一种防火型物联网现场总线电缆及其制备方法_2

文档序号:8944236阅读:来源:国知局
瓷纤维耐火带、阻燃外护套以及自制的硅橡胶复合材料阻燃层、纳米阻燃绝缘层和阻燃填 充料等材料来进行多重保护,使得产品的综合机械形成大幅提高。
【附图说明】
[0018] 图1为防火型物联网现场总线电缆的剖面图。
[0019] 图中:1_输电电缆、11-第一导电线芯、12-第一硅橡胶复合材料阻燃层、2-光缆、 21-第一加强芯、22-纤芯、23-包层、24-涂覆层、25-第一阻燃填充料、26-第二硅橡胶复合 材料阻燃层、3-数据电缆、31-第二加强芯、32-第二导电线芯、33-第三硅橡胶复合材料阻 燃层、34-第二阻燃填充料、35-第四硅橡胶复合材料阻燃层、4-第三阻燃填充料、5-陶瓷纤 维耐火带、6-第五硅橡胶复合材料阻燃层、7-纳米阻燃绝缘层、8-阻燃外护套。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0021] 请参阅图1,一种防火型物联网现场总线电缆,包括由输电电缆1、光缆2和数据电 缆3组成的总线电缆内芯,以及在总线电缆内芯的外部依次包覆的陶瓷纤维耐火带5、第五 硅橡胶复合材料阻燃层6、纳米阻燃绝缘层7和阻燃外护套8 ;在总线电缆内芯与陶瓷纤维 耐火带5之间填充有第三阻燃填充料4 ;所述输电电缆1设有两根或三根,每根输电电缆I由第一导电线芯11以及挤制在第一导电线芯11外部的第一硅橡胶复合材料阻燃层12 ;所 述光缆2包括位于光缆2中心位置的第一加强芯21、位于第一加强芯21周围的多根纤芯 22、位于光缆2外部的第二硅橡胶复合材料阻燃层26,以及在纤芯22与第二硅橡胶复合材 料阻燃层26之间填充的第一阻燃填充料25 ;每根纤芯22外均依次包覆有包层23和涂覆层 24,纤芯22是光波的主要传输通道,包层23的折射率略小于纤芯,涂覆层24是一层高分子 涂层,提高光纤的微弯性能。所述数据电缆3包括位于数据电缆3中心位置的第二加强芯 31、位于第二加强芯31周围的多根第二导电线芯32、位于数据电缆3外部的第四硅橡胶复 合材料阻燃层35,以及在第二导电线芯32与第四硅橡胶复合材料阻燃层35之间填充的第 二阻燃填充料34 ;每根第二导电线芯32外均挤制有第三硅橡胶复合材料阻燃层33,且每两 根第二导电线芯32对绞成一组。
[0022] 本发明中,所述第一阻燃填充料25、第二阻燃填充料34和第三阻燃填充料4为自 制的同一种阻燃填充料,该阻燃填充料按照重量份的组分为:微米级高岭土 150-250份、乙 烯-醋酸乙烯共聚物100-200份、聚醚改性硅油50-100份、炭黑30-50份、石棉15-25份、 玻璃纤维15-25份、醋酸锡2-6份。作为优选,该阻燃填充料按照重量份的组分为:微米级 高岭土 180-220份、乙烯-醋酸乙烯共聚物140-160份、聚醚改性硅油70-80份、炭黑35-45 份、石棉18-22份、玻璃纤维18-22份、醋酸锡3-5份。
[0023] 本发明中,该阻燃填充料在常温下保持软性散粉状,保证了成品电缆在使用时的 可弯曲;而在遇到火灾时,阻燃填充料能形成具有隔热、防火的陶瓷管,使总线电缆内芯可 以在瓷管中安然工作,从而使电缆满足在负载1000V工作条件下承受950°C、3小时的燃烧, 同时具有抗喷淋、抗机械撞击的功能。
[0024] 本发明中,所述陶瓷纤维耐火带5为现有材料,其由一层陶瓷硅胶和一层玻璃纤 维粘合而成,厚度为〇. 2-0. 5_,相邻层采用双向绕包的方式,每层重叠处间隔缠绕。此材料 在-70°C- 210°C时柔软、有弹性、强度高、机械性绝缘性优异。使得电缆具有柔软、隔音、抗 冲击等特点,施工铺设便利。
[0025] 本发明中,所述第一硅橡胶复合材料阻燃层12、第二硅橡胶复合材料阻燃层26、 第三硅橡胶复合材料阻燃层33、第四硅橡胶复合材料阻燃层35和第五硅橡胶复合材料阻 燃层6采用自制的同一种硅橡胶复合材料,该硅橡胶复合材料按照重量份的组分为:有机 硅橡胶废料30-60份、多聚磷酸铵20-30份、三聚氰胺10-20份、季戊四醇20-30份、海泡 石粉10-20份、麦饭石粉5-10份、纳米氮化硅5-10份、焦磷酸铁2-8、硅烷偶联剂2-8份。 作为优选,该硅橡胶复合材料按照重量份的组分为:有机硅橡胶废料40-50份、多聚磷酸铵 24-26份、三聚氰胺14-16份、季戊四醇24-26份、海泡石粉14-16份、麦饭石粉7-8份、纳米 氮化硅7-8份、焦磷酸铁4-6份、硅烷偶联剂4-6份。
