一种新型耐高温防火复合电缆及其制备方法技术

本申请涉及防火电缆技术领域，具体公开了一种新型耐高温防火复合电缆及其制备方法。新型耐高温防火复合电缆包括外护层、铠装层、防火层、内衬层、包带层和若干组绝缘纤芯，所述绝缘线芯由若干个导体和包覆于若干个导体外表面的绝缘护套组成；所述防火层由包括如下重量份数的原料：二甲基咪唑1

【技术实现步骤摘要】
一种新型耐高温防火复合电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防火电缆
，尤其是涉及一种新型耐高温防火复合电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]据统计,因电气故障老化造成的火灾占建筑火灾事故的五成以上，与此同时，随着城市化的快速发展，发达城市中的高层建筑越来多，这些高层建筑中的装饰也越来越豪华，使用的可燃物也越来越多；近几年来，随着人们物质文化生活水平的不断改善，国家对防火工作逐渐重视，人们的安全意识逐步提高，为了提高电器线路的安全等级，减少电气火灾事故的发生及损失，我国及世界其他国家对阻燃、防火电缆产品的需求量正在逐年呈上升趋势，尤其对防火电缆的需求增加更是与日俱增。
[0003]防火电缆并非指不会燃烧的电缆，而是指电缆在火灾发生时，仍能保证线路在一定时间里正常通电，也就是在一定的火焰温度燃烧的条件下、一定时间内，仍然能够正常传输电能、传输各种控制信号、报警信号，使得照明、防火报警装置以及其他应急设备能在这段时间内继续通电，使救援工作得以正常进行。防火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆。
[0004]就目前市面上已有的部分防火电缆来看，其制造过程中对环境及人体有潜在的危害；铺设过程中电缆可弯曲性半径小、铺设难度大；燃烧时产生大量烟雾及其他有害物质，对人体造成二次伤害；更为重要的是，很多防火电缆达不到国家标准中对耐高温防火电缆在燃烧状态下保持持续供电状态的时间要求，因此，研发更高性能的耐高温防火电缆迫在眉梢。

