低烟无卤陶瓷化耐火电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低烟耐火电缆料领域，尤其涉及一种低烟无卤陶瓷化耐火电缆料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市人口的急剧增长，伴随着高层建筑、地铁、机场、车站、大型酒店、超市、医 院以及大型公共体育、娱乐场所、公共交通设施的不断增加，消防、防火安全问题的重要性 凸显出来。目前在一些大型、高层建筑或公共场所发生火灾时，火灾会引起电路发生故障， 使得警报、自动门、电梯、喷淋系统、各种信号输送系统以及其它紧急救援设备停止工作，致 使现场人员难以逃生。同时如果可燃物放出大量烟雾，特别是有毒气体，还将导致二次灾害 的发生，严重威胁着人们的生命和财产安全。
[0003] 目前国内外采用的防火电线电缆主要是氧化镁矿物绝缘耐火电缆和云母带绕包 的耐火电缆。前者需要专门的生产加工设备，而且这些设备大都需要进口，价格昂贵，资金 投入太大，且该电缆的外护层是全铜的，不仅造价高，而且敷设安装难度大，很难大规模地 普及使用和推广等。而后者在生产过程中需要多层缠绕，工艺复杂，且由于工艺条件的限 制，往往易造成搭接缝处出现缺陷，火烧后云母带发脆，容易脱落，也造成耐火效果差，从而 难以保障通讯、电力在火灾情况下的安全畅通。鉴于这两种耐火电缆在生产和使用等环节 中存在的不足，人们开发了可瓷化高分子（ceramifiablepolymer)耐火电缆材料，该材料 是一种比较优异的防火材料，其优点是在室温时具有与普通电线电缆绝缘层相同的性质， 遇高温着火后经过瓷化转变成坚硬的陶瓷保护层，可抵抗上千度明火的烧蚀，并且具有一 定的机械强度。国内外对这方面的研究虽然可追溯到20世纪30年代，但一直发展缓慢，直 到近年对可陶瓷化耐火电缆的研究才有所增加，陶瓷化耐火电缆才成为耐火电缆领域的研 究热点之一。
[0004] 澳大利亚的科研人员在这方面做的工作比较多，并对这类体系的瓷化机理进行了 研究。目前研究的比较成功的有陶瓷化硅橡胶电缆料，该电缆料应用于电缆具有良好的耐 火效果，并且燃烧时的发烟量小以及不会产生有毒有害气体而可避免二次灾害，此外在燃 烧后，会分解产生大量的Si02，为成瓷提供物质基础，可在电线电缆的缆芯外形成坚硬的不 易脱落的壳而藉以保护导体，确保输电正常进行。
[0005] 但陶瓷化硅橡胶电缆料所存在的不足是：在使用时，需要凭借专用的挤出设备挤 出，并且需经过硫化处理，工艺相对复杂，适用范围有限；如果将电缆料制成硅橡胶带，将其 缠包至电线电缆缆芯外，会使得生产效率低且成本高，不利于工业化放大生产。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种低烟无卤陶瓷化耐火电缆料，该低烟无卤陶瓷化耐火电 缆料在室温时具有与普通电线电缆绝缘层相同的性质，挤出加工工艺简单，设备要求低，安 装敷设方便，遇高温着火后经过瓷化转变成坚硬的陶瓷保护层，并且具有一定的机械强度， 保证了电线电缆线路正常运行；同时提供一种用于上述低烟无卤陶瓷化耐火电缆料的制备 方法。
[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的低烟无卤陶瓷化耐火电缆料的技术方案是： 一种低烟无卤陶瓷化耐火电缆料，由下列重量份的材料组成： 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 40~60份， 乙烯-a-烯烃共聚物 40~60份， 马来酸酐接枝无定形聚烯烃 5~10份， 云母粉 30~60份， 陶瓷粉 40~60份， 玻璃粉 30~60份， 氢氧化镁 40~60份， 氧化妈 5~20份， 氧化锌 2~10份， 三聚氰胺氰尿酸盐 5~20份， 抗氧剂1010 0. 5~2份， 硅烷偶联剂A-172 0. 5~2份， 润滑剂硅酮母粒 2~8份； 所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的乙烯含量为28~40%，熔体流动速率为3~5g/10min; 所述乙烯_a-烯烃共聚物为乙烯-a-丙烯共聚物和乙烯-a-辛烯共聚物的一种或 两种按任意重量比相混合的混合物； 所述马来酸酐接枝无定形聚稀经，接枝率为1%~1. 5%，其融恪指数为l~10g/10min;所述玻璃粉为低熔点玻璃粉，熔点为500~800°C。
[0008] 上述技术方案进一步改进的技术方案如下： 1.上述方案中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为法国阿克玛公司生产的EVA2803或者 美国杜邦公司生产的EVA40L03。
[0009] 2.上述方案中，所述乙烯-a-烯烃共聚物为日本三井生产的DF8200或者美国陶 氏公司生产的EPDM4725P。
