一种阻燃电缆及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及电缆加工技术领域，具体提供了一种阻燃电缆，包括绝缘线芯层、屏蔽层、增强层、耐高温层和防护层，所述绝缘线芯层由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的高温绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯层外周，增强层包裹在屏蔽层外周，耐高温层设于增强层外表面，防护层包覆于增强层外表面；所述高温绝缘层为乙烯?四氟乙烯共聚物层；还提供了制备上述阻燃电缆的方法，制备简单，操作方便。制备的阻燃电缆，不仅具有较好的防火阻燃性能，而且耐高温，抗拉，抗弯，柔韧性好，耐磨，对氧、高能辐射以及有害金属老化有很好的防护作用。
【专利说明】
_种阻燃电缆及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种阻燃电缆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，人们对快速传送数据、信息的需要，对计算机、文字处理机、电传传感器和通讯设备的依赖显著快速地增加。新技术的出现使得这方面的设备联机和网络化成为可能，导致了通讯系统的综合发展。这些系统在特定领域的使用增加，如高层建筑，船舶、飞机、火车、钻井平台和矿山。
[0003]现有阻燃电缆的绝缘层和护套层一般是将单一的阻燃剂与电缆料混合制成。由于阻燃材料单一，电缆在使用过程中不仅会产生大量烟雾和有毒气体，而且还会因脱水反应而降低电缆性能，从而影响电缆的阻燃温度和阻燃时间，难以达到防火、防潮的效果。
[0004]由于制定了更为严格的防火安全标准，电缆绝缘材料需要改进它的燃烧和发明性能，同时保持优良的物理性能，对低费用电线电缆绝缘材料组合物来讲需要改进其火焰传播和发烟特性，同时要有优良的物理性质。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种阻燃电缆及其制备方法，阻燃性能好，耐高温，制造简单，操作方便。
[0006]为此，本发明提供了一种阻燃电缆，包括绝缘线芯组、屏蔽层、增强层、耐高温层和防护层，绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的高温绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，增强层包裹在屏蔽层外表面，耐高温层设于增强层外表面，防护层包覆于增强层外表面;所述高温绝缘层为乙烯-四氟乙烯共聚物层；
本发明提供的阻燃电缆，不仅具有较好的防火阻燃性能，而且耐高温，结构稳定，抗拉能力强，不易断裂，对氧、高能辐射以及有害金属老化有很好的防护作用，韧性高，制备简单，操作方便。
[0007]我们所采用耐高温层的原料组分以及重量含量如下:云母颗粒5-10份，聚氯乙烯树脂粉50-60份，聚丙乙烯酸脂30-35份，娃橡胶10-15份，抗氧剂2-4份，石蜡油5-8份，玻璃纤维10-15份，增韧剂5-8份；
另外，我们所采用防护层的原料组分以及重量份含量如下:酚醛树脂40-50份，氢氧化镁20-30份，高密度聚乙烯30-45份，三聚氰胺氰尿酸盐2-4份，气相二氧化硅5_7份，Ca/Zn复合稳定剂5-7份，硬脂酸镁2-3份，次磷酸铈5-10份，无卤膨胀型阻燃剂10-15份，三氧化二锑5-8份，硼酸锌2-3份，聚四氟乙烯10-15份，耐磨剂3-5份，增塑剂5_7份。
[0008]选用的酚醛树脂和高密度聚乙烯，耐高温性能较好，尤其是酚醛树脂，即使在高温下也能保持其结构的整体性和稳定性。三聚氰胺氰尿酸盐和气相二氧化硅，不仅增强了阻燃作用，而且使得电缆耐热，抗弯性能较好。Ca/Zn复合稳定剂和硬脂酸镁协同作用增强防护层的稳定性，防分解氧化。次磷酸铈保持了材料的稳定性，增强了材料的防火能力。采用无卤膨胀型阻燃剂，阻燃性能较高。聚四氟乙烯具有自熄性，一旦电缆着火，可以阻止火焰扩散。耐磨剂为二硫化钼，大大增加了防护层的耐磨度。上述材料制成的防护层不仅大大增强了防火阻燃效果，而且防护层材料结构稳定，不易氧化且耐磨，使用寿命长。
[0009]进一步地，所述屏蔽层为由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层。该屏蔽层不仅提高了屏蔽性能，避免产生绝缘击穿现象，而且降低了外界电磁干扰对电磁的影响。
[0010]更进一步地，所述增强层为绕包聚酯带。该增强层使得电缆具有较好的延展性能和柔韧性，而且抗拉力强、不易断裂。
[0011]作为优选，所述增塑剂为工业白油、环烷油、石蜡油的一种或多种混合物。
[0012]我们还提供了一种制备上述阻燃电缆的方法，依次包括如下步骤:
(1)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包高温绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯层；
(2)在绝缘线芯层外周依次绕包屏蔽层和增强层；
(3)制备耐高温材料:先按量配备各组分材料，将配备好的云母颗粒、聚氯乙烯树脂粉、聚丙乙烯酸脂、硅橡胶、抗氧剂、玻璃纤维和增韧剂加入搅拌机中搅拌20-30分钟，同时通过喷淋装置喷淋石蜡油，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150°C，时间控制在10-30秒之间，得到耐高温材料成品，将耐高温材料成品置入140-150 0C的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐高温材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320°C，压力为15-20Mpa，从而得到耐高温层;将制得的耐高温层绕包于增强层外周；
