专利名称：一种快速陶瓷化耐火电缆料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆料，更具体地说涉及一种快速陶瓷化耐火电缆料。
技术背景随着社会、经济和科学技术的发展，电线电缆不论是在人们的日常生活中， 还是在航天、军事等高科技领域中的应用都越来越多。现代的建筑使用的可燃物 越来越多，特别是一些大型豪华娱乐场所、车站等人员密集的地方。如果这些地 方在发生火灾的时候，电路系统同时发生故障，那么现场所有人员的人身及财产 安全都将面临更大的危胁，若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。在一些大型、高层建筑或场所发生火灾时，火灾引起电路发生故障，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。不仅如此，电路故障还会妨碍救火和救生人员的工 作。而若电力系统和信号系统能正常输送电力、输送各种控制及报警信号，将人 们的逃生、自动报警、消防设施的启动、救援及应急设备的使用提供宝贵的时间， 使救灾救援工作能够顺利进行,从而把火灾造成的损失降到最低限度。因此保证 火灾发生时电路系统的正常运行越来越受到人们的关注。中国专利CN1095181采用云母带和不燃硅涂料制成具有高耐火、耐高温且燃 烧时低烟无卤的高耐火电缆。中国专利CN101169993采用耐火无机纤维隔热材料 和硅基弹性体复合材料制成隔热耐火电缆。中国专利CN1625786采用乙烯一醋酸 乙烯酯共聚物、琉璃料和惰性化合物制成高温成碳的耐火电缆。中国专利 CN1480958采用矿物质膨胀材料制成隔热耐火电缆。中国专利CN1710670采用云 母带、金属护套和无机耐火膨胀材料制成可在800 。C以下温度环境中长期运行的 耐火电缆。上述耐火电缆虽然能够保证火灾发生时电路系统的正常运行，但其生产工艺 复杂、成本高、施工困难且易损坏。页发明内容本发明的目的是为了解决了现有技术生产工艺复杂、成本高、施工困难且易 损坏等不足而提供了一种快速陶瓷化耐火电缆料。 本发明是通过以下技术方案实现的-一种快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的快速陶瓷化耐火电缆料原料 组分及各组分的重量份分别为乙烯一醋酸乙烯酯共聚物60 70聚乙烯30 40成瓷填料50 100偶联剂0.5 2.5阻燃剂A80 100阻燃剂B10 20润滑剂1 2抗氧剂1 3所述的成瓷填料为玻璃粉、陶瓷粉、玻璃纤维、滑石粉、云母粉或粘土中的 一种或任意几种的混合物。上述的成瓷填料优选由高软化点组分成瓷填料和低软化点组分成瓷填料组成，其中高软化点组分成瓷填料的软化点在800 150(TC，低软化点组分成瓷填 料的软化点在300 50(TC;其中， 一种低软化点组分成瓷填料可与同种及不同种 高软化点组分成瓷填料配合使用，高软化点组分成瓷填料也可与同种及不同种低 软化点组分成瓷填料配合使用，高软化点组分成瓷填料用量为成瓷填料总重量的 40% 70%，低软化点组分成瓷填料用量为成瓷填料总重量的30% 60%。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。优选硅垸偶联剂为3-甲基丙烯 基酰氧基丙基三甲氧基硅垸、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、三甲氧基硅 烷、苯胺甲基三甲氧基硅垸、正硅酸甲酯、Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或Y-甲基 丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸；所述的钛酸酯偶联剂为正钛酸四丁酯、异丙基二油 酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙氧基三(磷酸二辛酯)钛酸酯或氧 乙酸酯双(二辛基磷酸酯)钛酸酯。其中所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯，熔体流动速率为1.0 4.0g/10min;所述的阻燃剂A至少为氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。所述的阻燃剂B至少为三 聚氰胺或硼酸锌中的一种。所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一 种。所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂300中的一种。本发明还提供了上述快速陶瓷化耐火电缆料的制备方法，其具体步骤为首 先将50 100重量份成瓷填料和0.5 2.5重量份偶联剂加入高速混合机中，60 70°C，高速混合10 15min后，制得表面改性成瓷填料，出料备用；再依次将60 70重量份乙烯一醋酸乙烯酯共聚物、30 40重量份聚乙烯、1 3重量份抗氧剂、 80 100重量份阻燃剂A、 10 20重量份阻燃剂B、上述步骤制得的表面改性的成 瓷填料、1 2重量份润滑剂加入高速混合机中，室温混合2 3min，双螺杆造粒， 冷切，然后70 80'C干燥0.5 2小时，然后称量、包装即得产品。其中，优选挤 出机各段温度依次为 一区120 130。C， 二区130 140。C，三区140 150。C，机 头温度150 160。C。有益效果本发明的快速陶瓷化耐火电缆料在通常环境下具有良好的加工性能，在高温 下具有快速陶瓷化的特点，能够保证线路的正常运行。本发明的快速陶瓷化耐火电缆料可釆用现有的生产设备和生产方法进行生产，工艺简单，施工方便、成本低、无污染等优点。