CN219418561U - 一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电缆绕包填充材料技术领域，尤其是一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带。一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，包括柔性云母带，还包括可陶瓷化硅橡胶片，所述可陶瓷化硅橡胶片与柔性云母带固定连接在一起。本申请中的高防护云母复合带用于电缆绕包填充材料，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃性能，经过耐火测试后，所制备电缆保留有较好的阻燃防火性能。

Description

一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带

技术领域

本申请涉及电缆绕包填充材料技术领域，尤其是涉及一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带。

背景技术

国内外电力电缆火灾事故频发，造成一定程度的经济损失和相关的社会负面影响，如何有效防止电缆火灾蔓延和事故扩大是亟待解决的问题。基于此前提下，耐火阻燃电缆应用而生。耐火电缆的要求是：指在规定试验条件下，燃烧一定时间仍能保持正常运行特性的电缆，即着火时仍能具有持续供电的能力。

目前，相关技术中的耐火电缆包括云母绕包带，云母绕包带是通过云母和有机硅树脂热压成型制得。为了使云母绕包带具有柔性可绕包线束，在制备过程中云母绕包带的胶含量控制在15-25%左右，使其满足其阻燃防火且具有柔性可绕包线束的要求。云母绕包带具有较高电绝缘性、耐火性和化学稳定性高等优势，采用其绕包填充得到的成品电缆线的防火阻燃性能有了突破性的提升，但是相关技术中的云母绕包带柔性要求下，自身含有的胶含量偏高，当其受到外界热源影响，云母绕包带中的有机硅树脂热分解，导致云母绕包带整体的结构被破坏，火焰烧灼得到残留体脆而硬，已经无法再次起到较好的抗外力防护效果，综上所述，相关技术中的耐火电缆的耐火效果有待提高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带。

本申请提供的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，包括柔性云母带，还包括可陶瓷化硅橡胶片，所述可陶瓷化硅橡胶片与柔性云母带固定连接在一起。

通过采用上述技术方案，本申请中的高防护云母复合带用于电缆绕包填充材料，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃性能，经过耐火测试后，所制备电缆保留有较好的阻燃防火性能。

优选的，所述可陶瓷化硅橡胶片热压复合于柔性云母带的其中一表面，对电缆束进行绕包时，所述柔性云母带内壁绕包于电缆束外壁。

通过采用上述技术方案，单面可陶瓷化硅橡胶片/柔性云母带形成的高防护云母复合带具有较好的防火阻燃性能，同时生产使用成本相对经济实惠。

优选的，所述可陶瓷化硅橡胶片与柔性云母带的厚度比控制在(0.6-1.2):1.0；所述柔性云母带的厚度控制在0.40-0.85mm。

通过采用上述技术方案，单面可陶瓷化硅橡胶片/柔性云母带形成的高防护云母复合带具有较好的防火阻燃性能，同时具有较好的柔韧性，便于绕包操作，降低绕包过程中出现柔性云母带出现裂纹、裂痕、断裂的概率，提升成品率。

优选的，所述可陶瓷化硅橡胶片热压复合于柔性云母带的上下表面；所述复合于柔性云母带位于两块所述可陶瓷化硅橡胶片之间，对电缆束进行绕包时，所述可陶瓷化硅橡胶片绕包于电缆束外壁。

通过采用上述技术方案，可陶瓷化硅橡胶片受外界热源影响会形成陶瓷体对柔性云母带进行耐火防护性能的增强，即双面可陶瓷化硅橡胶片/柔性云母带形成的高防护云母复合带具有优良的防火阻燃性能和耐火持久性，满足客户对高耐火效果的要求。

优选的，所述可陶瓷化硅橡胶片与柔性云母带的厚度比控制在(0.4-0.8):1.0；所述柔性云母带的厚度控制在0.40-0.85mm。

通过采用上述技术方案，双面可陶瓷化硅橡胶片/柔性云母带形成的高防护云母复合带具有优良的防火阻燃性能和耐火持久性，同时具有较好的柔韧性，便于绕包操作，降低绕包过程中出现柔性云母带出现裂纹、裂痕、断裂的概率，提升成品率。

