耐火电缆用无卤阻燃陶瓷化聚烯烃电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及低烟耐火电缆料领域，尤其设及一种耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締 控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W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Π、电梯、喷淋系统、各种信号输送系统W及其它紧急救援设备停止工作，致 使现场人员难W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儀矿物绝缘耐火电缆和云母带绕包 的耐火电缆。前者需要专口的生产加工设备，而且运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 审IJ，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W保障通讯、电力在火灾情况下的安全杨通。鉴于运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，其优点是在室溫时具有与普通电线电缆绝缘层相同的性质， 遇高溫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。国内外对运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运方面做的工作比较多，并对运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娃橡胶电缆料，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W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Si〇2,为成瓷提供物质基础，可在电线电缆的缆忍外形成坚硬的不 易脱落的壳而藉W保护导体，确保输电正常进行。
[0005] 但陶瓷化娃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；如果将电缆料制成娃橡胶带，将其 缠包至电线电缆缆忍外，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耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料，该耐火电缆 用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料在室溫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，遇高溫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耐火 电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料的制备方法。
[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料的 技术方案是：一种耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料，由下列重量份的材料组成： 乙締-醋酸乙締醋共聚物 40~60份， 乙締-α-締控共聚物 40~60份， 高密度聚乙締树脂 5~10份， 马来酸酢接枝无定形聚締控 5~10份， 云母粉 30~60份， 陶瓷粉 40~60份， 玻璃粉 30~60份， 氧化巧 5~20份， 氧化锋 2~10份， Ξ聚氯胺氯尿酸盐 5~20份， 微胶囊化红憐 10~20份， 纳米氨氧化侣 40~60份， 有机蒙脱上 2~5份， 多壁碳纳米管 2~5份， 抗氧剂1010 0.5~2份， 硅烷偶联剂Α-172 0. 5~2份， 润滑剂娃酬母粒 2~8份； 所述的乙締-醋酸乙締醋共聚物的乙締含量为28~40%，烙体流动速率为3~5g/10min; 所述乙締-α-締控共聚物为乙締-α-丙締共聚物和乙締-α-辛締共聚物的一种或 两种按任意重量比相混合的混合物； 所述高密度聚乙締树脂的烙体流动速率为1~10g/lOmin; 所述马来酸酢接枝无定形聚締控，接枝率为1. 〇9?^1. 5%，其融烙指数为1~lOg/lOmin; 所述玻璃粉为低烙点玻璃粉，烙点为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，所述乙締-醋酸乙締醋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，所述乙締-α-締控共聚物为日本Ξ井生产的DF8200或者美国陶 氏公司生产的EPDM4725Ρ。
[0010] 3.上述方案中，所述高密度聚乙締树脂为美国化XUSResin集团生产的 皿阳-553或者皿阳-1062。
[0011] 为达到上述发明目的，本发明采用的耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料的 制备方法，包括W下步骤：一种用于权利要求1所述的耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控 电缆料的制备方法，包括W下步骤： 步骤一、将乙締-醋酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、高密度 聚乙締树脂5~10份、马来酸酢接枝无定形聚締控5~10份、云母粉30~60份、陶瓷粉40~60 份、玻璃粉30~60份、氧化巧5~20份、氧化锋2~10份、Ξ聚氯胺氯尿酸盐5~20份、微胶囊 化红憐10-20份、纳米氨氧化侣40~60份、有机蒙脱± 2~5份、多壁碳纳米管2~5份、抗氧剂 10100. 5~2份、硅烷偶联剂Α-1720. 5~2份、润滑剂娃酬母粒2~8份一次全部投入到密炼机 中混炼，混炼料溫至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溫度分别为一区l〇〇°C~110°C、二区110°C~120°C、S区 120°C~130°C、四区 130°C~140°C、五区 140~150°C、六区 150°C~160°C、屯区 140°C~150°C、 八区130°C~140°C、九区130~140°C，双螺杆挤出机的机头溫度130~140°C，冷切造粒，获得 耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料。
