本发明涉及电线技术领域，具体涉及一种高耐温低烟无卤阻燃电线及其制备方法。
背景技术：
随着国内经济建设的迅猛发展，建筑行业蓬勃兴起，广泛应用于建筑工程的绝缘电线需求也迅速增长。但是高层建筑、公共场合等发生火灾时往往造成电线故障而无法正常使用，同时给救援带来不便。另外电线绝缘材料中含有的卤素导致燃烧产生的大量的含卤有毒烟雾，加剧火灾危害，因此对绝缘电线的阻燃、耐温、无烟特性提出了较高的要求。传统的耐高温电线往往是在导体外缠绕云母带，但云母带的耐温效果不理想，遇高温容易发脆脱落，阻燃效果差。另外在导体外缠绕云母带导致电线最外侧的绝缘层表面凹凸不平，造成电线并排使用不便。中国专利CN205487491U，一种长寿命新型环保阻燃耐火电线，公告日期2016年8月17日，公开了一种在导体外包覆云母层，云母层外包覆绝缘层的阻燃耐火电线，云母层由两层耐火云母绕包在导体外形成。但是该阻燃耐火电线的耐温差，可耐最高温度为125℃，云母层高温容易发脆脱落，达不到高要求的耐温阻燃效果。
技术实现要素：
针对上述传统的耐高温电线存在的问题，本发明的目的在于提供一种在导体外侧设有陶瓷化防火层的高耐温低烟无卤阻燃电线及其制备方法，陶瓷化防火层在遇到高温时形成陶瓷结构，具有一定的强度和耐高温冲击力，阻燃效果好，保证电线的安全使用，同时避免产生含卤有毒气体，产生的烟雾少，二次火灾危害小。
本发明提供如下的技术方案：
高耐温低烟无卤阻燃电线，包括导体，所述导体外包覆有陶瓷化防火层，所述陶瓷化防火层外包覆有无卤绝缘层，所述陶瓷化防火层与无卤绝缘层由双层共挤机头同时挤压成型，所述陶瓷化防火层的材料由以下重量份组份制备而成：低密度聚乙烯80～100份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40～60份、纳米级高岭土20～30份、氧化铝10～15份、氧化硅10～15份、碳化硅8～12份、硫化剂PDM 0.5～0.8份、偶联剂0.3～0.6份、分散剂0.3～0.6份、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.2～0.5份、抗氧剂CA 0.1～0.3份。
本发明的耐高温的无卤阻燃电线，具有良好的耐高温阻燃效果。碳化硅具有良好的耐温特性，作为阻燃耐火剂可以增强低密度聚乙烯橡胶的阻燃性能。随温度升高至500～700℃，纳米级高岭土、氧化铝和氧化硅发生陶瓷化，并在陶瓷化防火层的内部和表面形成陶瓷结构，随温度进一步上升，陶瓷化加剧，形成中高温陶瓷结构，具有良好的抗热冲击能力，且与云母带相比不会出现发脆脱落的情况，可保护导体正常使用，极大程度的避免电线火灾故障。陶瓷化防火层中不含卤素，可以避免含卤有毒气体产生。同时本发明的陶瓷化防火层和无卤绝缘层经双层共挤机头同时挤出成型，使陶瓷化防火层和无卤绝缘层之间形成紧密的贴合，提高了陶瓷化防火层和无卤绝缘层间的束缚力，避免出现松套现象，强化了电线的阻燃效果。而且生产效率得到很大程度的提高，也节省了原材料。
作为本发明的一种改进，所述无卤绝缘层的材料由以下重量份组份制备而成：低密度聚乙烯80～100份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40～60份、ABS树脂55～75份、胶黏剂聚矾改性环氧树脂2～5份、纳米硅藻土15～20份、阻燃油剂5～8份、硫化剂PDM 0.8～1份、偶联剂0.2～0.5份、分散剂0.3～0.6份、抗氧剂CA 0.2～0.5份、耐候剂UV-9 0.2～0.5份。
作为本发明的一种改进，所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172、A-171或A-151中的一种。
作为本发明的一种改进，所述分散剂为玻璃纤维、甲基戊醇或古尔胶中的一种。
本发明的无卤绝缘层的材料通过低密度聚乙烯与ABS树脂的复配制成，并添加有纳米硅藻土和阻燃油剂，具有良好的绝缘、耐热阻燃性能，以及抗紫外线能力，而且提高了电线的强度，延长了电线的使用寿命，尤其是遇到高温火灾时的抵抗能力。而且无卤绝缘层的材料中避免含卤物质的添加，在遇到火灾时的发烟程度小，不会产生含卤有毒气体。
高耐温低烟无卤阻燃电线的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒子：按陶瓷化防火层的材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得陶瓷化防火颗粒，将无卤绝缘层的材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得无卤绝缘层颗粒；
