一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，包括基布，所述基布表面喷涂有防静电高阻燃耐火抗氧化涂层。本发明专利技术还公开了一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带的制备方法。本发明专利技术的石墨烯包覆SiC纳米线粉体弥散分布于涂层中，石墨烯的良好导电性能赋予涂层半导电性；若遇明火，石墨烯氧化耗氧，降低表面氧浓度也起到阻燃效果，且SiC纳米线在高温下氧化生成SiO2玻璃壳体，具有隔绝空气向电缆内部渗透，起到阻燃抗氧化效果。SiC纳米线的添加会渗入基布空隙中，起到钉扎涂层作用的同时还能增韧涂层，使得包带不会出现涂层剥落以及掉粉等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带及其制备方法，属于非金属半导电阻燃材料


技术介绍

[0002]电力电缆的结构由内向外通常是内芯铜导体、绝缘层、绕包层和护套。
[0003]中高压电力电缆在制备过程中，其最外层护套所用聚烯烃材料通常采用辐照交联的工艺，辐照过程中射线强度控制不好，太弱交联反应不充分，过强会击穿护套，没有屏蔽层的情况下会打在绝缘层上，使得绝缘层有电子残留，绝缘性能下降，工作时易导致电力电缆击穿的危险，且行业标准内又不允许中高压电缆缠绕金属屏蔽层。因此，开发非金属半导电屏蔽绕包带显得尤为重要。
[0004]且中高压电力电缆在工作过程中承受高压和高电场作用，如果电缆绝缘层内存在缺陷将产生电厂应力集中，产生电树，导致电力电缆击穿。因此通常在电缆绝缘层外绕包半导电带或挤包半导电聚合物，作为电缆的绝缘屏蔽，以均匀电场。
[0005]中国专利申请CN201910321492.7公开一种带半导电性电力电缆用防火阻燃包带及制备方法，所述包带包括带体、扎带，带体包括玻璃纤维布、防火阻燃层、半导电涂层，扎带为非磁性金属材料。所述包带所用的基布为玻璃纤维织布；所述防火阻燃层设置在中部，两侧从内到外依次设置玻璃纤维布、半导电涂层。防火阻燃层由陶瓷粉、配合剂组成。所述半导电涂层中的导电基料为导电石墨或导电炭黑。该专利的缺点：多层结构，使用时会出现脱层、分层现象；基布为单一的玻璃纤维织布，韧性差；导电和阻燃功能的实现分别由两种单独的材料完成：导电
‑
石墨或炭黑；阻燃
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陶瓷粉，且不具备抗氧化性能，导电性能没有石墨烯好。
[0006]中国专利CN205016288U公开了一种半导电高阻燃包带及电缆，所述半导电高阻燃包带包括玻纤布和涂敷于其表面的半导电阻燃涂层，所述导电基料为纳米炭黑、纳米碳管或纳米银颗粒中的任一种或多种，所用阻燃材料主要由黄沙土构成。该专利的缺点：导电和阻燃功能的实现分别由两种单独的材料完成：导电
‑
纳米炭黑、纳米碳管或纳米银颗粒中的任一种或多种；阻燃
‑
黄沙土，且不具备抗氧化性能，导电性能没有石墨烯好。
[0007]中国专利申请CN106702720A公开一种高性能纳米半导电阻水带及其加工方法，高性能纳米半导电阻水带采用多层SAF纤维重叠成棉，再经热轧机热轧成无纺布，然后浸渍于纳米半导电丙烯酸液，挤压、真空烘干、收卷而成。所述纳米导电丙烯酸液由丙烯酸、乙酯和纳米碳管混合而成。该专利的缺点：不具备阻燃性能；导电基料为纳米碳管，导电性能没有石墨烯好。
[0008]中国专利申请CN201711403103.2公开一种抗氧化纳米阻燃包带及其制造方法，该阻燃包带采用玻璃纤维织布和纳米复合纤维织布作为基布，采用纳米阻燃胶体作为阻燃液，纳米阻燃胶体由以下组成：纳米增韧陶瓷粉；抗高温无卤固化剂；甲醛交联剂；MF甲醛缩合物分散剂；锑类阻燃剂；纳米硅胶；乙酸乙酯。纳米增韧陶瓷粉给予包带强抗氧化性；MF甲
醛缩合物分散剂和抗高温无卤固化剂给予包带均一性，使整个阻燃包带具有耐高温、抗氧化、阻燃性优，燃烧后形成耐火结壳等特性；该专利的缺点：双基布结构复杂，不具备半导电性能，使用含卤阻燃剂，不环保。
[0009]上述技术存在以下缺点：结构和所用材料复杂，多层结构在使用过程中易脱层、分层，导电和抗氧化阻燃功能的实现分别由两种或两种以上单独的材料完成。
[0010]另外，随着电缆产业的发展，目前大多数电缆都有阻燃耐火抗氧化的要求，且这种要求在特种领域如轨道交通、航空航天、核电等越来越高。由于发展较快，加之我国在阻燃、耐火、抗氧化电缆材料方面研发基础薄弱，出现了电线电缆阻燃耐火抗氧化材料氧指数低、成壳性差、电缆综合阻燃性能低、长期耐高温抗氧化差、不具备阻燃、耐火双重性能等关键瓶颈问题。
[0011]因此专利技术一种同时具备半导电性能、阻燃、耐火、抗氧化性的电缆包带材料，解决电缆防静电、防击穿、阻燃耐火抗氧化需求是十分必要的。

