一种低烟无卤耐750℃电缆制造技术

本发明专利技术提供一种低烟无卤耐750℃电缆，由外至内依次包括低烟无卤阻燃聚烯烃层、无纺布带、玻纤带、绝缘填充层、多个缆芯单元；所述低烟无卤阻燃聚烯烃层的制备方法，包括以下步骤：将按重量份计的巴斯夫阻燃剂、1,3,5‑三嗪、季戊四醇、受阻酚抗氧剂搅拌混合；向得到的混合物中植物纤维素和磁铁矿纳米颗粒，再次进行充分搅拌；向得到的混合物中加入重量份为的聚烯烃、成炭剂，使用双螺杆挤出机进行搅拌挤出，得到所述低烟无卤阻燃聚烯烃层。本发明专利技术提供的低烟无卤耐750℃电缆具有良好的阻燃性能、耐腐蚀性能和机械性能，减少释放有毒有害气体；加入植物纤维素和磁铁矿纳米颗粒制备聚烯烃层，可以改善电缆的机械性能、抗菌活性、弹性和抗压性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低烟无卤耐750℃电缆
本专利技术属于电缆
，具体涉及一种低烟无卤耐750℃电缆。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，能源和信息是不可缺少的资源，而无论是电能还是信息的传输，都离不开电缆，但不安全的电缆也是传播火灾的重要途径之一。据不完全统计，火灾中因电缆引起的事故占35％左右，死亡的人员约有三分之一是因为吸入电缆燃烧时释放的有毒气体而窒息死亡。因而阻止电缆燃烧，防止释放出有毒有害的腐蚀性气体和浓烟已是电缆行业必须面对的问题。传统的阻燃电缆的保护层材料的选择主要是使用阻燃聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯等含卤素材料来防止火灾的蔓延。然而这些阻燃电缆属于易燃材料，同时材料在燃烧中会释放出大量的有毒有害烟物和腐蚀性的气体，气体的透光差始火灾现场逃生和救援工作制造了很多困难，而且毒性气体容易使人窒息，严重危及人的生命财产安全。以往为了达到防火阻燃的目的，需要向聚乙烯中加入高量的氢氧化钠或氢氧化镁，或者添加传统的高效阻燃剂。添加高含量的碱会对聚烯烃的机械、物理和流变性能以及加工能力产生负面影响，在制作过程中采用的阻燃层是采用氢氧化镁和胶水混合形成矿物泥，属于半导电结构，在绝缘稍微有点损伤或偏薄的地方就会出现绝缘单相对矿物泥发生击穿，目前也仅靠增加绝缘厚度也不是解决问题的根本方法；在制备过程中矿物泥挤出过程中由于矿物泥较软，并且有时挤出过程中也不是很稳定造成缆芯外径不均匀，导致成品外径也不均匀，并且对配模的选择也会造成影响，不仅影响开车的材料用量，还影响电缆的外观质量；采用矿物泥作为阻燃层，在长时间后内部会有水析出，对电缆的质量及使用寿命会造成一定程度的影响。传统的高效阻燃剂中，一般含有卤素，尤其是溴，具有较高的阻燃效率，当此类阻燃剂与三氧化二锑复配后对高分子材料具有良好的阻燃效果。但是此类阻燃剂在燃烧或加工时会释放出大量卤化氢和烟雾，造成环境的二次污染，逐渐遭到禁用。中国专利201610171783.9公开了一种氢氧化镁阻燃剂及电缆用阻燃聚合物，一种高阻燃EVA树脂电缆材料，其原料包括EVA树脂、ABS树脂、PVC、氯化聚乙烯、过氧化二异丙苯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、改性氢氧化镁、硬脂酸钠、多磷酸酯、低密度聚乙烯、液体石蜡、苯乙烯、木粉、红磷、有机硅、阻燃剂、相溶剂和抗氧剂。该专利技术的电缆材料通过添加改性氢氧化镁对EVA树脂进行混合改性，进而提高了电缆的阻燃性能。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷，提供一种有效减少电缆在火灾过程中释放的有毒有害气体、阻燃性能好、耐腐蚀性能优良且机械性能优良的低烟无卤耐750℃电缆。