优选的，所述柔性云母带包括柔性云母卷单元片和增强网格布，增强网格布一体热压复合成型于两块所述柔性云母卷单元之间。

通过采用上述技术方案，可提升柔性云母带整体的机械强度。

优选的，所述增强网格布为芳纶网格布、玻纤网格布、芳纶/玻纤混纺网格布中一种。

通过采用上述技术方案，可保证柔性云母带整体具有较好的机械强度。

优选的，还包括隔热层，所述隔热层复合于柔性云母带、可陶瓷化硅橡胶片之间；所述隔热层的厚度控制在0.20-0.40mm。

本申请中添加的隔热材料，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃和隔热性能，相对于未添设隔热材料的电缆，添加隔热材料所制得的电缆耐火性能更优异，提升了其整体的耐火持久性和使用寿命。

优选的，所述隔热层为柔性气凝胶或者柔性聚合物发泡材料；所述柔性气凝胶为有机硅基柔性气凝胶、生物基柔性气凝胶、纳米纤维柔性气凝胶中的一种；所述柔性聚合物发泡材料是高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO₂复合泡沫带中的一种。

通过采用上述技术方案，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃和隔热性能且不易高防护云母复合带整体的柔韧性，降低绕包过程中出现柔性云母带出现裂纹、裂痕、断裂的概率，提升线束绕包成品率。

优选的，所述隔热层为柔性气凝胶绝热毡；所述隔热层和柔性云母带之间通过第一网格状云母胶带复合连接在一起；所述隔热层和其中一所述可陶瓷化硅橡胶片之间通过第二网格状云母胶带复合连接在一起；所述可陶瓷化硅橡胶片一体成型有封端片；所述封端片将位于所述柔性云母带上层的可陶瓷化硅橡胶片和位于所述柔性云母带下层的可陶瓷化硅橡胶片连接形成一个密封腔室；所述隔热层和柔性云母带均位于密封腔室内部。

通过采用上述技术方案，可进一步改善本申请的隔热性能，进而辅助提升整体的耐火性能及其耐火持久性能，满足客户对高耐火效果的要求。

综上所述，本申请具有以下优点：

1、本申请中的高防护云母复合带用于电缆绕包填充材料，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃性能，经过耐火测试后，所制备电缆保留有较好的阻燃防火性能。

2、本申请中添加的隔热材料，赋予了所制备电缆优良的防火阻燃和隔热性能，相对于未添设隔热材料的电缆，添加隔热材料所制得的电缆耐火性能更优异，提升了其整体的耐火持久性和使用寿命。

附图说明

图1是本申请中实施例1的整体结构示意图。

图2是本申请中实施例2的整体结构示意图。

图3是本申请中实施例3的整体结构示意图。

图4是本申请中实施例4的整体结构示意图。

图5是本申请中实施例5的整体结构示意图。

图中，1、柔性云母带；11、柔性云母卷单元片；12、增强网格布；2、可陶瓷化硅橡胶片；20、封端片；200、密封腔室；3、隔热层；4、第一网格状云母胶带；40、第二网格状云母胶带。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

参照图1，一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，包括柔性云母带1和可陶瓷化硅橡胶片2，可陶瓷化硅橡胶片2与柔性云母带1固定连接在一起。可陶瓷化硅橡胶片2热压复合于柔性云母带1的其中一表面，另一表面未热压复合可陶瓷化硅橡胶片2，对电缆束进行绕包时，柔性云母带1内壁绕包于电缆束外壁。可陶瓷化硅橡胶片2与柔性云母带1的厚度比控制在(0.6-1.2):1.0，且柔性云母带1的厚度控制在0.40-0.85mm。本实施例中柔性云母带1的厚度为0.60±0.05mm，可陶瓷化硅橡胶片2的厚度为0.40±0.05mm。

柔性云母带1可采用市售的金云母带或者本司自制的柔性金云母带。

可陶瓷化硅橡胶片2采用市售的金云母带或本司自制的可陶瓷化硅橡胶片。

自制的柔性金云母带是由表面改性金云母粉集料、有机硅树脂液、增韧助剂制备而成，其胶含量控制在17%±0.2%，增韧助剂控制在2.4wt%，增韧剂为氧化锌晶须搭配氧化铝短纤丝（3M Nextel 氧化铝纤维，长度控制在43-46mm）组成，氧化锌晶须（四针状氧化锌晶须ZnO，长度：10～50um；直径：0.5～5um）搭配氧化铝短纤丝的质量比控制在2:8。有机硅树脂液采用的是日本信越KR 242A（固含量50%，有机溶剂-二甲苯、异丙醇）。