[0026] 本发明中,所述纳米阻燃绝缘层7按照重量份的组分为:水性丙烯酸树脂50-150 份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂2-10份、纳米氮化硼2-10份、纳米氧化硅2-10份、纳米介孔分 子筛2-10份、促进剂3-8份、增塑剂0. 5-1. 5份、防老剂1-4份。作为优选,所述纳米阻燃绝 缘层7按照重量份的组分为:水性丙烯酸树脂80-120份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂5-7份、纳 米氮化硼5-7份、纳米氧化硅5-7份、纳米介孔分子筛5-7份、促进剂4-6份、增塑剂0. 8-1. 2 份、防老剂2-3份。
[0027] 本发明中,所述阻燃外护套8为现有材料,其采用低烟无卤阻燃高强度耐磨弹性 体制成。
[0028] 实施例1 一种防火型物联网现场总线电缆的制备方法,具体步骤为: (1) 制作输电电缆1:采用数根导体绞合成一根第一导电线芯11,然后在第一导电线芯 11外挤制第一硅橡胶复合材料阻燃层12,即得到输电电缆1 ;备用; (2) 制作光缆2 :以第一加强芯21为中心,在第一加强芯21周围布置六根外部设有包 层23和涂覆层24的纤芯22,制成第一总缆;然后采用双层共挤工艺在第一总缆外包覆第 一阻燃填充料25和第二硅橡胶复合材料阻燃层26,即得到光缆2 ;备用; (3) 制作数据电缆3 :在第二导电线芯32外均挤制第三硅橡胶复合材料阻燃层33,然 后将两根第二导电线芯32对绞成一组;再将四组对绞后的第二导电线芯32布置在第二加 强芯31周围,制成第二总缆;然后采用双层共挤工艺在第二总缆外包覆第二阻燃填充料34 和第四硅橡胶复合材料阻燃层35,即得到数据电缆3 ;备用; (4) 将两根或三根输电电缆1对绞成一组,再与光缆2和数据电缆3合股成第三总缆; 然后在第三总缆外包覆第三阻燃填充料4,接着采用绕包工艺在第三阻燃填充料4外绕包 陶瓷纤维耐火带5 ;再采用三层共挤工艺,在陶瓷纤维耐火带5外自内向外依次包覆第五硅 橡胶复合材料阻燃层6、纳米阻燃绝缘层7和阻燃外护套8 ;即得到防火型物联网现场总线 电缆。
[0029] 本实施例中,所述第一阻燃填充料25、第二阻燃填充料34和第三阻燃填充料4为 自制的同一种阻燃填充料,该阻燃填充料按照重量份的组分为:微米级高岭土 200份、乙 烯-醋酸乙烯共聚物150份、聚醚改性硅油75份、炭黑40份、石棉20份、玻璃纤维20份、 醋酸锡4份。所述第一硅橡胶复合材料阻燃层12、第二硅橡胶复合材料阻燃层26、第三硅 橡胶复合材料阻燃层33、第四硅橡胶复合材料阻燃层35和第五硅橡胶复合材料阻燃层6采 用自制的同一种硅橡胶复合材料,该硅橡胶复合材料按照重量份的组分为:有机硅橡胶废 料45份、多聚磷酸铵25份、三聚氰胺15份、季戊四醇25份、海泡石粉15份、麦饭石粉7. 5 份、纳米氮化硅7. 5份、焦磷酸铁5、硅烷偶联剂5份。所述纳米阻燃绝缘层7按照重量份的 组分为:水性丙烯酸树脂100份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂6份、纳米氮化硼6份、纳米氧化硅 6份、纳米介孔分子筛6份、促进剂5. 5份、增塑剂1份、防老剂2. 5份。
[0030] 防火实验: 1. 对上述实施例制备的防火型物联网现场总线电缆进行专项实验的检测报告摘录如 下:
2. 对本产品进行型式试验的检测报告摘录如下:
可见,本发明设计的防火型物联网现场总线电缆的耐火试验不仅满足国标GB/T19216 的要求,在导体之间施加1000 V电压,在火焰温度为950-1000°C的火焰中燃烧3h,电缆既不 短路也不开路。还可满足英国BS6387标准中规定的A级、B级和C级的要求,同时,在燃烧 中还可耐受水喷淋(W级)与抗机械冲击(X级、Y级、Z级);试验过程中,电缆既不短路也不 开路。
[0031] 本电缆符合阻燃A类,是阻燃的最高级别,阻燃性即为了熄灭、减少或抑制材料的 燃烧,通常在材料中添加阻燃剂,使得材料在燃烧时具有阻止或延缓火焰蔓延的性能。在外 火源消失的情况下,经过一段时间能够自熄。为达到阻燃A类要求,在结构设计上,采用陶 瓷纤维耐火带、阻燃外护套以及自制的硅橡胶复合材料阻燃层、纳米阻燃绝缘层和阻燃填 充料等材料来进行多
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