阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳及其制备方法技术

本发明专利技术公开了阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，包括以废涤棉制成的粗纱作为填充绳基材，所述基材内部分散有磷

【技术实现步骤摘要】
阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳及其制备方法，属于电缆


技术介绍

[0002]由于电缆行业的高速发展，现电缆产业已成为机械工业中，仅次于汽车行业的第二大产业。2020年其产值已过15000万亿元左右，而其中的阻燃电缆耐火电缆约占其中的50%，现阻燃类耐火电缆2020年需求量达到近5千亿元，而用于其中必不可少的阻燃耐火电缆内部缆芯填充绳达到5万吨以上年用量，现每年用量仍将以10%左右速度增大。目前市场上用于阻燃耐火电缆内部填充绳品种多，国内同类产品阻燃耐火填充绳性能参差不齐，稳定性和环保性差。目前国内阻燃性填充绳均不具有耐火性，具有耐火性性能的填充绳目前市场只有陶瓷化硅橡胶填充绳。但其价格高、比重大、阻燃氧指数小于30%。国外其他厂家也没有同时具备抗氧化、长寿命、阻燃、耐火于一体的多性能填充材料，如美国杜邦、日本东丽公司产品的阻燃、耐火缆芯包带，性能虽然优越，但不同时具备阻燃、耐火、抗老化等多项性能，目前阻燃类填充绳也难以满足中国领跑世界的核电、高铁等线缆的长寿命、高阻燃、抗辐射的要求。现市场阻燃填充绳的性能技术指标难以满足高性能阻燃电缆高速发展的要求。
[0003]目前市场上常用的阻燃填充绳有玻纤填充绳、岩棉填充绳、聚丙烯阻燃填充绳，还有其他种类填充绳。目前常用阻燃填充绳参数对比如下表1：表1 现有阻燃填充绳的性能参数表。
[0004]由上表1可见，现有的阻燃填充绳存在抗辐照性差和不具有阻燃、耐火双重性能的缺点。

