一种低烟无卤的阻燃电缆及其制备方法技术

本申请涉及电缆领域，具体公开了一种低烟无卤的阻燃电缆及其制备方法。该阻燃电缆包括芯层与护套，护套由以下原料制成：聚乙烯、蒙脱石、分散剂、抗氧剂与阻燃剂，其中阻燃剂包括微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石，且微胶囊化红磷在制备过程中，依次进行无机包覆与有机包覆，使其具有较好的稳定性与阻燃性。该阻燃电缆的制备方法为：先制备芯层，后将护套的各原料混合热炼并挤出，使护套包裹在芯层外侧，形成阻燃电缆。本申请的阻燃电缆，具有较好的阻燃效果，且在燃烧时，烟雾产生较少，另外由于阻燃剂不含有卤素，所以对环境影响较小，较为绿色环保。色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种低烟无卤的阻燃电缆及其制备方法


[0001]本申请涉及电缆领域，更具体地说，它涉及一种低烟无卤的阻燃电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]电缆是一种将电力或信息从一处传输到另一处的导线，用于连接电路、电器等。其中，电缆可以分为电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等，电缆的应用较为广泛。
[0003]由于电缆一般铺设于建筑物内较隐蔽的地方，一旦由于老化短路或过载等原因起火，初期难以察觉，待发现时已浓烟滚滚。而且电缆会连接同一楼层的各个房间或单元，在不同楼层之间电线电缆一般布线于空井、通廊管道，一旦其不具备阻燃性能，可能将火焰蔓延至同一楼层各个单元或不同楼层间，同时由于楼层间空井内电线密集，由于空井的“烟囱效应”，火焰会蔓延更加迅速，范围也将更快的扩大。据统计，在火灾发生时，90％的死亡原因是由于燃烧时所产生的强烈的甚至有毒的烟雾所导致的窒息昏迷使人失去逃生的机会。
[0004]卤素经常作为阻燃剂，应用于电缆中。在日常情况下，一些挥发性的有机卤素化合物会被人体吸收并在人体累积对人的健康产生不良影响，卤素化合物生物降解率很低，易在生态系统中产生积累，对环境造成污染，并且经过食物链进入人体，对人体造成影响。除此之外，在对废弃物进行燃烧处置或发生火灾时，含卤材料在不完全燃烧时会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，从而妨碍救火和人员疏散。
[0005]所以目前亟需一种低烟无卤的阻燃电缆，其具有较好的阻燃性，且不含有卤素阻燃剂。

