一种防水高性能复合电缆及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆技术领域，具体是一种防水高性能复合电缆及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的迅速发展，电缆的使用量和铺设密集程度越来越高，近年来由电 气引起的火灾逐年增多，而其中由于电线电缆原因所引发的火灾占相当大的比例。在火灾 中，由于电缆起火蔓延而释放出的腐蚀性及有毒气体、产生的大量烟雾等所造成的"二次灾 害"，已引起人们的重视，因此有关部门对电缆防火、阻燃等特性的要求也越来越高，不仅要 求电缆线路具有高的可靠性，而且要求它对周围环境的安全性。GB50217- 94《电力工程 电缆设计规范》已把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施，明确规定在某些 场所应选用阻燃电缆或其它类型的防火电缆。
[0003] 就目前而言，电缆行业习惯将阻燃、耐火、低烟低卤或低烟无卤型阻燃电缆统称为 防火电缆。然而，这些产品因其性能指标、制造技术的不同，其应用的范围也不同。普通的 阻燃电线电缆不易着火或着火后燃烧仅局限在一定范围之内，因此它能抑制火焰蔓延，可 以提高整条电缆线路的防火水平，通常用于电缆敷设密集程度较高的空旷而通风良好的场 所。耐火电缆的主要特点是在着火燃烧的情况下仍能保持一定时间的安全运行，以保证火 灾时消防、报警系统、应急供电回路等都能继续通电，使救灾工作能够正常进行。而低烟低 卤、低烟无卤型阻燃电缆在燃烧时产生的烟雾和有害气体较少，可以将"二次灾害"带来的 损失减至较低程度，因此适用于要求比较高的地铁、隧道、船舶和车辆、发电站以及重要的 高层建筑等。但这几种电缆在火势凶猛、风力强劲、高温、高压情况下就失去了它的正常特 性而不能满足使用要求，因为它们多为有机材料，在着火情况下容易燃烧，并发出很多热 量，加速电缆的燃烧。
[0004] 同时，电缆的防水性能同样值得重视。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种防水高性能复合电缆及其制作方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种防水高性能复合电缆，包括多股电缆内芯以及多股电缆内芯外依次包覆的第二有 机硅复合材料防水层、第二纳米阻燃绝缘层、陶瓷纤维耐火带和阻燃外护套，每股所述电缆 内芯是以该电缆中心位置设置的加强件为中心呈辐射状间隔排布，每股所述电缆内芯均包 括导体芯组，以及导体芯组外依次包覆的第一有机硅复合材料防水层和第一纳米阻燃绝缘 层；在多股电缆内芯相互之间，以及电缆内芯与第二有机硅复合材料防水层之间均填充有 防水填充料；所述第二纳米阻燃绝缘层之间还设置有一根接地线芯； 所述防水填充料按照重量份的组分为：乙烯一醋酸乙烯共聚物50-70份、苯乙烯15-25 份、甲苯10-20份、三元乙丙橡胶15-25份、微米级高岭土 20-40份、氯化铝1-5份、二氧化 钛1-5份、焦磷酸铁5-15份、硅酸盐水泥熟料15-30份、硫酸铝钾1-5份、环保增塑剂1-10 份、防水稳定剂1-5份； 所述第一有机硅复合材料防水层和第二有机硅复合材料防水层的材料相同，按照重量 份的组分为：有机硅橡胶30-45份、钢纤维10-20份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂10-30份、膨胀 蛭石10-25份、硅酸钠1-5份、纳米氮化硅5-15份、硬硅钙石10-30份、陶瓷纤维5-15份、 活性轻质碳酸钙1-5份； 所述阻燃外护套按照重量份的组分为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、纳米氮化硼 5-15份、纳米氧化镁1-15份、纳米介孔分子筛5-20份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂1-10份、 十二碳醇酯5-10份、重质碳酸钙1-15份、三氧化二锑1-15份、氧化镁5-15份、促进剂1-10 份、增塑剂0. 5-2. 5份、防老剂2-6份。
