一种无机不燃烧绝缘电线及电缆的制作方法
【专利摘要】一种无机不燃烧绝缘电线及电缆，本发明目的是为用于火灾、爆炸、高温、高寒、振动、摩擦、辐射等特殊安全性要求高，环境条件苛刻场所装设的电磁线；12～36V汽车专用及110V以下控制、数据信息线缆；电气设备用(供、配、用)电及控制，数据信息线缆；动力电缆提供一种完全不燃烧的电绝缘材料，解决大小不同切面导电线缆具综合耐燃、耐烧；耐热老化、耐寒、耐冲击疲劳、耐磨、耐辐射、能弯曲的优势性能。从预防着力减灾，为“火、水、核、热、风”电保驾。实现方法是运用现代“超材料”概念，设计出材料、工艺、结构理想协同产品核心要素，构建先进、实用、经济产品，显示无机材料电绝缘不燃性及难得的抗冲击疲劳韧性的最优化迭层复合绝缘，以Si、Al、Ti、Zr氧化物无定形实体混云母粉复合和/或Si3N4无定形实体为绝缘基料。
【专利说明】一种无机不燃烧绝缘电线及电缆
[0001]【技术领域】电线电缆
[0002]【背景技术】电路短路故障致电线持续燃烧，极度扩展成火灾，给运载机具(汽车、火车、船舰、飞机)及人员、物资高度集中的车站、文化场所、医院、商场、仓库威胁大，急待克月艮。还有油汽、瓦斯、粉尘爆燃场所及矿井；高温、严寒、宇宙空间、核辐射环境均需更高安全保障。现有任何有机聚合物绝缘基材，抗燃局限大；矿物粒子绝缘、云母带类绝缘基结构及工艺特征局限难于适应小断面导线及动态环境要求。2011年广东省电科院张征平等著书“大型发电机转子故障分析与诊断”，透露出发电机事故严重和普遍性，预防“转子绕组匝间短路”故障瓶颈急待突破，为“火、水、核、热、风”电高效安全发力。电致火灾的触目警心、发电事故率居高难下，倒逼关切者寝食难安。
[0003]
【发明内容】
本发明目的是为用于火灾、爆炸、高温、高寒、振动、摩擦、辐射等特殊安全性要求高，环境条件苛刻场所装设的1.电磁线；2.12~36V汽车专用及IlOV以下控制、数据信息线缆；3.电气设备用(供、配、用)电及控制，数据信息线缆；4.动力电缆提供一种完全不燃烧的电绝缘材料，解决大小不同切面导电线缆具综合耐候、耐烧；耐热老化、耐寒、耐冲击疲劳、耐磨、耐辐射、能弯曲的优势性能。从预防着力减灾，为“火、水、核、热、风”电保驾。
[0004]实现方法是运用现代“超材料”概念，设计出材料、工艺、结构理想协同产品核心要素，构建先进、实用、经济产品，显示无机材料电绝缘不燃性及难得的抗冲击疲劳韧性的最优化三迭层复合绝缘，以S1、Al、T1、Zr干凝胶氧化物无定形体和/或云母粉和/或无机聚合物固化成Si3N4无定形体为绝缘基料。衬底层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体发泡层，中间夹芯层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形实体混云母粉复合和/或Si3N4无定形实体外重叠层复合和/或两复合共存层，外护层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体发泡材作无机长纤维和/或短纤维增强层。较低电压、小切面、安装条件受限的电机、电器绕组不设外护层。成简化结构，其主绝缘裸露表层有加无机短纤维增强的，也有不加的。衬底层贴近导线，因发泡体柔韧优于实体，以发泡体补偿导线热胀冷缩及承垫上层绝缘层改善韧性，高韧用Zr溶胶，其它品种溶胶利于降成本。中间夹芯层为主绝缘，以S1、Al、T1、Zr氧化物无定形实体为主，一为混云母粉复合，降成本、提韧性、虽耐热性降低致胀却不燃，更不因高温释放毒气；另一为Si3N4无定形实体层作外迭层复合，高绝缘致密有弹性，还有二者复合共存方式。处里外韧体夹持，改善整体韧性，克服无机材劣势。即可制导线，也可对预制绕组逐层涂装。按此理念，为发电机转子绕组量身定制耐热老化、抗振……新绝缘，推广至所有导线绝缘领域，促推“超材料”概念演进。外护层，为对单导线绝缘包复也可对多根导线绝缘统包，以降低重量，为提高力学性，设无机长纤维和/或短纤维增强，优选抗水性强玄武岩纤维具高性价比。为改善绝缘散热条件，于导线外表和/或绝缘外表设红外辐射功能层和/或于衬底、外护层绝缘基料中掺入红外辐射功能微粒，由S1、Al、T1、Zr、Mg、Mn……氧化物及多种B、N、C等化合物构成。为改善电磁屏蔽性，于导线和/或绝缘外表设半导性屏蔽功能层为C黑混溶胶构成。所有导线均在无氧条件下作韧炼处理，Cu > 600°C,Al > 500°C，用于电机、变压器有定形要求的不处理。一般经浸、喷、刷工艺涂复，为精准控制涂层厚度，用“电场云”涂装，电极电压DC40?60KV，涂装线接负成负电晕系。厚层及统包采用挤出成型。
[0005]具体实施
[0006]1、12?36V汽车专用及IlOV以下照明、信息、控制线缆。
[0007](I)简型，为不完整三迭层复合绝缘，仅有S1、Al、η、Zr氧化物发泡体衬底层厚
