一种耐高温防火电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温防火电缆，包括由内至外的多根缆芯、矿物防火层和低烟无卤外护套，位于矿物防火层内的多根缆芯之间设置有填充层；每根缆芯包括由内至外的退火绞合铜导体、矿物绝缘层和绝缘隔离层；矿物防火层由氢氧化镁、碳酸钙、滑石粉、陶土、粘合剂制成；低烟无卤外护套由聚烯烃树脂、陶土、滑石粉、硅溶胶、氢氧化镁、聚乙烯蜡制成；本发明专利技术还公开了该电缆的制备方法，步骤为：在导体外表面依次包覆矿物绝缘层和绝缘隔离层，制得缆芯，再在多根缆芯外表面填充形成填充层，最后在填充层外表面依次包覆矿物防火层和低烟无卤外护套。本发明专利技术提供的电缆具有高阻燃、高柔韧性、耐腐蚀、耐热、抗氧化、低烟、防火、抗冲击等性能。抗冲击等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温防火电缆及其制备方法


[0001]本专利技术属于电缆
，具体涉及一种耐高温防火电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，国内外火灾事故频发，在火灾发生一定时间内保证电梯、照明系统、通信系统、信号控制系统等设备线路的畅通对于减少人员的伤亡和财产的损失具有重要的意义。火灾发生时，线路可能需要长时间承受250
‑
1000℃的高温，普通阻燃电缆在这种条件下很难保证线路的畅通，因此采用耐火、阻燃、低烟、无毒的防火电缆对于减少火灾造成的损失具有不可替代的作用。
[0003]申请号为CN201710224987.9的专利提供了一种柔性矿物绝缘防火电缆，包括缆芯和包覆在缆芯外侧的护套层，护套层由聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、硫化体系、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、复合填充物、石油磺酸苯酯、抗氧剂1076、2，2
‑
硫代双[3
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]、硫代二丙酸双酯等原料组成，该专利技术高温稳定性好，耐撕裂、耐磨损及抗压性能优异，在极端环境下耐老化性极好，安全性能高，保质期长。然而，护套层混合物体系中的的聚乙烯和聚丙烯耐热性较差，当温度超过200℃时，易发生变形，不能对电缆内部结构起到很好的保护作用；聚乙烯的抗氧化性也较差，护套层混合物体系中虽然添加了抗氧剂1076，但抗氧剂1076抗氧化能力较弱，且在230℃熔融挤出时易发生分解，进一步削弱其抗氧化性能；护套层混合物体系中的高分子聚合物之间的相容性较差，共混体系的物理性能相对较差，且其中的含硫化合物高温燃烧会产生二氧化硫，污染环境，不符合新发展理念中的绿色发展要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐高温防火电缆及其制备方法，通过对缆芯、矿物防火层和低烟无卤外护套各层材料进行改进，使耐高温防火电缆具有高阻燃、高柔韧性、耐腐蚀、耐热、抗氧化、低烟、防火、抗冲击等性能，该电缆可在250℃环境温度下长期工作，紧急情况下也可在1340℃环境温度下短期工作。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0006]一种耐高温防火电缆，包括由内至外的多根缆芯、矿物防火层和低烟无卤外护套，位于矿物防火层内的多根缆芯之间设置有填充层；所述低烟无卤外护套由以下重量份数的原料制成：
[0007]聚烯烃树脂100
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130份，陶土20
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25份，滑石粉25
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30份，硅溶胶8
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10份，氢氧化镁17
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19份，聚乙烯蜡3
‑
8份，其中优选为聚烯烃树脂110份，陶土25份，滑石粉25份，硅溶胶8份，氢氧化镁18份，聚乙烯蜡5份；
[0008]所述聚烯烃树脂为改性聚乙烯，改性聚乙烯的制备方法如下：
[0009]S1、将聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯(DCP)预先混合均匀，在流变仪中进行熔融混合接技，得到接枝产物，将接枝产物放入二甲苯中，加热至95
‑
110℃，搅拌回流1
‑
2h，加入丙酮，继续搅拌40
‑
50min，冷却至室温，过滤，取滤渣，经洗涤、干燥，得中间体1，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯与聚乙烯的质量比为1:1.0
‑
1.2:32
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34，接枝温度为170
‑
190℃，接枝时间为15
‑
20min，流变仪转速为32
‑
35rpm；
[0010]S2、向反应器中依次加入步骤S1所得中间体1、二甲苯、乙酸铬和喹啉
