形成坚固陶瓷化物的最低温度）。
（4）火焰蔓延按照GB/T31248测定（火焰前沿的传播，特指火焰在电缆表面产生的最大炭化距离）。测试结果如表1所示。
表1：各方案制备的耐火电缆料的各指标对比
可以看出，本发明各实施例制备的电缆中，绝缘层电缆料具有优异的机械性能，抗拉强度达到了17.1MPa以上，断裂伸长率达到了180%以上，较CK组均有明显的提高。绝缘性能也有明显的提高，常温下的绝缘性优异，介电强度在35 KV/mm以上，绝缘成磁性也有明显提升，可在较低的650~700℃温度下成瓷，氧指数明显提升。对比例1和对比例2中虽然较CK组有一定的提升，但是提升效果并不理想。
Claims (9)
1.一种耐火阻燃电缆的制备方法，包括绝缘层电缆料制备、导体芯制备、耐火绝缘层制备和护套层制备，其特征在于，所述绝缘层电缆料制备包括如下步骤：
（1）制备改性蒙脱土：将蒙脱土加入乙醇溶液中制备悬浊液，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液加入悬浊液中回流反应制备改性蒙脱土；
（2）制备预聚物：在二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液中加入改性蒙脱土，加热反应后进行减压浓缩，形成预聚物；
（3）制备复合体： 预聚物加入硅油中搅拌形成分散体系，通过梯度升温至150~170℃处理得到粗品，经二氯甲烷和甲苯混合溶液索氏提取，再真空干燥，得到二胺型聚苯并噁嗪/改性蒙脱土复合体；
（4）制备云母混合粉：将碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅混合得到云母混合粉；
（5）制备耐火绝缘层：将步骤（3）制备的复合体、步骤（4）制备的云母混合粉、马来酸酐接枝料、乙烯-1-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂进行混炼得绝缘层电缆料。
2.如权利要求1所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐配制为浓度为15~20%的水溶液，将N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液滴加至悬浊液中混合后，升温至70~75℃，回流反应8~12h。
3.如权利要求1或2所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的悬浊液中蒙脱土和乙醇溶液的质量比为1:10~15，乙醇溶液是有无水乙醇和水按照体积比为2:3配制得到，N-羧甲基-N-羟基-2-十七烷基咪唑啉钠盐的水溶液为悬浊液中蒙脱土质量的20~25%。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液是将二胺型苯并噁嗪加入甲苯中，升温至40~45℃，搅拌使其溶解，形成浓度为10~15%溶液，所述二胺型苯并噁嗪的甲苯溶液和改性蒙脱土的质量比为100:1~5。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热反应是升温至70~80℃，保温搅拌8~12h，然后在80~85℃，压力小于-90Kpa下减压浓缩得预聚物。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中预聚物和硅油的质量比为1~3:10，二氯甲烷和甲苯混合溶液中，二氯甲烷和甲苯的体积比为1：2~3。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中梯度升温具体是从常温升至50℃，保温30~50min；然后升温至70~80℃，保温90～120min；再升温至100～110℃，保温1～2h。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中碳酸氢钠、云母粉和纳米二氧化硅的重量比为1~2：6~7:1~2，在混料机中正转10min，反转10min，如此循环，旋转2~3h混合均匀。
9.如权利要求8所述的一种耐火阻燃电缆的制备方法，其特征在于：按照重量份计，步骤（5）中各组分为80~85份复合体、62~68份云母混合粉、4~6份马来酸酐接枝料、8~12份乙烯-1-辛烯共聚物、0.2~0.4份抗氧剂1010和0.1~0.3份润滑剂聚乙烯蜡，在150℃开炼机上进行混炼得绝缘层电缆料。
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