(4)制备防护层材料:先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒;将酚醛树脂颗粒与配备好的氢氧化镁、高密度聚乙烯、三聚氰胺氰尿酸盐、气相二氧化硅、硬脂酸镁、次磷酸铈、三氧化二锑、硼酸锌和聚四氟乙烯加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入Ca/Zn复合稳定剂、耐磨剂和增塑剂，升温至90-100°C，保持釜内恒温；1-2小时后加入无卤膨胀型阻燃剂，同时加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110°C并保温，得到防护层材料珠粒，将得到的成品置入100-120°C的干燥箱内保温干燥2小时;将干燥后的防护层材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护层;将制得的防护层绕包于耐高温层外周，从而得到阻燃电缆。
[0013]本发明的有益效果:本发明提供的这种阻燃电缆，不仅具有较好的防火阻燃性能，而且耐高温，抗拉，抗弯，柔韧性好，耐磨，对氧、高能辐射以及有害金属老化有很好的防护作用，制备简单，操作方便。
【附图说明】
[0014]图1是本发明提供的阻拦电缆的结构示意图。
[0015]附图标记说明:1、防护层；2、耐高温层;3、增强层;4、屏蔽层；5、绝缘线芯；5.1、导体;5.2、高温绝缘层。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明。
[0017]实施例1:
如图1所示的一种阻燃电缆，包括绝缘线芯组、屏蔽层4、增强层3、耐高温层2和防护层I，所述绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯5绞合而成，每根绝缘线芯5由导体5.1和包覆于导体5.1外的高温绝缘层5.2构成，所述屏蔽层4缠绕于绝缘线芯组外周，增强层3包裹在屏蔽层4外表面，耐高温层2设于增强层3外表面，防护层I包覆于增强层3外表面;所述高温绝缘层5.2为乙烯-四氟乙烯共聚物层;所述屏蔽层4为由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层。该屏蔽层4不仅提高了屏蔽性能，避免产生绝缘击穿现象，而且降低了外界电磁干扰对电磁的影响。所述增强层3为绕包聚酯带。该增强层3使得电缆具有较好的延展性能和柔韧性，而且抗拉力强、不易断裂。
[0018]本发明提供的阻燃电缆，不仅具有较好的防火阻燃性能，而且耐高温，结构稳定，抗拉能力强，不易断裂，对氧、高能辐射以及有害金属老化有很好的防护作用，韧性高，制备简单，操作方便。
[0019]我们所采用耐高温层的原料组分以及重量含量如下:云母颗粒5-10份，聚氯乙烯树脂粉50-60份，聚丙乙烯酸脂30-35份，娃橡胶10-15份，抗氧剂2-4份，石蜡油5-8份，玻璃纤维10-15份，增韧剂5-8份；
另外，我们所采用防护层的原料组分以及重量份含量如下:酚醛树脂40-50份，氢氧化镁20-30份，高密度聚乙烯30-45份，三聚氰胺氰尿酸盐2-4份，气相二氧化硅5_7份，Ca/Zn复合稳定剂5-7份，硬脂酸镁2-3份，次磷酸铈5-10份，无卤膨胀型阻燃剂10-15份，三氧化二锑5-8份，硼酸锌2-3份，聚四氟乙烯10-15份，耐磨剂3-5份，增塑剂5_7份。所述增塑剂为工业白油、环烷油、石蜡油的一种或多种混合物。
[0020]选用的酚醛树脂和高密度聚乙烯，耐高温性能较好，尤其是酚醛树脂，即使在高温下也能保持其结构的整体性和稳定性。三聚氰胺氰尿酸盐和气相二氧化硅，不仅增强了阻燃作用，而且使得电缆耐热，抗弯性能较好。Ca/Zn复合稳定剂和硬脂酸镁协同作用增强防护层的稳定性，防分解氧化。次磷酸铈保持了材料的稳定性，增强了材料的防火能力。采用无卤膨胀型阻燃剂，阻燃性能较高。聚四氟乙烯具有自熄性，一旦电缆着火，可以阻止火焰扩散。耐磨剂为二硫化钼，大大增加了防护层的耐磨度。上述材料制成的防护层不仅大大增强了防火阻燃效果，而且防护层材料结构稳定，不易氧化且耐磨，使用寿命长。
[0021]实施例2:
在实施例1的基础上，我们还提供了一种制备上述阻燃电缆的制备方法，依次包括如下步骤:
(1)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包高温绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯层；
(2)在绝缘线芯层外周依次绕包屏蔽层和增强层；
(3)制备耐高温材料:先按量配备各组分材料，将配备好的云母颗粒、聚氯乙烯树脂粉、聚丙乙烯酸脂、硅橡胶、抗氧剂、玻璃纤维和增韧剂加入搅拌机中搅拌20-30分钟，同时通过喷淋装置喷淋石蜡油，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150°C，时间控制在10-30秒之间，得到耐高温材料成品，将耐高温材料成品置入140-150 0C的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐高温材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320°C，压力为15-20Mpa，从而得到耐高温层;将制得的耐高温层绕包于增强层外周；