‑2‑
羧酸，升温至100
‑
105℃，搅拌4
‑
5h，冷却至室温，过滤，取滤渣，干燥，即得改性聚乙烯，其中喹啉
‑2‑
羧酸与中间体1的质量比为1:35
‑
40；
[0011]改性聚乙烯的合成路线如下：
[0012][0013][0014]接上述方案，高分子聚合物的耐热性一般定义为在高温环境下，还能保持常温下面多少特性的衡量标准。一般的高分子材料在高温下，因为分子运动加剧从而改变了材料的一些物理特性，最为明显的就是弹性。对于提高高分子材料的耐热性，最为普遍的办法就是抑制分子运动。一般有以下方法：1.让高分子的分子模型架成三维结构，形成网眼，从而抑制分子运动；2.在分子结构里面加入难以运动的芳香族环和脂环结构；3.在高分子里面加入极性基团，从而依靠像氢氧链的结合力量的来抑制分子运动。
[0015]高分子聚合物的氧化过程是游离基型的链锁反应。高分子聚合物抗氧化剂可以捕获活性的游离基，生成非活性游离基，或者能够分解在氧化过程中产生的聚合物氢过氧化物，使链锁反应终止，延缓聚合物的氧化过程，从而使聚合物能顺利进行加工，并延长使用寿命，喹啉衍生物就是一种的高分子聚合物抗氧化剂。
[0016]聚烯烃材料作为一种重要的通用塑料，因为产量大、应用面广和价格低廉而广泛应用于日用品、包装和汽车等行业。但由于自身的非极性和结晶性，在与其他材料复合时，需要加入相容剂或者接枝极性基团提高其与其它材料的共混效果，扩大其应用范围。对聚乙烯进行化学改性，在保持原有特性的同时，引入所需的极性基团，能够拓展其应用领域。本专利技术以过氧化二异丙苯为自由基引发剂，其过氧键受热断裂生成初级自由基，进而引发聚乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯发生自由基接枝反应，同时添加苯乙烯单体以促进接枝；
自由基接枝产物结构中含有环氧基，喹啉
‑2‑
羧酸中的羧基可作为亲核试剂，在乙酸铬催化作用下与环氧基发生开环反应，即得改性聚乙烯。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述缆芯根数为4
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6根，每根缆芯包括由内至外的退火绞合铜导体、矿物绝缘层和绝缘隔离层；所述矿物绝缘层为不少于三层的云母带材，云母带材为金云母带或合成云母带；所述绝缘隔离层由以下重量份数的原料制成：聚乙烯90
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100份，玻璃粉20
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30份，陶土20
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30份，硅酸钠4
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7份，聚乙烯蜡3
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5份，其中优选为聚乙烯100份，玻璃粉20份，陶土25份，硅酸钠6份，聚乙烯蜡4份。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述矿物防火层由以下重量份数的原料挤压而成：氢氧化镁30
‑
40份，碳酸钙10
‑
20份，滑石粉30
‑
40份，陶土15
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20份，粘合剂8
‑
10份；所述粘合剂为有机硅树脂或硅溶胶，其中优选为氢氧化镁30份，碳酸钙15份，滑石粉35份，陶土17份，粘合剂10份。
[0019]矿物防火层和低烟无卤外护套原料中都添加有氢氧化镁、陶土、滑石粉和硅溶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
份。6.根据权利要求1所述的一种耐高温防火电缆，其特征在于，所述矿物防火层由以下重量份数的原料挤压而成：氢氧化镁30
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40份，碳酸钙10
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20份，滑石粉30
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40份，陶土15
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20份，粘合剂8
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10份；所述粘合剂为有机硅树脂或硅溶胶。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的一种耐高温防火电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A1、低烟无卤外护套混炼造粒：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑平，
申请(专利权)人：河南华东电缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：