耐火线缆制造技术

本发明专利技术涉及一种耐火线缆及其制造方法，该耐火线缆包含至少一个由胶凝材料和至少一种淀粉制成的电绝缘复合层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐火线缆本专利技术涉及一种耐火电缆和/或光缆以及制造耐火电缆和/或光缆的方法，所述耐火线缆和/或光缆包括基于至少一种胶凝材料和至少一种淀粉的至少一种电绝缘复合层。这些线缆通常(但不是唯一地)应用于用于电力传输和/或数据传输的电缆和/或光缆，特别是应用于耐火电气和/或光学安全线缆，特别是无卤的、能够在着火条件下工作给定的时间，而不会使火焰蔓延或产生大量的烟雾的线缆。这些安全线缆尤其是中压电力传输线缆(特别是6kV至45-60kV)或低频传输线缆(例如控制线缆或信号线缆)。电力和/或电信线缆是用于传输电能和/或用于数据传输的线缆。通常，其包括一个或多个被绝缘的导电元件，或换句话说，一个或多个细长的由至少一个电绝缘层包围的(电和/或光)导体。电绝缘层通常可以是与电导体和/或光导体物理接触的电绝缘聚合物层。所述被绝缘的导电元件围绕有外部保护鞘，其用于为所述一个或多个被绝缘的导电元件提供机械保护。在某些线缆设计中，只有单独一层提供电绝缘和保护鞘两种功能。通常用于形成电绝缘层和/或所述保护鞘的材料是基于聚合物(例如基于硅氧烷聚合物)和各种添加剂(特别是增强填料，如二氧化硅，和旨在提高其耐火性的耐火(或阻燃)填料)的复合材料。WO2011/000692A1特别描述了具有阻燃性能的聚合物组合物，其包含共聚酯弹性体，0-30重量％的一种或多种其他聚合物，1-15重量％的含卤阻燃剂(例如1,2-双(五溴苯基)乙烷)和0-15重量％的无卤阻燃剂(例如Sb2O3)。该组合物还可以包含填料，如玉米淀粉粉末。该聚合物组合物可以用作电缆中的保护层。尽管存在这样的填料，但这些电绝缘层的耐火性仍然不能完全令人满意。为了制造耐火线缆，特别是专利申请EP2760030A1已经提出这样的方案，其涉及用电绝缘层覆盖所述线缆，该电绝缘层包含多个叠加的含有云母和玻璃纤维的绝缘带，以及与每个所述绝缘带接触的聚合物粘合剂(例如，聚有机硅氧烷)。然而，制造所述电绝缘层的成本很高(例如制备时间非常长)，并且所述层非常庞大。诸如石头、砖头、水泥、铅、钢、混凝土、石棉、陶瓷、地质聚合物等其他材料具有耐火性能。水泥是一种粉状矿物材料，其与水或盐溶液形成水泥粘合剂糊剂，该糊剂在其硬化时能够团聚各种物质。通过铝酸钙和硅酸钙的简单水合作用进行硬化，水泥粘合剂糊剂在硬化后保持其强度和稳定性。这种水泥粘合剂糊剂也被称为胶凝材料。根据标准EN-197-1-2000，将水泥分为五个主要类别：波特兰水泥(CEMI)、波特兰复合水泥(CEMII)、高炉水泥(CEMIII)、火山灰水泥(CEMIV)和复合水泥或渣灰水泥(CEMV)。白水泥是不含金属氧化物的波特兰水泥。通常通过煅烧二氧化硅、氧化铝、石灰石的碳酸盐和任选的金属氧化物(如氧化铁)的混合物来获得人造水泥。地质聚合物被认为是可替代上述胶凝材料的替代粘合剂。地质聚合物本质上是通过地质聚合反应(即缩聚反应)产生的无机化合物或由氧化硅(-Si-O-Si-O-)、硅-铝酸盐(-Si-O-Al-O-)、铁-硅-酸铝盐(-Fe-O-Si-O-Al-O-)或铝-磷酸盐(-Al-O-P-O-)型单元构成的化合物的混合物。取决于所需的应用类型，地质聚合物可单独使用或与有机聚合物、矿物、金属或有机纤维(例如玻璃纤维、陶瓷纤维等)，碳、石墨等混合使用。地质聚合物(地质聚合物水泥)通常能够在环境温度下聚合和硬化。也可以通过对地质聚合物进行热处理来加速其聚合速率，由此加速地质聚合物的硬化。最常见的地质聚合物是那些基于铝硅酸盐的物质，该铝硅酸盐由术语“聚(硅铝盐)”[或“聚(硅-氧-铝酸盐)”或(-Si-O-Al-O-)n，其中n表示聚合度]。这些硅铝酸盐地质聚合物由至少一种硅铝酸盐、碱金属反应物(例如，硅酸钠或硅酸钾)和水的混合物形成的低聚(铝硅盐)型低聚物的缩聚产生。根据Si/Al原子比的函数将基于铝硅酸盐的地质聚合物分为三类(该函数可以等于1、2或3)。它们之间的区别如下：聚(硅铝盐)对应于式Mn(-Si-O-Al-O-)n或(M)-PS，聚(铝硅酸盐-硅氧)对应于式Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-)n或(M)-PPS和聚(铝硅酸盐-二硅氧)对应于Mn(-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O)n或(M)-PSDS，其中M表示至少一种碱金属或碱土金属阳离子，如K、Na、Li、Cs或Ca，n表示聚合度。地质聚合物水泥用于很多应用中：土木工程和建筑领域的新材料设计、雕塑创作、阻燃隔断和耐火门的制造，以及最近作为飞机上“黑盒子”的结构。举例来说，专利申请US6831118描述了一种由复合泡沫制成的柔性耐火板，该复合泡沫包括由塑料材料基质(例如，柔性弹性聚氨酯)和无机填充材料(例如，地质聚合物颗粒)制备的基质。该板可用于墙壁开口以及线缆导管的防火保护。