技术实现思路

[0012]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种结构简单、用材种类少、添加一种材料就能同时实现导电和阻燃的防静电高阻燃耐火抗氧化包带。
[0013]同时，本专利技术提供了一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带的制备方法。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0015]一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，包括基布，所述基布表面喷涂有防静电高阻燃耐火抗氧化涂层。
[0016]所述基布为复合纤维布，所述复合纤维布用耐高温加强型涤纶纱做纵向经纱和用玻璃纤维纱做横向纬纱，织布机编制而成；所述经纱和纬纱织成的所述复合纤维布为多孔结构。
[0017]所述耐高温加强型涤纶纱为在涤纶纱表面缠绕羟基磷灰石纤维；涤纶纱和羟基磷灰石纤维的重量比为1：(0.3
‑
0.6)。
[0018]所述经纱密度为50
‑
100根/cm，所述经纱粗细为75dtex；所述纬纱密度为35
‑
40根/cm，所述玻璃纤维纱为30支单股或45支双股无碱玻纤纱。
[0019]所述防静电高阻燃耐火抗氧化涂层的组成及质量百分比如下：20
‑
30％石墨烯包覆SiC纳米线粉体、8
‑
10％乙酸乙烯脂共聚乳液、15
‑
25％无机阻燃剂和40
‑
57％水。
[0020]所述无机阻燃剂包括Mg(OH)2和Al(OH)3。
[0021]所述Mg(OH)2和Al(OH)3的质量比为1:1。
[0022]一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带的制备方法，包括以下步骤：
[0023]步骤一，石墨烯包覆SiC纳米线粉体的制备工艺：
[0024]步骤1a，取10
‑
15wt％的正硅酸乙酯、55
‑
65wt％的乙醇和25
‑
35wt％的去离子水，充分混合后，加入0.01
‑
0.02mol/L的稀酸，在磁力搅拌机上充分搅拌24
‑
48h，获得正硅酸乙酯混合液；
[0025]所述稀酸包括稀盐酸或稀硫酸。
[0026]步骤1b，将20
‑
30wt％的碳纳米管加入到70
‑
80wt％的DMF与去离子水的混合溶液中，混合溶液中DMF与去离子水的体积比为1：1，超声分散4
‑
8h，获得碳纳米管分散液；
[0027]步骤1c，一边搅拌一边将碳纳米管分散液缓慢加入到正硅酸乙酯混合液中，碳纳米管分散液和正硅酸乙酯混合液的体积比(1
‑
2)：1，再充分搅拌后，滴入氨水直至出现凝胶，获得凝胶分散液；
[0028]步骤1d，停止搅拌，将凝胶分散液常温静置至少30分钟后放到45
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，其特征在于：包括基布，所述基布表面喷涂有防静电高阻燃耐火抗氧化涂层。2.根据权利要求1所述的一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，其特征在于：所述基布为复合纤维布，所述复合纤维布用耐高温加强型涤纶纱做纵向经纱和用玻璃纤维纱做横向纬纱，织布机编制而成；所述经纱和纬纱织成的所述复合纤维布为多孔结构。3.根据权利要求2所述的一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，其特征在于：所述经纱密度为50
‑
100根/cm，所述经纱粗细为75dtex；所述纬纱密度为35
‑
40根/cm，所述玻璃纤维纱为30支单股或45支双股无碱玻纤纱。4.根据权利要求1所述的一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，其特征在于：所述防静电高阻燃耐火抗氧化涂层的组成及质量百分比如下：20
‑
30％石墨烯包覆SiC纳米线粉体、8
‑
10％乙酸乙烯脂共聚乳液、15
‑
25％无机阻燃剂和40
‑
57％水。5.根据权利要求4所述的一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带，其特征在于：所述无机阻燃剂包括Mg(OH)2和Al(OH)3。6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种防静电高阻燃耐火抗氧化包带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，石墨烯包覆SiC纳米线粉体的制备工艺：步骤1a，取10
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15wt％的正硅酸乙酯、55
‑
65wt％的乙醇和25
‑
35wt％的去离子水，充分混合后，加入0.01
‑
0.02mol/L的稀酸，在磁力搅拌机上充分搅拌24
‑
48h，获得正硅酸乙酯混合液；步骤1b，将20
‑
30wt％的碳纳米管加入到70
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80wt％的DMF与去离子水的混合溶液中，混合溶液中DMF与去离子水的体积比为1：1，超声分散4
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8h，获得碳纳米管分散液；步骤1c，一边搅拌一边将碳纳米管分散液缓慢加入到正硅酸乙酯混合液中，碳纳米管分散液和正硅酸乙酯混合液的体积比(1
‑
2)：1，再充分搅拌后，滴入氨水直至出现凝胶，获得凝胶分散液；步骤1d，停止搅拌，将凝胶分散液常温静置至少30分钟后放到45
‑
50℃的水浴锅中，保温静置24
‑
48小时直至完全形成凝胶；步骤1e，将凝胶放在
‑
40℃～
‑
50℃冰箱冷冻24小时后，转移到冷冻干燥机中干燥，得到正硅酸乙酯
‑
碳纳米管干凝胶，将正硅酸乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：强新发，张云，周敏玉，
申请(专利权)人：扬州腾飞电缆电器材料有限公司，
类型：发明
国别省市：