技术实现思路

[0005]为了提高电缆的耐高温防火性能，本申请提供一种新型耐高温防火复合电缆及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种新型耐高温防火复合电缆，采用如下的技术方案：一种新型耐高温防火复合电缆，包括外护层、铠装层、防火层、内衬层、包带层和若干组绝缘纤芯，所述绝缘线芯由若干个导体和包覆于若干个导体外表面的绝缘护套组成；所述防火层由包括如下重量份数的原料：二甲基咪唑1
‑
2份、六水合硝酸钴1.2
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2份、三聚氰胺聚磷酸盐16
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24份、季戊四醇6
‑
12份、聚丙烯复合材料粉末60
‑
80份和纳米填料0.2
‑
1份。
[0007]可选的，所述外护层由聚烯烃类复合绝缘材料制成。
[0008]可选的，所述铠装层由钢带铠装编织而成。
[0009]可选的，所述内衬层为交联硅烷聚乙烯材料制成。
[0010]可选的，所述包带层为云母带。
[0011]可选的，所述绝缘护套由交联硅烷聚乙烯材料制成。
[0012]电缆经长期运行绝缘老化，运行中击穿短路引起火灾。通过采用上述技术方案，首先，制备得到以铬金属有机骨架为主要成分的预处理粉末，而铬金属有机骨架孔隙率高、多孔性、比表面积大，具有良好的催化氧化和催化碳化性能，并且，铬金属有机骨架能够在聚丙烯复合材料的残炭表面形成聚集的碳球，这些碳球的产生有效地阻止了聚丙烯复合材料在燃烧过程中的热交换和可燃气体的释放，显著提高了防火层的阻燃性和稳定性；其次，铬金属有机骨架可以抑制烟气的形成，在电缆燃烧过程中，铬金属有机骨架可以促进半焦状态的形成，有效减少有机物的排放；再次，三聚氰胺聚磷酸盐不仅具有较强的发泡效果，而且具有良好的脱水效果，在抑制火焰时生成酸和不可燃气源，并且能够促进防火层表面碳化，防止传热对聚合物材料的影响，有效防止聚合物燃烧，从而提高电缆的阻燃效果；并且，三聚氰胺聚磷酸盐与铬金属有机骨架复配时，能够发挥增强的协同作用，进一步提高电缆的防火性能；最后，随着季戊四醇的加入，防火层体系中含碳量增加，进一步改善了防火层的隔热阻燃效果，体系中的P/C/N元素相互协同，在防火层材料燃烧时，在其表面形成一定孔径的膨胀碳层结构，使电缆呈现出更加优异的耐高温防火性能。
[0013]可选的，所述防火层采用包括如下步骤的方法制备得到：S1：将六水合硝酸钴与甲醇混合，得到溶液I；将二甲基咪唑与甲醇混合，得到溶液II；然后将溶液II与溶液I混合，加热、搅拌、洗涤、干燥、研磨后得到预处理粉末；S2：将预处理粉末与三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和甲醇混合，加热、搅拌、洗涤、干燥、研磨后得到改性粉末；S3：将改性粉末与聚丙烯复合材料粉末、纳米填料混合、加热后，经过热压、冷压操作，得到防火层。
[0014]通过采用上述技术方案，S1中生成了以铬金属有机骨架为主要成分的预处理粉末，将铬金属有机骨架与三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇复配后与聚丙烯复合材料复合，提高了聚丙烯复合材料的耐高温性能和防火性能。
[0015]可选的，所述S1中，加热温度为55
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65℃，搅拌时间为2
‑
4h；所述S2中，加热温度为60
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80℃，搅拌时间为1
‑
3h；所述S3中，加热温度为170
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190℃，加热时间为15
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25min；热压温度为180
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190℃，热压时间为8
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12min，热压压强为3
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7MPa；冷压温度为20
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25℃，冷压时间为8
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12min，冷压压强为3
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7MPa。
[0016]通过采用上述技术方案，在此反应温度和反应条件下，使各原料之间能够充分反应，制备得到能够长时间阻燃的防火层，进而制备得到耐高温、防火性能优异的电缆。
[0017]可选的，所述S1中，六水合硝酸钴与甲醇的重量比为1：(8
‑
10)，二甲基咪唑与甲醇的重量比为1：(9
‑
11)。
[0018]通过采用上述技术方案，使六水合硝酸钴能够与二甲基咪唑充分反应，提高原料利用率，尽可能多地制备得到以铬金属有机骨架为主要成分的预处理粉末，提高预处理粉末的纯度，有利于后续步骤中的反应，最终制备得到阻燃性能好的防火层。
[0019]可选的，所述预处理粉末、三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇的重量比为1：(6
‑
8)：(2
‑
4)。
[0020]通过采用上述技术方案，三者复配，使得防火层体系中的P/C/N元素配比最优，生成孔径均匀稳定的膨胀碳层结构，从而显著提高防火层的耐高温防火性能。
[0021]可选的，所述改性粉末与聚丙烯复合材料粉末的重量比为1：(2
‑
3)。
[0022]通过采用上述技术方案，在改性粉末尽可能低的掺量下，提高聚丙烯材料的耐高温防火性能。
[0023]可选的，所述纳米填料选自纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锌中的任意一种或多种组合。
[0024]通过采用上述技术方案，首先，利用粒子容易捕获燃烧反应释放自由基的特点,提高防护层的阻燃性能；其次，纳米填料在燃烧的过程中会在防护层表面形成致密而均匀的阻隔层，这层阻隔层与在铬金属有机骨架、三聚氰胺聚磷酸盐和季本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型耐高温防火复合电缆，其特征在于：包括外护层、铠装层、防火层、内衬层、包带层和若干组绝缘纤芯，所述绝缘线芯由若干个导体和包覆于若干个导体外表面的绝缘护套组成；所述防火层由包括如下重量份数的原料：二甲基咪唑1
‑
2份、六水合硝酸钴1.2
‑
2份、三聚氰胺聚磷酸盐16
‑
24份、季戊四醇6
‑
12份、聚丙烯复合材料粉末60
‑
80份和纳米填料0.2
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种新型耐高温防火复合电缆，其特征在于：所述防火层采用包括如下步骤的方法制备得到：S1：将六水合硝酸钴与甲醇混合，得到溶液I；将二甲基咪唑与甲醇混合，得到溶液II；然后将溶液II与溶液I混合，加热、搅拌、洗涤、干燥、研磨后得到预处理粉末；S2：将预处理粉末与三聚氰胺聚磷酸盐、季戊四醇和甲醇混合，加热、搅拌、洗涤、干燥、研磨后得到改性粉末；S3：将改性粉末与聚丙烯复合材料粉末、纳米填料混合、加热后，经过热压、冷压操作，得到防火层。3.根据权利要求2所述的一种新型耐高温防火复合电缆，其特征在于：所述S1中，加热温度为55
‑
65℃，搅拌时间为2
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4h；所述S2中，加热温度为60
‑
80℃，搅拌时间为1
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3h；所述S3中，加热温度为170
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190℃，加热时间为15
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【专利技术属性】
技术研发人员：林晓绸，林晓丹，
申请(专利权)人：深圳市鸿安达电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：