该板特别是通过塑料注塑成形或组合物的热成形来制备，该组合物包含由塑料材料(例如多元醇和多异氰酸酯)制成的基质前体、无机填充材料(例如珍珠岩)和发泡剂(铝粉)。然而，特别是在柔性、粘附和热保护方面，上述解决方案不适合用作电和/或数据传输线缆中的电绝缘耐火层，特别是在着火过程中。此外，它们不一定与保持电力和/或数据传输线缆的其他组成部分(电和/或光导元件、其他电绝缘层、屏幕等)的良好机械和介电性质兼容。本专利技术的目的是通过提出以下电力和/或电信线缆从而克服现有技术的缺点：该电力和/或电信线缆具有良好耐火性，同时保证良好的机械性能(特别是柔性)和有利的成本价格。本专利技术的另一个目的是提供一种制造耐火线缆的方法，该方法简单、经济、易于实施，并且使得可以获得这样的线缆，其防止火焰蔓延，阻止着火以便尽可能长的时间工作并且在极热条件(如着火)下限制其降解，同时保证良好的机械性能，特别是柔性。本专利技术的第一个主题是一种电力和/或电信线缆，其包括至少一个细长导电元件和围绕所述细长导电元件的至少一个电绝缘复合层，其特征在于所述电绝缘复合层包含至少一种淀粉、至少一种淀粉用增塑剂和至少一种胶凝材料。由于电绝缘复合层的存在，本专利技术的线缆具有良好的耐火性，同时具有良好的机械性能。特别地，电绝缘复合层具有足够的柔性以使得能够操纵线缆(例如卷起、折叠、扭转)而不会导致对所述层的任何禁止的不利影响，这将导致降低其结合力和耐火性。此外，电绝缘复合层从环境温度到线缆的充电操作温度(即在电压下)保持完整，并且当该层暴露于大于或等于1000℃的温度持续可能延长达120分钟的一段时间(特别是在着火期间达到该时间)时，电绝缘复合层具有形成多孔结构的优点。这种多孔刚性结构含有空气，其本质上是优异的绝热体。本专利技术线缆的电绝缘复合层是有机/无机混合层，其特别由单一均质有机/无机相组成。在本专利技术中，表述“胶凝材料”是指在没有烧结步骤的情况下，从至少一个硬化或固化步骤，特别是通过水合或通过缩聚获得的固体无机材料。因此，本专利技术的胶凝材料不同于陶瓷。实际上，陶瓷与胶凝材料的区别在于，陶瓷是由至少一个烧结步骤(在热效应下使粉末致密化)获得的。本专利技术的胶凝材料优选包含：-硅(Si)，-铝(Al)或镁(Mg)，-氧(O)，和-选自钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)和钙(Ca)中的至少一种元素。铝(Al)是优选的。根据本专利技术的特别优选的实施方案，胶凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力和/或电信线缆，包括至少一个细长导电元件和至少一个围绕所述细长导电元件的电绝缘复合层，其特征在于，所述电绝缘复合层包含至少一种淀粉、至少一种淀粉用增塑剂和至少一种胶凝材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.11 FR 15622101.一种电力和/或电信线缆，包括至少一个细长导电元件和至少一个围绕所述细长导电元件的电绝缘复合层，其特征在于，所述电绝缘复合层包含至少一种淀粉、至少一种淀粉用增塑剂和至少一种胶凝材料。2.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于，所述胶凝材料包含硅(Si)、铝(Al)或镁(Mg)、氧(O)和选自钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、铯(Cs)和钙(Ca)中的至少一种元素。3.根据权利要求1或2所述的线缆，其特征在于，所述胶凝材料是地质聚合物水泥或来自由常规无水水泥和水组成的混合物或来自由硅酸镁、碱金属硅酸盐、碱性碱和水组成的混合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，所述电绝缘复合层的厚度在0.5mm到5mm的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，相对于所述电绝缘复合层的总重量，所述胶凝材料占10重量％至50重量％。6.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，所述淀粉是天然淀粉或改性淀粉。7.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，所述淀粉用增塑剂是金属硬脂酸盐、聚乙二醇、乙二醇、多元醇、蔗糖、含有酰胺基团的增塑剂、基于改性多糖的任意类型的增塑剂或者它们的混合物。8.根据前述权利要求中任一项所述的线缆，其特征在于，相对于所述电绝缘复合层的总重量，所述淀粉和所述淀粉用增塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂埃里·奥夫雷，弗兰克·吉帕兹，科琳娜·普拉尔，
申请(专利权)人：耐克森公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR