一种阻燃防火电缆护套层及其制备方法与流程

本发明涉及通信电缆的技术领域，尤其涉及一种阻燃防火电缆护套层及其制备方法。

背景技术：

具有阻燃性电缆的护套层，一般具有以下两个特点：高散热性和自身不可燃性，电缆护套一般由橡胶材质制成，橡胶材质具有韧性和弹性，在多次重复的弯折之下，橡胶的侧壁也不会出现裂纹，是电缆护套的理想材料，电缆护套所用的橡胶材质中添加无机粉末，通过无机粉末的不可燃性提高电缆护套层的阻燃性，具有先进的科学意义，不仅提高了橡胶材质电缆护套的阻燃性，同时减少橡胶的用量和提高电缆护套的耐磨性。但是，电缆护套的橡胶在添加无机物颗粒后，橡胶与无机物颗粒之间的结合力差，在电缆重复弯折的情况下，护套层容易出现裂纹，导致电缆过早失去防护作用。

因此，本发明主要解决由于电缆橡胶护套层为了提高阻燃特性添加无机物颗粒，导致电缆护套结合力差，容易过早报废的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种阻燃防火电缆护套层及其制备方法，主要解决由于电缆橡胶护套层为了提高阻燃特性添加无机物颗粒，导致电缆护套结合力差，容易过早报废的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种阻燃防火电缆护套层，

由内至外依次包括绝缘层、橡胶层i和橡胶层ii，所述橡胶层ii侧壁设置有多个透气孔。

一种阻燃防火电缆护套层的制备方法，包括以下几个步骤，

(1)原胶的制备：以重量份为单位，混合天然橡胶胶乳150～200份和丁苯橡胶60～100份，放入开炼机薄通3～5次，然后加入密炼机中，密炼温度75℃混炼3～4min；

(2)石英石颗粒改性处理：对石英石进行粗粉碎成5～10cm的块状，然后球磨机精磨粉碎至粒度为500～800μm，放入浓度为0.1～0.2g/ml的naoh溶液中90℃恒温搅拌3～4h，捞出洗涤至中性并烘干，将硅烷偶联剂kh550溶于甲苯溶液中制成改性液，将前述石英石颗粒放入改性液中，在90℃条件下恒温反应3～4h，反应结束后抽滤并干燥，得到改性的石英石颗粒；

(3)橡胶料ii的制备：以重量份为单位，将(1)得到的原胶160～200份依次加入硬脂酸2～4份、zno3～6份混炼1min，加入白炭黑20～30份和木质素30～50份，混炼1min，加入促进剂tmtd0.5～1.5份和酚醛树脂40～60份混炼1min，得密炼胶，将密炼胶放入开炼机薄通6～8次，得到加熔融的强橡胶，加入硫磺粉5～10份，搅拌均匀后，硫化条件150℃硫化并放置24h，得到橡胶料ii；

(4)橡胶料i的制备：将(3)所得的加强橡胶加热至熔融状态，按10:15:0.5的重量比依次加入(2)所得改性石英石颗粒和硫磺粉，搅拌均匀后，硫化条件150℃硫化，得到橡胶料i；

(5)护套层的制备：分别将聚乙烯树脂、橡胶料i和橡胶料ii加热至熔融状态，将熔融的聚乙烯树脂放入挤塑机中挤塑于缆芯的表面，成为绝缘层，厚度为1～2mm，冷却凝固，然后对橡胶料i挤塑于绝缘层的表面，成为橡胶层i，厚度3～6mm，静置冷却凝固，最后将熔融的橡胶料ii挤塑在橡胶层i表面，成为橡胶层i，厚度2～4mm，静置冷却凝固，最后在橡胶层ii表面机械打孔后完成。

本发明的优点在于：分为三层结构，其中，内层的绝缘层主要起到保护缆芯的作用，同时绝缘防止漏电，中间层为橡胶层i，主要材质为橡胶，以天然乳胶和丁苯橡胶为原胶，添加添加剂制成，添加剂中包含木质素，用于减少白炭黑的使用量，同时木质素作为一种新型橡胶补强剂，对丁苯橡胶具有良好的增强作用，拉伸强度也有较明显的提高，由于木质素能均匀分散在天然橡胶之中，形成互穿网络结构，作为增强剂对充油型丁苯橡胶具有优良的增强作用。

不仅如此，作为阻燃型电缆，橡胶层i中还添加了无机态的无机石英石颗粒，粒度在500～800μm，起到了快速的吸热和传热作用，防止电缆自身温度过高，由于石英石颗粒的存在，大大提高了橡胶层i的不可燃性，但是石英石颗粒与橡胶的结合性差，在电缆多次弯折后，橡胶与石英石颗粒的结合处出现裂纹，长久会导致电缆使用寿命短的问题。通过硅烷偶联剂kh550吸附在石英石颗粒的表面，提高了石英石与橡胶材质的结合性，提高了石英石与橡胶之间的结合力，使石英石颗粒的结合更加牢固。