(2)干燥除潮：将陶瓷化防火颗粒、无卤绝缘层颗粒分别在风速为0.8～1.5m/s、温度为25～35℃的环境下干燥除潮12～24h；
(3)准备挤出机：在电线挤出机上安装双层共挤机头、模具，检查电线挤出机，调节主机和辅机的各段温度控制；
(4)挤压成型：将预热至50～70℃的导体由送线装置送入电线挤出机，在主机中加入无卤绝缘层颗粒、胶黏剂，在辅机中加入陶瓷化防火颗粒、胶黏剂，主机和辅机同时挤出无卤绝缘层和陶瓷化防火层。
作为本发明的一种改进，主机各段的温度控制分别为：一段115～120℃、二段120～125℃、三段125～130℃、四段130～135℃、五段135～145℃，六段145～150℃、七段150～155，机头温度145～150℃。
作为本发明的一种改进，辅机各段的温度控制分别为：一段145～150℃、二段150～155℃、三段155～160℃、四段160～165℃、五段165～170℃、机头温度165～170℃。
作为本发明的一种改进，所用双层共挤机头为免调式偏心机头。
作为本发明的一种改进，在双层共挤机头的滤胶板处设置滤网，滤网的孔径为38～58μm。
将陶瓷化防火颗粒和无卤绝缘层颗粒干燥除潮后使用，避免水分存在对陶瓷化防火层和无卤绝缘层性能的影响。将导体预热后使用使陶瓷化防火层和导体之间的贴附粘合效果好，避免导体与陶瓷化防火层之间出现松套。主机的挤出温度相对一般电线挤出工艺的挤出温度低5～10℃，辅机的挤出温度相对一般电线挤出工艺的挤出温度高5℃左右，通过设置这样的温差可保证陶瓷化防火层和无卤绝缘层同时挤出成型，两层之间结合良好，塑化正常。选用免调式偏心机头的导体、陶瓷化防火层和无卤绝缘层的同心度高，操作过程稳定简便。通过设置滤网过滤微粒杂质、焦烧颗粒，增加物流阻力和反压力，使材料塑化更均匀，挤出流量均匀。
本发明的有益效果如下：
本发明的高耐温低烟无卤阻燃电线及其制备方法，具有如下优点，1)与现有采用云母层的耐高温导线相比，陶瓷化防火层在遇火灾时形成陶瓷化结构，可耐1000℃以上的明火，具有较好的强度和支撑力，可以保证导体的导电安全，且大大节省了材料。2)陶瓷化防火层和无卤绝缘层在火灾时的烟雾小，并能够避免产生含卤的有毒气体。3)采用陶瓷化防火层和无卤绝缘层的一体式挤出成型，相对粘附力强，且使电线表面光滑，方便施工，生产效率相对缠绕云母带提高了3倍。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、导体，2、陶瓷化防火层，3、无卤绝缘层。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
如图1所示，高耐温低烟无卤阻燃电线，包括导体1，导体1外侧包覆有陶瓷化防火层2，陶瓷化防火层2外包覆有无卤绝缘层3，陶瓷化防火层2与无卤绝缘层3由双层共挤机头同时挤压成型，陶瓷化防火层2的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯80kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40kg、纳米级高岭土20kg、氧化铝10kg、氧化硅10kg、碳化硅8kg、硫化剂PDM 0.5kg、偶联剂0.3kg、分散剂0.3kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.2kg、抗氧剂CA0.1kg。无卤绝缘层3的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯80kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40kg、ABS树脂55kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.2kg、纳米硅藻土15kg、阻燃油剂5kg、硫化剂PDM 0.8kg、偶联剂0.2kg、分散剂0.3kg、抗氧剂CA 0.2kg、耐候剂UV-9 0.2kg。其中偶联剂优选硅烷偶联剂A-172，分散剂优选玻璃纤维。
高耐温低烟无卤阻燃电线的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粒子：按陶瓷化防火层的材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得陶瓷化防火颗粒，将无卤绝缘层的材料的各组分混合均匀，并经螺杆挤出机挤出得无卤绝缘层颗粒；