技术实现思路

[0006]为了使目前的电缆在不添加卤素阻燃剂的情况下，具有较好的阻燃性，本申请提供一种低烟无卤的阻燃电缆及其制备方法。
[0007]第一方面，本申请提供一种低烟无卤的阻燃电缆，采用如下的技术方案：一种低烟无卤的阻燃电缆，包括芯层与护套，护套包覆在芯层表面，护套由包含以下重量份的原料制成：60-70份聚乙烯；20-30份蒙脱石；2-8份分散剂；1-4份抗氧剂；0.5-1.5份阻燃剂；其中，阻燃剂包括微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石，微胶囊化红磷由下述方法制得：步骤一：将红磷置于水中，搅拌的同时加入碳酸氢钠溶液，使混合溶液为中性，干燥后
得到预处理后的红磷；步骤二：将步骤一得到的预处理后的红磷加入硫酸锌与硫酸钙混合溶液中，其中硫酸锌与硫酸钙的重量比为1：(1-2)；向混合溶液中加入氢氧化钠溶液，使其pH值为8-9，干燥后得到无机包裹红磷；步骤三：将步骤二得到的无机包裹红磷浸泡在水中1-2d后，向浸有红磷的水中加入月桂醇硫酸钠，搅拌5-10min后，加入尿素饱和溶液，且尿素的重量为红磷重量的2-5％，继续搅拌5-10min，后滴加甲醛溶液，甲醛的重量为红磷重量的1-3％，滴加完毕后，加入二乙醇胺调节pH值至8-10，继续搅拌1-2h后，加入磷酸调节pH，使pH值为6-7，分离、洗涤后烘干，得到所述微胶囊化红磷。
[0008]通过采用上述技术方案，护套主要由聚乙烯构成主体，其具有较好的力学性质，而且价廉易得。分散剂可以便于使蒙脱石、抗氧剂与阻燃剂均匀分散在护套中，使护套各处较为均匀，性能较为稳定。微胶囊化红磷，通过在制备过程中，对红磷进行无机包裹与有机包裹，使其便于分散在电缆护套中，除此之外，还可以使其与阻燃剂中的三氧化二铝协同，提高电缆的阻燃效果。水滑石的加入可以协同蒙脱石降低烟尘，使电缆低烟。在制备微胶囊化红磷时，调节pH值后，将硫酸锌与硫酸钙包裹在红磷表面形成一层无机包覆层，可以提高红磷的稳定性，但是由于一层无机包覆层较为松散，所以进行第二层的有机包覆，将其使用尿素、月桂酸与甲醛进行包覆，使其表面形成脲醛树脂有机包覆层，而且该有机包覆层较易分散在护套中，可以有效提高护套的阻燃效果，而且在燃烧时烟雾产生较少，实现了低烟无卤。除此之外，有机包覆层较易分散在水滑石的层级结构中，使电缆的力学性质有所提高。
[0009]优选的，所述微胶囊化红磷由下述方法制得：步骤一：将红磷置于水中，搅拌的同时加入碳酸氢钠溶液，使混合溶液为中性，干燥后得到预处理后的红磷；步骤二：将步骤一得到的预处理后的红磷加入硫酸锌与硫酸钙混合溶液中，其中硫酸锌与硫酸钙的重量比为1：1.5；向混合溶液中加入氢氧化钠溶液，使其pH值为8.5，干燥后得到无机包裹红磷；步骤三：将步骤二得到的无机包裹红磷浸泡在水中1.5d后，向浸有红磷的水中加入月桂醇硫酸钠，搅拌8min后，加入尿素饱和溶液，且尿素的重量为红磷重量的3.5％，继续搅拌8min，后滴加甲醛溶液，甲醛的重量为红磷重量的2.5％，滴加完毕后，加入二乙醇胺调节pH值至9，继续搅拌1.5h后，加入磷酸调节pH，使pH值为6.5，分离、洗涤后烘干，得到所述微胶囊化红磷。
[0010]通过采用上述技术方案，当采用上述方法制得微胶囊化红磷时，所制得的微胶囊化红磷的阻燃效果较好，且较易与电缆中的其余组分较好地协同，使电缆具有较好阻燃性能的同时，提高电缆的力学性质。
[0011]优选的，所述微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石的重量比范围是1：(0.5-1.5)：(2-4)。
[0012]通过采用上述技术方案，当微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石的重量比范围是1：(0.5-1.5)：(2-4)时，所制得的电缆具有较好的阻燃低烟效果。
[0013]优选的，所述微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石的重量比范围是1：1：3。
[0014]通过采用上述技术方案，当微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石的重量比范围是
1：1：3时，所制得的电缆具有较好的阻燃低烟效果。
[0015]优选的，所述水滑石为改性水滑石,其由下述方法制得：将水滑石粉加入其3-5倍体积的水中，形成浆液，向其中加入硬脂酸钠，硬脂酸钠的重量为水滑石粉的重量的5-10％，升高温度至70-80℃，搅拌1-2h，冷却至室温，后向浆液中加入可膨胀石墨，其中可膨胀石墨的重量为水滑石粉的重量的50-60％，搅拌1-2h，加入重量为水滑石粉的2-5％的硬脂酸钠，加热至80-90℃，搅拌1-2h，冷却至室温后分离干燥，得到改性水滑石。
[0016]通过采用上述技术方案，利用可膨胀石墨对水滑石进行改性，通过第一次加入硬脂酸钠使水滑石易于可膨胀石墨结合，而第二次加入硬脂酸钠可以便于改性水滑石分散在电缆护套中。通过使用可膨胀石墨对水滑石改性，可以提高阻燃剂的耐高温能力，而且可膨胀石墨具有部分吸附烟气的作用，结合水滑石的层结构，可以降低烟气。
[0017]优选的，所述改性水滑石由下述方法制得：将水滑石粉加入其4倍体积的水中，形成浆液，向其中加入硬脂酸钠，硬脂酸钠的重量为水滑石粉的重量的8.5％，升高温度至75℃，搅拌1.5h，冷却至室温，后向浆液中加入可膨胀石墨，其中可膨胀石墨的重量为水滑石粉的重量的55％，搅拌1.5h，加入重量为水滑石粉的3.5％的硬脂酸钠，加热至85℃，搅拌1.5h，冷却至室温后分离干燥，得到改性水滑石。
[0018]通过采用上述技术方案，当采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤的阻燃电缆，其特征在于，包括芯层与护套，护套包覆在芯层表面，护套由包含以下重量份的原料制成：60-70份 聚乙烯；20-30份 蒙脱石；2-8份 分散剂；1-4份 抗氧剂；0.5-1.5份阻燃剂；其中，阻燃剂包括微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石，微胶囊化红磷由下述方法制得：步骤一：将红磷置于水中，搅拌的同时加入碳酸氢钠溶液，使混合溶液为中性，干燥后得到预处理后的红磷；步骤二：将步骤一得到的预处理后的红磷加入硫酸锌与硫酸钙混合溶液中，其中硫酸锌与硫酸钙的重量比为1：（1-2）；向混合溶液中加入氢氧化钠溶液，使其pH值为8-9，干燥后得到无机包裹红磷；步骤三：将步骤二得到的无机包裹红磷浸泡在水中1-2d后，向浸有红磷的水中加入月桂醇硫酸钠，搅拌5-10min后，加入尿素饱和溶液，且尿素的重量为红磷重量的2-5%，继续搅拌5-10min，后滴加甲醛溶液，甲醛的重量为红磷重量的1-3%，滴加完毕后，加入二乙醇胺调节pH值至8-10，继续搅拌1-2h后，加入磷酸调节pH，使pH值为6-7，分离、洗涤后烘干，得到所述微胶囊化红磷。2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤的阻燃电缆，其特征在于：所述微胶囊化红磷、三氧化二铝与水滑石的重量比范围是1：（0.5-1.5）：（2-4）。3.根据权利要求1或2所述的一种低烟无卤的阻燃电缆，其特征在于：所述水滑石为改性水滑石,其由下述方法制得：将水滑石粉加入其3-5倍体积的水中，形成浆液，向其中加入硬脂酸钠，硬脂酸钠的重量为水滑石粉的重量的5-10%，升高温度至70-80℃，搅拌1-2h，冷却至室温，后向浆液中加入可膨胀石墨，其中可膨胀石墨的重量为水滑石粉的重量的50-60%，搅拌1-2h，加入重量为水滑石粉的2-5%的硬脂酸钠，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大明，黄维勇，梁新，
申请(专利权)人：深圳市华亿电讯实业有限公司，
类型：发明
国别省市：