表面改性金云母粉集料是采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或者乙烯基三乙氧基硅烷进行干法搅拌所得。具体地，本实施例中表面改性金云母粉集料是采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷K570进行干法搅拌所得。

未改性前金云母粉集料是由15%的1000目筛出的金云母粉、40%的800-1000目的金云母粉、25%的500-800目的金云母粉、20%的300-500目的金云母粉组成。

自制的柔性金云母带，包括以下步骤：

S1，表面改性金云母粉集料的具体制备方法，如下：

先分别称量1000目筛出的金云母粉、800-1000目的金云母粉、500-800目的金云母粉、300-500目的金云母粉，备用；

再将称量1000目筛出的金云母粉、800-1000目的金云母粉、500-800目的金云母粉、300-500目的金云母粉分别置于γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷K570进行干磨混合制得，金云母粉与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷K570的质量比为100:8，以360rpm搅拌30min，沥出，最终烘干得成品表面改性金云母粉集料；

S2，配制表面改性水溶液，1L的表面改性水溶液中含有6g的乙烯基三乙氧基硅烷，将增韧剂置于表面改性水溶液进行超声波处理40min，沥出烘干得成品增韧剂；

S3，将300g的有机硅树脂液KR 242A与160g的起到稀释作用的有机溶剂-二甲苯混合均匀，再加入806g的表面改性金云母粉集料、24g的成品增韧剂混合均匀，得成品云母浆料；

S1.4，云母浆料置于成型模具中，加热除去有机硅树脂液中的有机溶剂和加入的起到稀释作用的有机溶剂，采用五步热压成型法，第一步热压成型中热压温度为120℃，压力为0.6MPa，热压30s后放气2s再热压8s，热压总时间为38s；第二步热压成型中热压温度为150℃，压力为0.8MPa，热压20s后放气2s，热压总时间为100s；第三步热压成型中热压温度为220℃，压力为1.0MPa，热压持续时间为150s；第四步热压成型中热压温度为140℃，压力为0.6MPa，持续时间为60s；第四步热压成型中热压温度为100℃，压力为0.4MPa，持续时间为60s，将五步热压成型得到半成品云母板置于80℃下，保温处理90min，自然冷却至常温，得柔性金云母带。

自制的可陶瓷化硅橡胶片的配方如下：

100份的甲基乙烯基硅油、0.15份的交联剂-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.2份的交联剂-乙烯基三丁酮肟基硅烷、0.2份的交联剂-N,N^，-(4.4亚甲基二基)双马来酷亚胺、100份的成瓷填料、20份的气相白炭黑、3份的三氧化二硼、10份的气相白炭黑杂化氧化铝纤维、5份的羟基硅油107、5份的玻璃粉、12份的硼酸锌、2份的硫化剂-2,4-二氯过氧化苯甲酰。

成瓷填料是经过表面改性处理的氟金云母粉集料、硅灰石集料、硅藻土集料组成。表面改性的氟金云母粉集料、硅灰石集料、硅藻土集料的质量比为45:30:25。氟金云母粉集料、硅灰石集料、硅藻土集料的粒度相同，具体如下：15%的1000目筛出的填料、40%的800-1000目的填料、25%的500-800目的填料、余量为300-500目的填料。

成瓷填料的表面改性方法如下：配制浓度为6g/L的K570硅氧烷水溶液，将成瓷填料置于K570硅氧烷水溶液中，进行超声波分散处理30min，沥出烘干即可得到成品成瓷填料。

气相白炭黑杂化氧化铝纤维的制备方法：称量50g的气相白炭黑与1000g的市售（水性PU聚氨酯树脂MR-711聚氨酯乳液）固含量为48-50%的水性聚氨酯混合均匀，得气相白炭黑处理液；将气相白炭黑处理液喷涂在氧化铝纤维（3M Nextel 氧化铝纤维）表面，喷涂的气相白炭黑处理液与氧化铝纤维的质量比为10:100，喷涂完成后置于60℃的烘箱中40min，取出自然冷却至室温，得气相白炭黑杂化氧化铝纤维。

自制的可陶瓷化硅橡胶片，包括以下步骤：

S1，成瓷填料的制备：配制氟金云母粉集料、硅灰石集料、硅藻土集料后置于6g/L的K570硅氧烷水溶液中，进行超声波分散处理30min，沥出，烘干即可得到成品成瓷填料；