(2)干燥除潮：将陶瓷化防火颗粒、无卤绝缘层颗粒分别在风速为0.8m/s、温度为25℃的环境下干燥除潮24h；
(3)准备挤出机：在电线挤出机上安装双层共挤机头、模具，检查电线挤出机，调节主机和辅机的各段温度控制；
(4)挤压成型：将预热至50℃的导体由送线装置送入电线挤出机，在主机中加入无卤绝缘层颗粒、胶黏剂，在辅机中加入陶瓷化防火颗粒、胶黏剂，主机和辅机同时挤出无卤绝缘层和陶瓷化防火层。其中主机各段的温度控制分别为：一段115～120℃、二段120～125℃、三段125～130℃、四段130～135℃、五段135～145℃，六段145～150℃、七段150～155，机头温度145～150℃。辅机各段的温度控制分别为：一段145～150℃、二段150～155℃、三段155～160℃、四段160～165℃、五段165～170℃、机头温度165～170℃。所用双层共挤机头为免调式偏心机头，在双层共挤机头的滤胶板处设置孔径为38μm的滤网。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
高耐温低烟无卤阻燃电线，其中陶瓷化防火层2的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯90kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50kg、纳米级高岭土25kg、氧化铝12.5kg、氧化硅12.5kg、碳化硅10kg、硫化剂PDM 0.65kg、偶联剂0.45kg、分散剂0.45kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.35kg、抗氧剂CA 0.2kg。无卤绝缘层3的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯90kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50kg、ABS树脂65kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.35kg、纳米硅藻土15～20份17.5kg、阻燃油剂6.5kg、硫化剂PDM 0.9kg、偶联剂0.35kg、分散剂0.45kg、抗氧剂CA 0.35kg、耐候剂UV-9 0.35kg。其中偶联剂优选硅烷偶联剂A-171，分散剂优选甲基戊醇。
高耐温低烟无卤阻燃电线的制备方法，其中步骤(2)干燥除潮的风速为1.2m/s、干燥温度为30℃，除潮时间为18h；步骤(4)挤压成型滤的导体预热温度为60℃，滤网规格为48μm。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
高耐温低烟无卤阻燃电线，其中陶瓷化防火层2的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯100kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60kg、纳米级高岭土30kg、氧化铝15kg、氧化硅15kg、碳化硅12kg、硫化剂PDM 0.8kg、偶联剂0.6kg、分散剂0.6kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.5kg、抗氧剂CA 0.3kg。无卤绝缘层3的材料由以下组份制备而成：低密度聚乙烯100kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60kg、ABS树脂75kg、胶黏剂聚矾改性环氧树脂0.5kg、纳米硅藻土20kg、阻燃油剂8kg、硫化剂PDM 1kg、偶联剂0.5kg、分散剂0.6kg、抗氧剂CA 0.5kg、耐候剂UV-9 0.5kg。其中偶联剂优选硅烷偶联剂A-151，分散剂优选古尔胶。
高耐温低烟无卤阻燃电线的制备方法，其中步骤(2)干燥除潮的风速为1.5m/s、干燥温度为35℃，除潮时间为12h；步骤(4)挤压成型滤的导体预热温度为70℃，滤网规格为58μm。
本发明的高耐温低烟无卤阻燃电线与现有采用云母层的耐高温导线相比，可耐1000℃以上的明火，按GB/T 2408-2008进行燃烧测试后的水平燃烧等级为HB，且燃烧时无黑烟、无熔滴，迅速自熄。