[0007] 作为本发明的进一步方案：所述第一纳米阻燃绝缘层和所述第二纳米阻燃绝缘层 的材料相同，按照重量份的组分为：纳米介孔分子筛40-60份、纳米氮化硼1-25份、纳米三 氧化二铝5-15份、三烯丙基异三聚氰酸酯5-15份、纳米氧化镁2-10份、水性丙烯酸树脂 30-50份、活性轻质碳酸钙2-4份、三元乙丙橡胶1-5份、三氧化二锑5-15份、聚醚改性硅油 5-10份、十二碳醇酯5-25份、过氧化二异丙苯5-10份。
[0008] 作为本发明的进一步方案：所述防水填充料按照重量份的组分为：乙烯一醋酸乙 稀共聚物60份、苯乙稀20份、甲苯15份、三元乙丙橡胶20份、微米级高岭土 30份、氯化 铝4份、二氧化钛3份、焦磷酸铁10份、硅酸盐水泥熟料20份、硫酸铝钾4份、环保增塑剂 5份、防水稳定剂3份。
[0009] 作为本发明的进一步方案：所述第一纳米阻燃绝缘层和所述第二纳米阻燃绝缘层 的材料相同，按照重量份的组分为：纳米介孔分子筛50份、纳米氮化硼15份、纳米三氧化二 铝10份、三烯丙基异三聚氰酸酯10份、纳米氧化镁5份、水性丙烯酸树脂40份、活性轻质 碳酸钙3份、三元乙丙橡胶4份、三氧化二锑10份、聚醚改性硅油5份、十二碳醇酯15份、 过氧化二异丙苯8份。
[0010] 作为本发明的进一步方案：所述阻燃外护套按照重量份的组分为：乙烯-醋酸乙 烯酯共聚物60份、纳米氮化硼10份、纳米氧化镁10份、纳米介孔分子筛15份、纳米氮磷类 膨胀阻燃剂5份、十二碳醇酯8份、重质碳酸钙10份、三氧化二锑10份、氧化镁10份、促进 剂8份、增塑剂1. 5份、防老剂4份。
[0011] 作为本发明的进一步方案：所述陶瓷纤维耐火带由一层陶瓷纤维和一层钢纤维粘 合而成，厚度为0. 1-0. 25_，相邻层采用双向绕包的方式，每层重叠处间隔缠绕。
[0012] 本发明还提供一种防水高性能复合电缆的制作方法，具体步骤为： (1) 采用数根导体绞合成一根导体芯组，然后采用双层共挤工艺在导体芯组外自内向 外依次包覆第一有机硅复合材料防水层和第一纳米阻燃绝缘层；即得到单根电缆内芯； (2) 将数根电缆内芯围绕加强件为中心合股成一股总缆，并用挤出工艺在一股总缆外 面包覆防水填充料，接着采用绕包工艺在防水填充料外绕包第二有机硅复合材料防水层； (3) 采用三层共挤工艺，在第二有机硅复合材料防水层外自内向外依次包覆陶瓷纤维 耐火带、第二纳米阻燃绝缘层和阻燃外护套；同时，在第二纳米阻燃绝缘层内部复合一根接 地线芯，即得到一种防水高性能复合电缆。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明设计的一种防水高性能复合电缆经过渗水实验，是一种具备较高级别防水能力 的电缆；同时，该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。
[0014] 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，采用玻 璃纤维耐火带、阻燃外护套以及有机硅复合材料阻燃层、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】
[0015] 图1为本发明的剖面图。
[0016] 其中：1、加强件；2、电缆内芯；21、导体芯组；22、第一有机硅复合材料防水层；23、 第一纳米阻燃绝缘层；3、防水填充料；4、第二有机硅复合材料防水层；5、陶瓷纤维耐火带； 6、第二纳米阻燃绝缘层；7、接地线芯；8、阻燃外护套。
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 请参阅图1，一种防水高性能复