本发明的快速陶瓷化耐火电缆料可在75(TC 950'C范围内快速形成致密的 陶瓷化产物，所形成的陶瓷化产物具有良好的抗热冲击性、高温绝缘性、致密性、 一定的高温强度，能够保证高温下线路正常工作。除用作陶瓷化耐火电缆料外，这种复合材料还可以应用十交通运输行业(包 括陆、海、空)，建筑行业，易燃物料的保护，军事方面的应用等各领域，具有 巨大经济效益和社会效益。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。 在实例中所用到的线性低密度聚乙烯(DJM1820)，熔体流动速率为2.0g/10 min，线性低密度聚乙烯(183N)，熔体流动速率为3.0g/10 min;高软化点玻璃粉 (840°C， GA)为市售磨碎E玻璃纤维；所用到的玻璃纤维(840。C， GB)为市售E玻璃纤维；低软化点玻璃粉(40(TC， GC)为市售玻璃粉；市售电缆级滑石粉(HS)。 氢氧化镁(MH)、氢氧化铝、三聚氰胺(MA)、硼酸锌(ZB)均为市售且已进行表面 处理。 实施例l一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下乙烯一醋酸乙烯酯共聚物60份线性低密度聚乙烯(DJM1820)40份GA26份GC39份3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.7份氢氧化镁80份三聚氰胺20份硬脂酸l份抗氧剂IOIOl份将GA、 GC和3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入高速混合机中， 60°C，混合10min后出料备用。依次将乙烯一醋酸乙烯酯共聚物和线性低密度聚 乙烯、抗氧剂、阻燃剂、成瓷填料、润滑剂加入高速混合机中，常温混合2 3 min， 然后用双螺杆造粒，挤出机各段温度依次为 一区125。C， 二区135。C，三区145。C 机头温度模头温度155。C。造粒后冷切，然后70 8(TC干燥1小时，然后称量、包 装。性能测试结果见表l。 实施例2一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下乙烯一醋酸乙烯酯共聚物线性低密度聚乙烯(DJM1820) GA GC异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯氢氧化镁 三聚氰胺 硬脂酸65份 35份 40份 40份 1.2份 90份 15份 1.5份抗氧剂300 1.5份 上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。 实施例3一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下:乙烯一醋酸乙烯酯共聚物70份线性低密度聚乙烯(DJM1820)30份GA54份GC36份Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1.2份氢氧化镁95份三聚氰胺IO份硬脂酸锌1.8份抗氧剂3002份上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。实施例4一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下:乙烯一醋酸乙烯酯共聚物60份线性低密度聚乙烯(DJM1820)40份GB26份GC39份Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷0.7份氢氧化铝80份硼酸锌20份硬脂酸l份抗氧剂IOIOl份上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。实施例5一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下乙烯一醋酸乙烯酯共聚物 65份 线性低密度聚乙烯(DJM1820) 35份 GA 40份GC 40份3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷 1.2份氢氧化铝 卯份硼酸锌 15份硬脂酸钙 1.5份抗氧剂300 1.5份 上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。 实施例6一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下-乙烯一醋酸乙烯酯共聚物 70份线性低密度聚乙烯(DJM1820) 30份GB 54份GC 36份异丙氧基三(磷酸二辛酯)钛酸酯 1.2份氢氧化铝 95份硼酸锌 IO份硬脂酸 1.8份抗氧剂IOIO 2份 上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。 实施例7一种快速陶瓷化耐火电缆料，其原材料配比如下乙烯一醋酸乙烯酯共聚物 70份线性低密度聚乙烯(183N) 30份HS 54份GC 36份异丙氧基三(磷酸二辛酯)钛酸酯 1.2份氢氧化铝 90份硼酸锌 15份硬脂酸 1.8份抗氧剂IOIO 1.5份 上述电缆料的制备方法与实施例l相同，性能测试结果见表l。表l项目实施例1234567密度(g/cnf3)1.331.401.451.321.411.441.45拉伸强度 (MPa)12.611.410.712.211.510.410.9断裂伸长率 (%)253228185262217180198老化性能 。