[0012] 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溫度分别控制为一区 100°C~110°C、二区 110°C~120°C、S区 120°C~130°C、四区 130°C~140°C、五区 140~150°C、 六区150°C~160°C、屯区140°C~150°C、八区130°C~140°C、九区130~140°C，双螺杆挤出机 的机头溫度130~140°C。
[0013] 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.本发明耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料及其制备方法，其采用乙締-醋 酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、加入云母粉、陶瓷粉、低烙点的 玻璃粉、纳米氨氧化侣、氧化巧、氧化锋和有机蒙脱上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，结壳溫度低，结壳非常坚硬、密实，在500~1200°C有焰、无焰 情况下，不烙滴，不脱落，不会造成二次火灾，能烧成坚硬的陶瓷状链体，溫度越高、时间越 长烧后的陶瓷状链体越坚硬，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、降溫、耐火效果，无面、无毒、无味，通过R0HS检验 标准。
[0014] 2.本发明耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料及其制备方法，其选用特定 参数的乙締-醋酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、高密度聚乙締树 脂5~10份、马来酸酢接枝无定形聚締控5~10份作为基体材料，和云母粉、陶瓷粉、低烙点的 玻璃粉、纳米氨氧化侣、氧化巧和氧化锋组成的成瓷填料混合，W及偶联剂和润滑剂并配有 多壁碳纳米管2~5份，使得（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8.OMPa、断裂伸长率大于150% ; (2)常溫下电绝缘性能优异，介电强度> 28KV/ mm，体积电阻率> 1.IX1〇ι4Ω·cm; (3)安全环保，无面、无毒、无味，通过R0服检验标准。
[0015] 3.本发明耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料及其制备方法，其在配方中 进一步添加多壁碳纳米管、有机蒙脱±、微胶囊化红憐和纳米氨氧化侣具有协同阻燃效果， 可形成良好的封闭炭层，而炭层作为绝缘和难燃材料，可有效降低挥发性气体(燃料）向火 焰区域扩散。裂缝越少，燃料的扩散越难，从而使材料的热释放速率相应降低，进而提高材 料的阻燃性能。
[0016] 4.本发明低烟无面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】
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： 实施例1 :一种耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料，由下列重量份的材料组成： 取乙締-醋酸乙締醋共聚物45份，乙締-α-丙締共聚物40份，乙締-α-丙締共聚物为美 国陶氏公司生产的EPDM4725P，高密度聚乙締树脂5份，此高密度聚乙締树脂为美国化XUS Resin集团生产的皿ΡΕ-553,马来酸酢接枝无定形聚締控10份，此马来酸酢接枝无定形聚 締控为上海久聚公司生产JY035,马来酸酢接枝率为1. 0%，云母粉50份，陶瓷粉50份，烙点 500°C的玻璃粉50份，纳米氨氧化侣50份，氧化巧5份，氧化锋8份，Ξ聚氯胺氯尿酸盐10 份，微胶囊化红憐15份、纳米氨氧化侣50份、有机蒙脱± 2份、多壁碳纳米管5份、抗氧剂 1010为0. 5份，硅烷偶联剂A-172 1份，娃酬母粒3份。
[0018] 所述乙締-醋酸乙締醋共聚物为法国阿克玛公司生产的EVA2803,醋酸乙締醋含 量为28%，烙体流动速率为3g/10min。
[0019] 上述耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料的制备方法，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，混炼料溫至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 溫度分别控制为一区110°c、二区120°C、S区130°C、四区135°C、五区145°C、六区155°C、 屯区145°C、八区135°C、九区135°C，双螺杆挤出机的机头溫度135°C，冷切造粒，获得上述 耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料。
[0020] 实施例2 :-种耐火电缆用无面阻燃陶瓷化聚締控电缆料，由下列重量份的材料 组成：乙締-醋酸乙締醋共聚物40份，乙締-α-辛締共聚物40份，此乙締-α-辛締共聚 物为日本Ξ井公司生产的DF8200,高密度聚乙締树脂10