同时准确原材料：甲基乙烯基硅油、交联剂、补强剂、助熔剂和硫化剂，按照配方计量准确，备用；

S2，将计量准确的成瓷填料、补强剂、助熔剂混合均匀加入到计量准确的甲基乙烯基硅油和交联剂中，搅拌均匀，所得物料置于密炼机中，于100±0.5℃下密炼共混30min；

S3，加入硫化剂置于开炼机中开炼共混，薄通出片；

S4，硫化成型：置于平板硫化机内，于在175℃、10MPa 下，硫化 10min，然后在置于烘箱中，于200℃放置120min，得成品可陶瓷化硅橡胶片。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在：参照图2，可陶瓷化硅橡胶片2热压复合于柔性云母带1的上下表面，复合于柔性云母带1位于两块可陶瓷化硅橡胶片2之间，对电缆束进行绕包时，可陶瓷化硅橡胶片2绕包于电缆束外壁。其中，可陶瓷化硅橡胶片2与柔性云母带1的厚度比控制在(0.4-0.8):1.0，柔性云母带1的厚度控制在0.40-0.85mm。本实施例中可陶瓷化硅橡胶片2的厚度为0.30±0.05mm，单个柔性云母带1的厚度为0.60±0.05mm。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在：参照图3，柔性云母带1包括柔性云母卷单元片11和增强网格布12，增强网格布12一体热压复合成型于两块柔性云母卷单元11之间。增强网格布12为芳纶网格布、玻纤网格布、芳纶/玻纤混纺网格布中一种。本实施例中增强网格布12为市售的玻纤网格布。其中，柔性云母卷单元片11的配方与实施例1中的柔性云母带1的配方相同。

柔性云母带1的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，柔性云母卷单元片11的制备；

S1.1，表面改性金云母粉集料的具体制备方法，如下：

先分别称量1000目筛出的金云母粉、800-1000目的金云母粉、500-800目的金云母粉、300-500目的金云母粉，备用；

再将称量1000目筛出的金云母粉、800-1000目的金云母粉、500-800目的金云母粉、300-500目的金云母粉分别置于γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷K570进行干磨混合制得，金云母粉与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷K570的质量比为100:8，以360rpm搅拌30min，沥出，最终烘干得成品表面改性金云母粉集料；

S1.2，配制表面改性水溶液，1L的表面改性水溶液中含有6g的乙烯基三乙氧基硅烷，将增韧剂置于表面改性水溶液进行超声波处理40min，沥出烘干得成品增韧剂；

S1.3，将300g的有机硅树脂液KR 242A与160g的起到稀释作用的有机溶剂-二甲苯混合均匀，再加入806g的表面改性金云母粉集料、24g的成品增韧剂混合均匀，得成品云母浆料；

S1.4，云母浆料置于成型模具中，加热除去有机硅树脂液中的有机溶剂和加入的起到稀释作用的有机溶剂，预热压：85.0℃和0.35MPa下热压60s，得预制云母件，然后在预制云母件上、下表面复合上离型纸，得到半成品柔性云母卷单元片11，后续工段使用时仅需揭开预制云母件复合上的离型纸即可；

步骤二，在半成品柔性云母卷单元片11之间放置上玻纤网格布，置于热压设备中进行五步热压成型法热压复合：第一步热压成型中热压温度为120℃，压力为0.6MPa，热压30s后放气2s再热压8s，热压总时间为38s；第二步热压成型中热压温度为150℃，压力为0.8MPa，热压20s后放气2s，热压总时间为100s；第三步热压成型中热压温度为220℃，压力为1.0MPa，热压持续时间为150s；第四步热压成型中热压温度为140℃，压力为0.6MPa，持续时间为60s；第四步热压成型中热压温度为100℃，压力为0.4MPa，持续时间为60s，将五步热压成型得到半成品云母板置于80℃下，保温处理90min，自然冷却至常温，得成品柔性云母带1。本实施例中制备的成品柔性云母带1比实施例1中的成品柔性云母带1的机械强度更优。

实施例4

实施例4与实施例2的区别在：参照图4，柔性云母带1包括柔性云母卷单元片11和增强网格布12，增强网格布12一体热压复合成型于两块柔性云母卷单元11之间。增强网格布12为芳纶网格布、玻纤网格布、芳纶/玻纤混纺网格布中一种。本实施例中增强网格布12为市售的玻纤网格布。