技术实现思路

[0005]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可弥补现有同类
产品存在抗辐照性差和不具有阻燃、耐火双重性能的缺点，具有阻燃耐火优越的性能、抗辐射性能、环保和性价比高等优势。
[0006]同时，本专利技术提供了一种阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳的制备方法，该法采用环保回收的涤纶旧衣服、旧棉被制备耐高温的涤纶纱线，再经过“三浸三扎”等制备得到多层高效阻燃结构的复合型环保高阻燃填充绳，专用于电缆企业制造阻燃、耐火电缆，起内部绝缘缆芯间隙间绝缘、阻燃、填充作用，并改善了普通阻燃包带材料易吸潮的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，包括以废涤棉制成的粗纱作为填充绳基材，所述基材内部分散有磷
‑
氮水性阻燃粉，所述基材外部涂覆有第一Mg(OH)2阻燃胶层，所述Mg(OH)2阻燃胶层外面喷涂有粉状阻燃层，所述粉状阻燃层外面涂覆有第二Mg(OH)2阻燃胶层，所述第二Mg(OH)2阻燃胶层外面涂覆有陶瓷化耐火层。
[0008]所述废涤棉包括废旧衣服和/或棉被。
[0009]所述粗纱为2
‑
3支粗纱克重0.2
‑
0.4g/m，伸长率＞15%，拉力＞0.5N/10cm。
[0010]所述磷
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氮水性阻燃粉由磷
‑
氮阻燃液烘干后形成；所述磷
‑
氮阻燃液包括以下重量百分比的组分：氮添加剂：尿素、碳酸胍和三聚氰胺甲醛中一种或几种：15%
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20%；磷添加剂：磷酸三丁酯、笼状双环磷和磷酸三（丙烯酰氧基乙基）酯中一种或几种：15%
‑
20%；水性胶：10%
‑
15%；水：40%
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50%；所述水性胶包括纯丙胶水，醋丙胶水或苯丙胶水。
[0011]所述第一Mg(OH)2阻燃胶层和所述第二Mg(OH)2阻燃胶层均包括以下重量百分比的组分：Mg(OH)2粉体或Al(OH)3粉体+Mg(OH)2粉体的混合物：70
‑
80%和VAE乳液或丙烯酸乳液：20
‑
30%；所述Al(OH)3粉体+Mg(OH)2粉体的混合物中，Al(OH)
3 粉体的质量百分比例小于50%；所述Al(OH)
3 粉体和Mg(OH)2粉体的细度为4000
‑
5000目；所述VAE乳液为乙酸乙酯共聚乳液。
[0012]所述粉状阻燃层的组分包括：4000
‑
5000目的Al(OH)
3 粉体或Mg(OH)2粉体。
[0013]所述陶瓷化耐火层包括以下重量百分比的组分：纳米带增韧陶瓷粉体
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30
‑
40%；硅胶
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10
‑
15%；三氧化二锑：十溴二苯乙烷 = 1：1
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10
‑
15%；乙酸乙酯
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25
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30%二硅化钼
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0.05%
‑
0.1%；二硅化铬
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0.05%
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0.1%；所述陶瓷化耐火层的涂覆量为1
‑
2g/m2。
[0014]所述纳米带增韧陶瓷粉体的制备方法为：将40~50g/L的铝盐水溶液、20~30%的尿素水溶液、80~90%的乙醇水溶液和陶瓷粉末加入到高温反应釜中进行水热反应；铝盐水溶液包括硫酸铝和/或硝酸铝；铝盐水溶液、尿素水溶液和乙醇水溶液的体积比为1:10：（2~
3）；所述陶瓷粉末的加入重量为铝盐水溶液的100~120倍；水热反应的温度为120~130℃，时间为至少12h，反应结束后，离心获得沉淀，沉淀洗涤后，干燥，粉碎，获得纳米带增韧陶瓷粉体；所述纳米带增韧陶瓷粉体为Al(OH)3纳米带增韧陶瓷粉体。
[0015]阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳的制备方法，包括以下步骤：S01，用高速撕裂粉碎机把大小不一的废涤棉撕裂粉碎，生成小块、细长形状块料和小棉团状物，再运用粗开松机生产出细小纤维状短丝，再通过大仓混棉把细小纤维状短丝变成蓬松体，再通过精开松、气压棉箱收集、梳理机梳理成网，最后气流纺生产出2
‑
3支的粗纱；S02，粗纱先浸入磷
‑
氮阻燃液，粗纱通过磷
‑
氮阻燃液后，经过压辊挤压去掉多余水份，再进入第一Mg(OH)2阻燃胶槽，对粗纱外部涂覆Mg(OH)2阻燃胶，经过压辊挤压后，对粗纱表面进行喷涂干粉Al(OH)
3 或Mg(OH)2后，再进入第二Mg(OH)2阻燃胶槽，经过压辊挤压后，进行烘干；S03，陶瓷化耐火层由浸渍陶瓷化硅橡胶功能液后获得，所述陶瓷化硅橡胶功能液的制备方法为：按照配比将纳米带增韧陶瓷粉体、硅胶、三氧化二锑：十溴二苯乙烷 = 1：1、乙酸乙酯、二硅化钼和二硅化铬加入搅拌机中，搅拌至少24h，搅拌速度为400~600转/min，搅拌均匀后，获得陶瓷化硅橡胶功能液；S04，烘干后，表面磨毛，再对粗纱浸渍陶瓷化硅橡胶功能液，再经过表面刮涂，真空烘干，收卷后，获得阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳。
[0016]所述高速撕裂粉碎机的功率为50kw以上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：包括以废涤棉制成的粗纱作为填充绳基材，所述基材内部分散有磷
‑
氮水性阻燃粉，所述基材外部涂覆有第一Mg(OH)2阻燃胶层，所述Mg(OH)2阻燃胶层外面喷涂有粉状阻燃层，所述粉状阻燃层外面涂覆有第二Mg(OH)2阻燃胶层，所述第二Mg(OH)2阻燃胶层外面涂覆有陶瓷化耐火层。2.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述废涤棉包括废旧衣服和/或棉被。3.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述粗纱为2
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3支粗纱克重0.2
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0.4g/m，伸长率＞15%，拉力＞0.5N/10cm。4.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述磷
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氮水性阻燃粉由磷
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氮阻燃液烘干后形成；所述磷
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氮阻燃液包括以下重量百分比的组分：氮添加剂：尿素、碳酸胍和三聚氰胺甲醛中一种或几种：15%
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20%；磷添加剂：磷酸三丁酯、笼状双环磷和磷酸三（丙烯酰氧基乙基）酯中一种或几种：15%
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20%；水性胶：10%
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15%；水：40%
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50%；所述水性胶包括纯丙胶水，醋丙胶水或苯丙胶水。5.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述第一Mg(OH)2阻燃胶层和所述第二Mg(OH)2阻燃胶层均包括以下重量百分比的组分：Mg(OH)2粉体或Al(OH)3粉体+Mg(OH)2粉体的混合物：70
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80%和VAE乳液或丙烯酸乳液：20
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30%；所述Al(OH)3粉体+Mg(OH)2粉体的混合物中，Al(OH)
3 粉体的质量百分比例小于50%；所述Al(OH)
3 粉体和Mg(OH)2粉体的细度为4000
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5000目；所述VAE乳液为乙酸乙酯共聚乳液。6.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述粉状阻燃层的组分包括：4000
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5000目的Al(OH)
3 粉体或Mg(OH)2粉体。7.根据权利要求1所述的阻燃耐火电缆用复合型环保高阻燃填充绳，其特征在于：所述陶瓷化耐火层包括以下重量百分比的组分：纳米带增韧陶瓷粉体
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30
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40%；硅胶
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10
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15%；三氧化二锑：十溴二苯乙烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：江涛，
申请(专利权)人：江苏沃峰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：