本专利技术提供如下技术方案：一种低烟无卤耐750℃电缆，由外至内依次包括低烟无卤阻燃聚烯烃层、无纺布带、玻纤带、绝缘填充层、多个缆芯单元；所述缆芯单元由外至内依次包括陶瓷聚烯烃绝缘层、云母带绝缘层、苯二胺改性氧化石墨烯层和导体。所述陶瓷聚烯烃绝缘层的制备方法包括以下步骤：1)将按重量份计30份～40份的聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物和50份～60份的低密度聚乙烯为基体树脂搅拌混合，然后加入5份～8份的相容剂、2份～3份的POE增韧剂、1份～2份的瓷化粉、2份～3份的受阻酚抗氧剂和3份～5份润滑剂于130℃～170℃的开炼机上进行塑化，得到陶瓷化聚烯烃；2)将所述步骤1)得到的陶瓷化聚烯烃在170℃～175℃的硫化压床上模压10min～20min，得到陶瓷化聚烯烃层。作为上述技术方案的进一步改进；所述低烟无卤阻燃聚烯烃层的制备方法，包括以下步骤：1)将按重量份计的5份～10份巴斯夫阻燃剂、30份～35份1,3,5-三嗪、10份～14份季戊四醇、15份～20份受阻酚抗氧剂搅拌混合；2)向所述步骤1)得到的混合物中加入重量份为5份～15份的植物纤维素、10份～20份的磁铁矿纳米颗粒，再次进行充分搅拌；3)向所述步骤2)得到的混合物中加入重量份为40份～50份的聚烯烃、5份～35份的成炭剂，使用双螺杆挤出机进行搅拌挤出，得到所述低烟无卤阻燃聚烯烃层。进一步地，所述苯二胺改性氧化石墨烯层的制备方法，包括以下步骤：1)将0.2g～0.5g氧化石墨烯溶于200ml～500ml蒸馏水中，采用磁力搅拌充分搅匀，得到氧化石墨烯溶液；2)将2g～5g对苯二胺加入至200ml～500mlN，N-二甲基甲酰胺溶液中，采用磁力搅拌充分搅匀，得到对苯二胺胶体溶液；3)将所述步骤1)得到的氧化石墨烯溶液与所述步骤2)得到的对苯二胺胶体溶液混合，采用80℃～100℃油浴在氮气无氧环境下回流加热12h～15h；4)将所述步骤3)得到的混合物过滤，采用丙酮溶液清洗2次～3次，得到对苯二胺改性氧化石墨烯纳米颗粒；5)将所述步骤4)得到的对苯二胺改性氧化石墨烯纳米颗粒投入至双螺杆挤出机进行搅拌挤出，得到所述苯二胺改性氧化石墨烯层。进一步地，所述成炭剂为三嗪成炭剂与酸源成炭剂的组合，三嗪成炭剂与酸源成炭剂的重量份比例为(1:1.5)～(1:3)。进一步地，所述酸源成炭剂为多聚磷酸铵。进一步地，所述三嗪成炭剂为乙二胺代三嗪成炭剂。进一步地，所述云母带绝缘层由两层云母带重叠绕包搭盖形成。进一步地，所述陶瓷聚烯烃绝缘层的制备方法包括以下步骤：进一步地，玻纤带对绝缘填充层的搭盖率为10％～15％。进一步地，所述绝缘填充层为无机绳或玻纤绳。进一步地，所述植物纤维素为剑麻纤维素、亚麻纤维素或玉米纤维素中的一种或几种。磁铁矿纳米颗粒为Fe3O4、Fe2O3或FeO中的一种或几种。本专利技术的有益效果为：1)结构上通过无纺布带和玻纤带增加了绝缘填充层和低烟无卤阻燃聚烯烃层的距离，进一步保证了火焰燃烧时温度蔓延到核心缆芯单元的速度，提高了阻燃效率；采用绝缘填充层能够保证在发生火灾、火焰燃烧时不助燃，适应耐火电缆的结构要求。每个缆芯单元所采用的陶瓷聚烯烃绝缘层在受到火焰高温时会结壳，不会像交联聚乙烯一样燃烧，结壳后依然还可以起到绝缘效果，在导体和陶瓷聚烯烃绝缘层之间通过添加云母带绝缘层、苯二胺改性氧化石墨烯层进一步提高了每个缆芯单元的耐火性能和耐腐蚀性能，保证了电缆内电流的正常传输，不会内部由于腐蚀后，缆芯单元之间的导体接触，导致短路造成的火灾或电路故障。2)在电缆的低烟无卤阻燃聚烯烃层制备过程中加入植物纤维素和磁铁矿纳米颗粒，可以有效改善低烟无卤耐750℃电缆的机械性能和抗菌活性，有效提高电缆的弹性和抗压性能，不易脆裂折断，有效抵抗外界雨水、微生物的腐蚀。