一种无卤阻燃耐火电缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种无卤阻燃耐火电缆及其制备方法。本发明专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。本发明专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆通过在结构中引入A级不燃陶瓷化填充层和防火隔热绕包层，将陶瓷化耐火功能与防火阻燃功能有机结合起来，最终在赋予电缆优异的耐火性能的同时，使电缆的阻燃性能明显优于常规阻燃耐火电缆。

A halogen free flame retardant cable and its preparation method

The present invention provides a halogen-free flame retardant cable and a preparation method. The halogen free flame-retardant fire resistant cable provided by the invention includes copper conductors, ceramic refractory silicone rubber insulation layer, A-level nonflammable ceramic filling layer, fire proof heat insulation wrapping layer and low smoke halogen free flame retardant polyolefin sheath sequentially coated on the copper guide. The invention provides a halogen-free flame retardant cable by introducing a structure in noncombustible ceramic filling layer and a fireproof insulation wrapping layer, the ceramic fireproof function and fire retardant function organically, finally in giving cable excellent fire resistance and flame retardant properties of the cable is superior to conventional flame resistant cable.

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃耐火电缆及其制备方法
本专利技术涉及电气元件
，特别涉及一种无卤阻燃耐火电缆及其制备方法。
技术介绍
近年来的相关数据统计显示，在全国各类火灾事故中因电气引起的火灾所占比重最大，电气引发的较大以上等级的火灾事故最多。2000年～2008年，对重特大火灾的直接原因进行统计分析发现，导致重特大火灾的直接原因中最多的是电气火灾，占统计火灾总数的33％。自2008年起，由电线短路、电线电缆的老化、负荷过载及电气设备故障等电气原因，导致线缆引燃、火焰蔓延等而引起的火灾就占火灾总数的30％以上，且有逐年递增的趋势。2005年12月15日，吉林省辽源市中心医院发生特大火灾事故，造成39人遇难，直接经济损失821万元，火灾起因是该医院使用了质量不合格的电缆，导致中心医院配电室电缆沟内发生电缆短路起火引燃了可燃物。2010年1月5日，湖南省湘潭市湘潭县谭家山镇立胜煤矿井下240米处在生产过程中发生电缆起火，导致34名矿工遇难，直接经济损失2962万元；《国务院对三起特别重大事故调查处理报告作出批复》中指出该次火灾事故直接原因是立胜煤矿中间立井三道暗立井内敷设的非阻燃电缆老化破损，短路着火，引燃电缆外套塑料管，产生大量有毒有害气体，造成人员窒息伤亡。一系列的火灾案例表明，一旦引发这类火灾事故，不仅造成巨额的财产损失，还会导致重大人员伤亡，这就使得电线电缆的防火安全问题及无卤阻燃电线电缆的研发与应用变得极为重要和紧迫。为了应对严峻的电气火灾形势，我国对电线电缆燃烧性能分级判据采用了更为合理和更加严格的判定方法，颁布实施了新的强制性国家标准GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》，对电缆及光缆的防火阻燃性能提出了更高的要求。耐火电缆的性能直接关系到火灾中消防用电设备能否正常启动工作。目前国内外广泛采用的耐火电缆主要有氧化镁矿物绝缘电缆和云母带绕包耐火电缆。氧化镁矿物绝缘电缆生产成本高，工艺、设备复杂，电缆无柔性，长度受生产设备的限制，因而接头多敷设工序复杂，且氧化镁极易与空气中的水发生化学反应，生成导电的氢氧化镁，易导致电缆的供电能力下降。云母带绕包耐火电缆尽管有柔性，但需要多层绕包云母带，生产速度慢且增加了设备和工序，受云母带自身质量不稳定的影响，电缆的耐火性能也不够稳定，而且着火后云母带绝缘层中有机胶变为碳化层，遇水导电，若线缆铺设施工中多次弯折会导致云母片层从云母带胶粘基层上脱落而使得绝缘层破坏，电缆的供电能力受损，甚至会短路断电。因此开发抗火性能优异，加工性能好的耐火绝缘材料及耐火电缆已成为消防科技、社会发展的必然趋势。硅橡胶的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军工技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩展到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等领域。澳大利亚于2004年成功研制出陶瓷化耐火硅橡胶电缆，并得到了商业运用。陶瓷化耐火硅橡胶用于电缆绝缘层或者护套层时，均具有良好的拉伸强度、较高的柔性和断裂伸长率、较好的耐火性能及绝缘性能，然而陶瓷化耐火硅橡胶的瓷化性能和阻燃性能存在矛盾，即常规无卤阻燃剂加入后，都会导致产品瓷化性能降低而失去耐火性能，这就导致电缆的陶瓷化耐火功能与阻燃性能发生冲突。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃耐火电缆及其制备方法。本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆不仅具有优异的陶瓷化耐火功能，且防火阻燃性能达到了最高的燃烧性能等级(A级)，解决了电缆用陶瓷化材料阻燃与耐火相矛盾的问题。