0.2mm,实体中间层厚0.5mm,用浸涂工艺，120°C固化,溶胶配制:Ti酸乙酯+乙醇+水+甲酰胺+氨水=1+2+8+0.05+0.0008，加云母粉配比取4加短玄武岩纤配比2用于实体层。
[0008](2)普型，为完整三迭层复合绝缘，发泡体加发泡剂双氧水，配比取1，用电场云涂复工艺，于连续生产线分层，依序在不同段次连续成型。
[0009]2、电磁线。
[0010](I)普型，仅有衬底，中间两迭层不完整复合绝缘，导线表复混溶胶红外辐射功能层和半导性屏蔽层，附加配比2的短纤维增强。
[0011]溶胶配制:2r0CL2.8H20+C2H50H+H20+NH4.H2O = 0.1+2.38+1.1+0.0008，发泡力口
H2O2，配比0.6。实体层加云母粉配比取4。
[0012](2)特型，为完整三迭层复合绝缘，衬底发泡层厚0.3mm，中间层Zr02、Si3N4迭层复合，ZrO2厚1mm, Si3N4厚10 μ m居外,外护层ZrO2发泡体混红外微粉作玄武岩短纤维增强厚0.5_，导线表涂混溶胶红外辐射功能层，绝缘表涂混溶胶碳黑成半导屏蔽功能层，可制连续导线，也可制电机专用预成形绕组逐层涂装，经电场云涂复，120°C固化。
[0013]3、电气设备用(供、配、用电)及控制、数据信息110/220/380V线缆。
[0014]完整三迭层复合绝缘，分别以Ti凝胶混云母粉制实体和发泡体作绝缘，导体表红外层50 μ m、底泡层0.3mm、中实层0.8mm、外泡层1mm,外护套设包绕连续玄武岩长终包绕增强发泡体厚1_。涉单根，成对分屏蔽和多根总屏蔽以溶胶混碳黑成半导外护层。
[0015]4、电力电缆。多用于0.4?35KV，6KV以上分相屏蔽，均以金属带、丝绕包或纵包。缆芯填料，用于分相包复和圆形切面绞合中心，由TiO2无定形体发泡基料优化玄武岩连续纤维增强，经挤出成型成绕绳体。统包及外护套用TiO2无定形体发泡材经玄武岩纤维增强最后一次挤出成形，120°c固化。防水外护套经热挤出铝套制成。用完整三迭层绝缘，中间层为Ti02、Si3N4无定形实体迭层复合，Si3N4夕卜，Si氨烷聚合物经电场云涂复后，200?800°C固化。
【权利要求】
1.一种无机不燃烧绝缘的电线及电缆其特征是以S1、Al、T1、Zr干凝胶氧化物无定形体和/或云母粉和/或无机聚合物固化成Si3N4无定形体为绝缘基料的三迭层复合绝缘。
2.依上述三迭层复合绝缘其特征是衬底层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体发泡层。
3.依上述三迭层复合绝缘其特征是中间夹芯层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形实体为主，一为混云母粉复合，另一为Si3N4无定形实体层作外迭层复合，还有两种复合共存层。
4.依上述三迭层复合绝缘其特征是外护层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形发泡体作无机长纤维和/或短纤维增强层。
5.依上述外护层特征是用于电机、电器及低电压，小切面条件，也有不设外护层的。
6.一种无机不燃烧绝缘的电线及电缆其特征是导线外表和/或绝缘外表设红外辐射功能层和/或衬底、外护层绝缘基料中混红外辐射功能微粒。
7.一种不燃烧IlOV以下简型电线及电缆的制备法其特征是设不完整三迭层复合绝缘，以S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体绝缘基料发泡体衬底层和混云母粉复合实体有加无机短纤维增强的或不加短纤维的中间层绝缘。
8.一种不燃烧IlOV以下普型电线及电缆的制备法其特征是设完整三迭层复合绝缘，以S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体为主绝缘基料，其中间夹芯层为混云母粉复合实体层。
9.一种不燃烧普型电磁线的制备法其特征是为不完整三迭层复合绝缘，衬底层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形体发泡材，中间层为S1、Al、T1、Zr氧化物无定形实体和/或混云母粉和/或Si3N4无定形实体复合，导体表和/或绝缘表设红外辐射功能底和/或半导性屏蔽层，主绝缘裸露表层有加无机短纤维增强的或不加短纤维的。
10.一种不燃烧特型电磁线的制备法其特征是为完整三迭层复合绝缘，其外护层S1、Al,Ti,Zr氧化物无定形体发泡材作无机短纤维增强，导线和/或绝缘表面设红外辐射功能层和/或半导性屏蔽层，可制连续导线也可制专用予成形绕组逐层涂装。
【文档编号】H01B9/02GK104008812SQ201410186429
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】不公告发明人 申请人:杨列放