[0010] 为达到上述发明目的，本发明采用的低烟无卤陶瓷化耐火电缆料的制备方法，包 括以下步骤：一种用于权利要求1所述的低烟无卤陶瓷化耐火电缆料的制备方法，包括以 下步骤： 步骤一、将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40~60份、乙烯-a-烯烃共聚物40~60份、马来酸 酐接枝无定形聚烯烃5~10份、云母粉30~60份、陶瓷粉40~60份、玻璃粉30~60份、氢氧化 镁40~60份、氧化钙5~20份、氧化锌2~10份、三聚氰胺氰尿酸盐5~20份、抗氧剂10100. 5~2 份、硅烷偶联剂A-1720. 5~2份、润滑剂硅酮母粒2~8份一次全部投入到密炼机中混炼，混炼 料温至120~150°C时出料； 步骤二、将步骤一中得到的料送入锥形喂料斗，经过双螺杆挤出机组塑化挤出，设定 双螺杆挤出机组的一区至九区的温度分别为一区90°C~100°C、二区100°C~110°C、三区 110°C~120°C、四区 120°C~130°C、五区 130~140°C、六区 130°C~140°C、七区 120°C~130°C、 八区110°C~120°C、九区110~120°C，双螺杆挤出机的机头温度120~130°C，冷切造粒，获得 低烟无卤陶瓷化耐火电缆料。
[0011] 上述技术方案进一步改进的技术方案如下： 上述方案中，所述的双螺杆挤出机组的一区至九区的温度分别控制为一区 90°C~100°C、二区 100°C~110°C、三区 110°C~120°C、四区 120°C~130°C、五区 130~140°C、 六区 130°C~140°C、七区 120°C~130°C、八区 110°C~120°C、九区 110~120°C，双螺杆挤出机 的机头温度120~130°C。
[0012] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 1.本发明低烟无卤陶瓷化耐火电缆料及其制备方法，在电缆料中加入云母粉、陶瓷 粉、低熔点的玻璃粉、氢氧化镁、氧化钙和氧化锌的复配体系作为陶瓷的成瓷填料，具有陶 瓷化性能好，结壳速度快，结壳温度低，结壳非常坚硬、密实，在500~1200°C有焰、无焰情况 下，不熔滴，不脱落，不会造成二次火灾，能烧成坚硬的陶瓷状铠体，温度越高、时间越长烧 后的陶瓷状铠体越坚硬，残余物为陶瓷无机物，烧蚀后表面完整、无明裂痕，且断面会生成 均匀的微孔，能起到非常好的隔热、降温、耐火效果，燃烧时发烟量低，无卤、无毒、无味，通 过R0HS检验标准。
[0013] 2.本发明低烟无卤陶瓷化耐火电缆料及其制备方法，其选用特定参数的乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物40~60份、乙烯-a-烯烃共聚物40~60份、马来酸酐接枝无定形聚烯 烃5~10份作为基体材料，与云母粉、陶瓷粉、低熔点的玻璃粉、氢氧化镁、氧化钙和氧化锌 组成的成瓷填料混合，并配有特定的偶联剂和润滑剂，这种配合方式可以使（1)各组分具有 良好的相容性，使材料具有优异的机械性能，拉伸强度大于7. 5MPa、断裂伸长率大于150% ; (2)常温下电绝缘性能优异，介电强度彡25KV/mm，体积电阻率彡1.0X1014Q? cm。
[0014] 3.本发明低烟无卤陶瓷化耐火电缆料及其制备方法，材料质软，邵氏硬度小于 93A;加工工艺好，具有挤出加工工艺简单、设备要求低、安装敷设方便，克服了陶瓷化橡胶 电缆料在放大生产过程中的缺点，是目前国内外电缆材料发展的一个重要方向。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： 实施例1 :一种低烟无卤陶瓷化耐火电缆料，由下列重量份的材料组成：取乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物50份，乙烯-a-丙烯共聚物40份，乙烯-a-丙烯共聚物为美国陶氏公司生 产的EPDM4725P，马来酸接枝无定形聚烯烃10份，此马来酸接枝无定形聚烯烃为上海久聚 公司生产JY035,马来酸酐接枝率为1. 0%，云母粉50份，陶瓷粉50份，熔点500°C的玻璃粉 50份，氢氧化镁50份，氧化钙5份，氧化锌8份，三聚氰胺氰尿酸盐10份，抗氧剂1010为 0. 5份，硅烷偶联剂A-172 1份，硅酮母粒3份。
[0016] 所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为法国阿克玛公司生产的EVA2803,醋酸乙烯酯含 量为28%，熔体流动速率为3g/10min。
[0017] 上述低烟无卤陶瓷化耐火电缆料的制备方法，如下：按上述重量份称各个组分原 料，将称好的各原料一次全部投入到密炼机中混炼，混炼料温至140°C时出料并送入锥形喂 料斗，经过双螺杆挤出机组塑化挤出，控制双螺杆挤出机组的一区至九区的温度分别控制 为一区 100°C、二区 110°C、三区 120°C、四区 130°C、五区 140°C、六区 140°C、七区 130°C、八 区120°C、九区120°C，双螺杆挤出机的机头温度130°C，冷切造粒，获得上述低烟无卤陶瓷 化耐火电缆料。
[0018] 实施例2:-种低烟无卤陶瓷化耐火电缆料，由下列重量份的材料组成：乙烯-醋 酸乙烯酯共聚物40份，乙烯-a-辛烯共聚物40份，此乙烯-a-辛烯共聚物为日本三井公 司生产的DF8200,马来酸酐接枝无定形聚烯烃10