实施例5

实施例5与实施例2的区别在：参照图5，一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，包括柔性云母带1、可陶瓷化硅橡胶片2和隔热层3，隔热层3复合于柔性云母带1、可陶瓷化硅橡胶片2之间。隔热层3的厚度控制在0.20-0.40mm，本申请中隔热层3的厚度控制在0.30±0.02mm。

隔热层3为柔性气凝胶或者柔性聚合物发泡材料。其中，柔性气凝胶为有机硅基柔性气凝胶、生物基柔性气凝胶、纳米纤维柔性气凝胶中的一种。柔性聚合物发泡材料是高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO₂复合泡沫带中的一种。本实施例中隔热层3为柔性气凝胶，具体地柔性气凝胶为柔性气凝胶绝热毡（，纳诺科技有限公司定制厚度的绝热毡FMD 450）。

参照图5，隔热层3和柔性云母带1之间通过第一网格状云母胶带4复合连接在一起。且隔热层3和其中一块可陶瓷化硅橡胶片2之间通过第二网格状云母胶带40复合连接在一起。可陶瓷化硅橡胶片2一体成型有封端片20，该封端片20将位于柔性云母带1上层的可陶瓷化硅橡胶片2和位于柔性云母带1下层的可陶瓷化硅橡胶片2连接形成一个密封腔室200，隔热层3和柔性云母带1均位于密封腔室200内部。

本具体实施方式的实施例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)

1.一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，包括柔性云母带（1），其特征在于：还包括可陶瓷化硅橡胶片（2），所述可陶瓷化硅橡胶片（2）与柔性云母带（1）固定连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述可陶瓷化硅橡胶片（2）热压复合于柔性云母带（1）的其中一表面，对电缆束进行绕包时，所述柔性云母带（1）内壁绕包于电缆束外壁。

3.根据权利要求2所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述可陶瓷化硅橡胶片（2）与柔性云母带（1）的厚度比控制在(0.6-1.2):1.0；所述柔性云母带（1）的厚度控制在0.40-0.85mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述可陶瓷化硅橡胶片（2）热压复合于柔性云母带（1）的上下表面；所述复合于柔性云母带（1）位于两块所述可陶瓷化硅橡胶片（2）之间，对电缆束进行绕包时，所述可陶瓷化硅橡胶片（2）绕包于电缆束外壁。

5.根据权利要求4所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述可陶瓷化硅橡胶片（2）与柔性云母带（1）的厚度比控制在(0.4-0.8):1.0；所述柔性云母带（1）的厚度控制在0.40-0.85mm。

6.根据权利要求3或5所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述柔性云母带（1）包括柔性云母卷单元片（11）和增强网格布（12），所述增强网格布（12）一体热压复合成型于两块所述柔性云母卷单元片（11）之间。

7.根据权利要求6所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述增强网格布（12）为芳纶网格布、玻纤网格布、芳纶/玻纤混纺网格布中一种。

8.根据权利要求4或5所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：还包括隔热层（3），所述隔热层（3）复合于柔性云母带（1）、可陶瓷化硅橡胶片（2）之间；所述隔热层（3）的厚度控制在0.20-0.40mm。

9.根据权利要求8所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述隔热层（3）为柔性气凝胶或者柔性聚合物发泡材料；所述柔性气凝胶为有机硅基柔性气凝胶、生物基柔性气凝胶、纳米纤维柔性气凝胶中的一种；所述柔性聚合物发泡材料是高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO₂复合泡沫带中的一种。

10.根据权利要求8所述的一种用于电缆绕包填充的高防护云母复合带，其特征在于：所述隔热层（3）为柔性气凝胶绝热毡；所述隔热层（3）和柔性云母带（1）之间通过第一网格状云母胶带（4）复合连接在一起；所述隔热层（3）和其中一所述可陶瓷化硅橡胶片（2）之间通过第二网格状云母胶带（40）复合连接在一起；所述可陶瓷化硅橡胶片（2）一体成型有封端片（20）；所述封端片（20）将位于所述柔性云母带（1）上层的可陶瓷化硅橡胶片（2）和位于所述柔性云母带（1）下层的可陶瓷化硅橡胶片（2）连接形成一个密封腔室（200）；所述隔热层（3）和柔性云母带（1）均位于密封腔室（200）内部。