同时，在制备低烟无卤阻燃聚烯烃层的过程中加入了不同种类的阻燃剂进行混合，增强了聚烯烃层的阻燃性能，加入的受阻酚抗氧剂能够增强聚烯烃层的抵抗外界紫外线氧化、高温氧化和氧化性气体氧化所导致的电缆易变质变软的缺陷，进而延长了电缆的使用寿命，提高了电缆防护在使用过程中漏电发生短路的问题的性能。3)在低烟无卤聚烯烃层制备过程中采用三嗪类成炭剂和酸源成炭剂共同使用，有效避免了单一成分的成炭剂水溶性大、容易迁移导致的热稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低烟无卤耐750℃电缆，其特征在于，由外至内依次包括低烟无卤阻燃聚烯烃层(1)、无纺布带(2)、玻纤带(3)、绝缘填充层(4)、多个缆芯单元(5)；所述缆芯单元(5)由外至内依次包括陶瓷聚烯烃绝缘层(5-1)、云母带绝缘层(5-2)、苯二胺改性氧化石墨烯层(5-3)和导体(5-4)；/n所述陶瓷聚烯烃绝缘层的制备方法包括以下步骤：/n1)将按重量份计30份～40份的聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物和50份～60份的低密度聚乙烯为基体树脂搅拌混合，然后加入5份～8份的相容剂、2份～3份的POE增韧剂、1份～2份的瓷化粉、2份～3份的受阻酚抗氧剂和3份～5份润滑剂于130℃～170℃的开炼机上进行塑化，得到陶瓷化聚烯烃；/n2)将所述步骤1)得到的陶瓷化聚烯烃在170℃～175℃的硫化压床上模压10min～20min，得到陶瓷化聚烯烃层。/n

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤耐750℃电缆，其特征在于，由外至内依次包括低烟无卤阻燃聚烯烃层(1)、无纺布带(2)、玻纤带(3)、绝缘填充层(4)、多个缆芯单元(5)；所述缆芯单元(5)由外至内依次包括陶瓷聚烯烃绝缘层(5-1)、云母带绝缘层(5-2)、苯二胺改性氧化石墨烯层(5-3)和导体(5-4)；
所述陶瓷聚烯烃绝缘层的制备方法包括以下步骤：
1)将按重量份计30份～40份的聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物和50份～60份的低密度聚乙烯为基体树脂搅拌混合，然后加入5份～8份的相容剂、2份～3份的POE增韧剂、1份～2份的瓷化粉、2份～3份的受阻酚抗氧剂和3份～5份润滑剂于130℃～170℃的开炼机上进行塑化，得到陶瓷化聚烯烃；
2)将所述步骤1)得到的陶瓷化聚烯烃在170℃～175℃的硫化压床上模压10min～20min，得到陶瓷化聚烯烃层。


2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤耐750℃电缆，其特征在于，所述低烟无卤阻燃聚烯烃层的制备方法，包括以下步骤：
1)将按重量份计的5份～10份巴斯夫阻燃剂、30份～35份1,3,5-三嗪、10份～14份季戊四醇、15份～20份受阻酚抗氧剂搅拌混合；
2)向所述步骤1)得到的混合物中加入重量份为5份～15份的植物纤维素、10份～20份的磁铁矿纳米颗粒，再次进行充分搅拌；
3)向所述步骤2)得到的混合物中加入重量份为40份～50份的聚烯烃、5份～35份的成炭剂，使用双螺杆挤出机进行搅拌挤出，得到所述低烟无卤阻燃聚烯烃层。


3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤耐750℃电缆，其特征在于，所述苯二胺改性氧化石墨烯层(5-3)的制备方法，包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：聂磊，李华斌，谢刚，陈彦，
申请(专利权)人：湖南华菱线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43