最外层的橡胶层ii主要包裹橡胶层i，橡胶层ii开设透气孔来提高散热性。

附图说明

图1：本发明截面结构示意图。

图2：本发明结构图。

图中，绝缘层1、橡胶层i2、和橡胶层ii3、透气孔31。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中的上、下、左、右、前、后、均相对于图1所示为标准。

实施例：

一种阻燃防火电缆护套层，

由内至外依次包括绝缘层1、橡胶层i2和橡胶层ii3，所述橡胶层ii3侧壁设置有多个透气孔31。

一种阻燃防火电缆护套层的制备方法，包括以下几个步骤，

(1)原胶的制备：以重量(kg)为单位，混合天然橡胶胶乳160kg和丁苯橡胶80kg，放入开炼机薄通4次，然后加入密炼机中，密炼温度75℃混炼3min；

本发明中的天然胶乳，ph为8～9，密度为0.94g/ml，固含量为62％。本发明的丁苯橡胶为冲油型丁苯橡胶。

(2)石英石颗粒改性处理：对石英石进行粗粉碎成5～10cm的块状，然后球磨机精磨粉碎至粒度为500～800μm，放入浓度为0.1g/ml的naoh溶液中90℃恒温搅拌3h，捞出洗涤至中性并烘干，将硅烷偶联剂kh550溶于甲苯溶液中制成改性液，将前述石英石颗粒放入改性液中，在90℃条件下恒温反应3h，反应结束后抽滤并干燥，得到改性的石英石颗粒。

本发明中，对于改性后的石英石颗粒，硅烷偶联剂kh550吸附在石英石颗粒的表面，一方面由于石英石表面偶联剂的高分子链作用，增大了混合液的空间位阻，降低了颗粒间的碰撞几率，提高了石英石颗粒的分散悬浮性，另一方面，改性后的石英石电位绝对值增大，增大了颗粒间的静电斥力，提高了石英石在橡胶溶液中的分散悬浮性，经硅烷偶联剂kh550处理的石英石与橡胶材质的结合性有所改善，提高了石英石与橡胶之间的结合力，硅烷偶联剂kh550的氨基(-nh2)能与橡胶之间有基团化学反应，存在化学键的结合，取代了单一的机械啮合式粘接作用，因而使石英石颗粒的结合更加牢固，电缆可以重复多次弯折的情况下，填充有石英石颗粒的橡胶层i不会出现裂纹的现象。

(3)橡胶料ii的制备：以重量(kg)为单位，将(1)得到的原胶180kg依次加入硬脂酸3kg、zno3kg混炼1min，加入白炭黑25kg和木质素38kg，混炼1min，加入促进剂tmtd0.5kg和酚醛树脂50kg混炼1min，得密炼胶，将密炼胶放入开炼机薄通7次，得到加熔融的强橡胶，加入硫磺粉8kg，搅拌均匀后，硫化条件150℃硫化并放置24h，得到橡胶料ii；

本发明中，木质素作为一种新型橡胶补强剂，对丁苯橡胶具有良好的增强作用，拉伸强度也有较明显的提高。这是由于木质素能均匀分散在天然橡胶之中，形成互穿网络结构，且天然橡胶和丁苯橡胶有着很好的相容性，通过共沉淀得到一种木质素/天然胶复合胶粒，大大提高了木质素在混合橡胶中的分散性，因此将其作为增强剂对充油型丁苯橡胶具有优良的增强作用。

本发明中的木质素为深咖啡色粉状物，粒度低于120目，分子量在2000～100000g/mol，碳含量为60％左右；

(4)橡胶料i的制备：将(3)所得的加强橡胶加热至熔融状态，按10:15:0.5的重量比依次加入(2)所得改性石英石颗粒和硫磺粉，搅拌均匀后，硫化条件150℃硫化，得到橡胶料i；

本发明中的中间材质橡胶层i主要由橡胶料i制成，橡胶料i中加入改性后的石英石颗粒，具有更好的阻燃热性，石英石颗粒在经过硅烷偶联剂kh550的改性后，与橡胶的亲和性更好，提高了石英颗粒与橡胶的结合力，使电缆在经过多次的弯折后，橡胶与石英石颗粒之间不会出现裂纹，提高了电缆的使用寿命，由于石英石的加入，可防止橡胶在明火状态下燃烧，起到了很好的阻燃效果。

(5)护套层的制备：分别将聚乙烯树脂、橡胶料i和橡胶料ii加热至熔融状态，将熔融的聚乙烯树脂放入挤塑机中挤塑于缆芯的表面，成为绝缘层，厚度为1.5mm，冷却凝固，然后对橡胶料i挤塑于绝缘层的表面，成为橡胶层i，厚度5mm，静置冷却凝固，最后将熔融的橡胶料ii挤塑在橡胶层i表面，成为橡胶层i，厚度2mm，静置冷却凝固，最后在橡胶层ii表面机械打孔后完成。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。