(4)制备防护层材料:先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒;将酚醛树脂颗粒与配备好的氢氧化镁、高密度聚乙烯、三聚氰胺氰尿酸盐、气相二氧化硅、硬脂酸镁、次磷酸铈、三氧化二锑、硼酸锌和聚四氟乙烯加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入Ca/Zn复合稳定剂、耐磨剂和增塑剂，升温至90-100°C，保持釜内恒温；1-2小时后加入无卤膨胀型阻燃剂，同时加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110°C并保温，得到防护层材料珠粒，将得到的成品置入100-120°C的干燥箱内保温干燥2小时;将干燥后的防护层材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护层;将制得的防护层绕包于耐高温层外周，从而得到阻燃电缆。
[0022]本发明提供的这种阻燃电缆，不仅具有较好的防火阻燃性能，而且耐高温，抗拉，抗弯，柔韧性好，耐磨，对氧、高能辐射以及有害金属老化有很好的防护作用，制备简单，操作方便。
[0023]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种阻燃电缆，其特征在于，包括绝缘线芯组、屏蔽层、增强层、耐高温层和防护层，绝缘线芯组有多组，每组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的高温绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，增强层包裹在屏蔽层外表面，耐高温层设于增强层外表面，防护层包覆于增强层外表面;所述高温绝缘层为乙烯-四氟乙烯共聚物层； 所述耐高温层的原料组分以及重量含量如下:云母颗粒5-10份，聚氯乙烯树脂粉50-60份，聚丙乙烯酸脂30-35份，硅橡胶10-15份，抗氧剂2-4份，石蜡油5-8份，玻璃纤维10-15份，增韧剂5-8份； 所述防护层的原料组分以及重量份含量如下:酚醛树脂40-50份，氢氧化镁20-30份，高密度聚乙烯30-45份，三聚氰胺氰尿酸盐2-4份，气相二氧化硅5-7份，Ca/Zn复合稳定剂5_7份，硬脂酸镁2-3份，次磷酸铈5-10份，无卤膨胀型阻燃剂10-15份，三氧化二锑5-8份，硼酸锌2-3份，聚四氟乙烯10-15份，耐磨剂3-5份，增塑剂5-7份。2.如权利要求1所述的一种阻燃电缆，其特征在于，所述屏蔽层为由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层。3.如权利要求1所述的一种阻燃电缆，其特征在于，所述增强层为绕包聚酯带。4.如权利要求1所述的一种阻燃电缆，其特征在于，所述增塑剂为工业白油、环烷油、石蜡油的一种或多种混合物。5.一种制备权利要求1-4任意一项所述阻燃电缆的方法，其特征在于，依次包括如下步骤:(I)将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包高温绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯组； (2 )在每个绝缘线芯组外表面绕包屏蔽层，再在屏蔽层外表面包覆增强层； (3)制备耐高温材料:先按量配备各组分材料，将配备好的云母颗粒、聚氯乙烯树脂粉、聚丙乙烯酸脂、硅橡胶、抗氧剂、玻璃纤维和增韧剂加入搅拌机中搅拌20-30分钟，同时通过喷淋装置喷淋石蜡油，充分混合均匀后，将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115-150°C，时间控制在10-30秒之间，得到耐高温材料成品，将耐高温材料成品置入140-150 0C的干燥箱内保温干燥3-5小时，再将干燥后的耐高温材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280-320°C，压力为15-20Mpa，从而得到耐高温层;将制得的耐高温层绕包于增强层外周； (4)制备防护层材料:先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于5mm的酚醛树脂颗粒;将酚醛树脂颗粒与配备好的氢氧化镁、高密度聚乙烯、三聚氰胺氰尿酸盐、气相二氧化硅、硬脂酸镁、次磷酸铈、三氧化二锑、硼酸锌和聚四氟乙烯加入搅拌机搅拌30-40分钟，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入Ca/Zn复合稳定剂、耐磨剂和增塑剂，升温至90-100°C，保持釜内恒温；1-2小时后加入无卤膨胀型阻燃剂，同时加入发泡剂，密封反应釜，升温至100-110°C并保温，得到防护层材料珠粒，将得到的成品置入100-120°C的干燥箱内保温干燥2小时;将干燥后的防护层材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护层;将制得的防护层绕包于耐高温层外周，从而得到阻燃电缆。
【文档编号】H01B7/295GK105957613SQ201610496821
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】瞿庆广, 骆垠旭, 王汉元, 王炳华, 李成林
【申请人】安徽埃克森科技集团有限公司