Cxh158x168158x168158x168158x168158x168158x168158x168拉伸强度变 化率(％)-2-5-8_3-5_9-8断裂伸长率 变化率(％)-12-17-20-11-15-22-20氧指数(％)29.53131.52931.53231.2介电强度 (MV/m)28262628262627烟密度(有焰)85737184717470烟密度(无焰)125110118129108119113卤酸气体含 量(mg/g)2.82.32.32.92.22.32.0毒性指数2.21.71.52.11.71.41.3pH5.86.26.45.96.56.46.3采用挤出法，在1.5mrr^的铜芯上挤包0.7 mm厚的耐火绝缘层，按照国家标 准GB/T 18380.2对电缆进行垂直燃烧试验，结果见表2。可以看出，耐火绝缘层 在导线表面形成表面致密的瓷化层。表2样品1234567结果致密层致密层致密层致密层致密层致密层致密层
权利要求
1、一种快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于其原料组分及各组分的重量份分别为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60～70聚乙烯 30～40成瓷填料 50～100偶联剂 0.5～2.5阻燃剂A 80～100阻燃剂B 10～20润滑剂 1～2抗氧剂 1～3。
2、 根据权利要求l所述的快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的成瓷填 料为玻璃粉、陶瓷粉、玻璃纤维、滑石粉、云母粉或粘土中的一种或任意几种的 混合物。
3、 根据权利要求2所述的快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的成瓷填 料由高软化点组分成瓷填料和低软化点组分成瓷填料组成；其中高软化点组分成 瓷填料的软化点在800 150(TC，低软化点组分成瓷填料的软化点在300 50(rC; 高软化点组分成瓷填料用量为成瓷填料总重量的40% 70%，低软化点组分成瓷 填料用量为成瓷填料总重量的30% 60%。
4、 根据权利要求l所述的快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
5、 根据权利要求4所述的快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的硅烷偶联剂为3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅垸、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸 乙酯、三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅垸、正硅酸甲酯、？氨丙基甲基二甲 氧基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅垸；所述的钛酸酯偶联剂为正钛酸四 丁酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙氧基三(磷酸二 辛酯)钛酸酯或氧乙酸酯双(二辛基磷酸酯)钛酸酯。
6、 根据权利要求l所述的快速陶瓷化耐火电缆料，其特征在于所述的聚乙烯 为线性低密度聚乙烯，熔体流动速率为1.0 4.0g/10min;所述的阻燃剂A至少为 氢氧化镁、氢氧化铝中的一种；所述的阻燃剂B至少为三聚氰胺、硼酸锌中的一 种；所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙；所述的抗氧剂为抗氧剂IOIO或抗氧剂300。
7、 一种如权利要求l所述的快速陶瓷化耐火电缆料的制备方法，其具体步骤 为首先将50 100重量份成瓷填料和0.5 2.5重量份偶联剂加入高速混合机中， 60 70°C，高速混合10 15min后，得表面改性的成瓷填料备用；再依次将60 70重量份乙烯一醋酸乙烯酯共聚物和30 40重量份聚乙烯、1 3重量份抗氧剂、 80 100重量份阻燃剂A、 10 20重量份阻燃剂B、表面改性的成瓷填料、1 2 重量份润滑剂加入高速混合机中，混合2 3min，双螺杆造粒，冷切，然后70 80'C干燥0.5 2小时，制得产品。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于双螺杆造粒挤出机各段温度依次 为 一区120 130°C ， 二区130 14(TC ，三区140 150°C;机头温度为150 160°C 。
全文摘要
本发明公开了一种快速陶瓷化耐火电缆料及其制备方法，本发明的陶瓷化耐火电缆料原料的组成为(重量份)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60～70份，聚乙烯30～40份，成瓷填料50～100份，偶联剂0.5～2.5份，阻燃剂A80～100份，阻燃剂B10～20份，润滑剂1～2份，抗氧剂1～3份。该电缆料的制备工艺包括成瓷填料的表面处理，配料，混合，造粒，干燥等步骤。该耐火电缆料是一种聚合物基复合材料，在通常的环境下和普通的挤出电缆绝缘材料表现的行为相同，即具有良好的加工性能且方便施工，在750℃及更高温度下，该电缆料能够在10分钟内瓷化，瓷化物可保证线路在750～950℃下正常运行超过90min。
文档编号H01B7/295GK101404189SQ20081023617
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者张其土, 王庭慰, 邵海彬 申请人:南京工业大学