本专利技术提供了一种无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。优选的，所述A级不燃陶瓷化填充层包括以下质量份的组分：瓷化粉100份，胶黏剂60～150份和纳米增强助剂1～50份。优选的，所述瓷化粉包括高岭土、滑石粉、云母粉、碳酸锶、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、硅酸锆、硅酸钡、硫酸钡、氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化镁和氧化锌中的一种或多种。优选的，所述胶黏剂包括氯氧镁水泥基胶黏剂、复合磷硅酸盐无机胶黏剂、锂水玻璃、钠水玻璃和钾水玻璃中的一种或多种。优选的，所述纳米增强助剂包括纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、碳纳米管、纳米层状双氢氧化物、纳米磷酸锆、聚倍半硅氧烷和氧化石墨烯中的一种或多种。优选的，所述A级不燃陶瓷化填充层的厚度为高于绝缘层外表面1～10mm。优选的，所述防火隔热绕包层包括纳米气凝胶毡、玻璃纤维布复合陶瓷纤维毡、玄武岩纤维毡和玻璃纤维布中的一种。优选的，当所述防火隔热绕包层为玻璃纤维布时，所述玻璃纤维布的层数为两层以上。优选的，所述防火隔热绕包层的厚度为1～5mm。本专利技术提供了一种上述技术方案所述无卤阻燃耐火电缆的制备方法，包括以下步骤：(1)在铜导体表面挤出陶瓷化耐火硅橡胶绝缘材料，形成包覆于铜导体表面的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层；(2)在所述步骤(1)中的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层外表面挤出A级不燃陶瓷化填充材料，形成包覆于陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层表面的A级不燃陶瓷化填充层；(3)在所述步骤(2)中的A级不燃陶瓷化填充层表面绕包防火隔热绕包层；(4)在所述步骤(3)中的防火隔热绕包层表面挤出低烟无卤阻燃聚烯烃材料，得到无卤阻燃耐火电缆。本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆通过在结构中引入A级不燃陶瓷化填充层和防火隔热绕包层，将陶瓷化耐火功能与防火阻燃功能有机结合起来，最终在赋予电缆优异的耐火性能的同时，使电缆的阻燃性能明显优于常规阻燃耐火电缆。实验结果表明，本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆线路完整性按照GB/T19216.21-2003《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验第21部分试验步骤和要求-额定电压0.6/1.0kV及以下电缆》检测，符合标准规定要求；电缆阻燃性能按照GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》检测，燃烧性能等级为B1级。附图说明图1为本专利技术实施例1中无卤阻燃耐火电缆的结构示意图；其中，1为铜导体，2为陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层，3为A级不燃陶瓷化填充层，4为防火隔热绕包层，5为低烟无卤阻燃聚烯烃护套。具体实施方式本专利技术提供了一种无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆包括铜导体。本专利技术对所述铜导体的直径和数量没有特殊的限定，根据电缆规格进行选择即可。在本专利技术中，所述单根无卤阻燃耐火电缆中铜导体的数量优选为1～3根。在本专利技术中，当所述铜导体的数量为多根时，所述铜导体优选并列设置于所述无卤阻燃耐火电缆中。本专利技术对所述铜导体的材质及来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售电缆用铜导体即可。本专利技术提供的无卤阻燃耐火电缆包括包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层。本专利技术对所述陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层的厚度没有特殊的限定，根据电缆规格进行选择即可。在本专利技术中，当所述无卤阻燃耐火电缆中铜导体的数量为多根时，优选在每根铜导体的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃耐火电缆，包括铜导体以及依次包覆于所述铜导体外的陶瓷化耐火硅橡胶绝缘层、A级不燃陶瓷化填充层、防火隔热绕包层和低烟无卤阻燃聚烯烃护套。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃耐火电缆，其特征在于，所述A级不燃陶瓷化填充层包括以下质量份的组分：瓷化粉100份，胶黏剂60～150份和纳米增强助剂1～50份。3.根据权利要求2所述的无卤阻燃耐火电缆，其特征在于，所述瓷化粉包括高岭土、滑石粉、云母粉、碳酸锶、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、硅酸锆、硅酸钡、硫酸钡、氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化镁和氧化锌中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的无卤阻燃耐火电缆，其特征在于，所述胶黏剂包括氯氧镁水泥基胶黏剂、复合磷硅酸盐无机胶黏剂、锂水玻璃、钠水玻璃和钾水玻璃中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的无卤阻燃耐火电缆，其特征在于，所述纳米增强助剂包括纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、碳纳米管、纳米层状双氢氧化物、纳米磷酸锆、聚倍半硅氧烷和氧化石墨烯中的一种或多种。6.根据权利要求1～5任意一项所述的无卤阻燃耐火电缆，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛欣国，刘微，尹朝露，李平立，张秉浩，黄浩，
申请(专利权)人：公安部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51