一种防火阻燃电缆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防火阻燃电缆及其制备方法，属于无卤阻燃电缆技术领域。该电缆由铠装线芯和防火外护层组成，防火外护层按照重量计包括：PVC树脂100份、甲基乙烯基硅橡胶15

【技术实现步骤摘要】
一种防火阻燃电缆及其制备方法


[0001]本专利技术属于无卤阻燃电缆
，具体地，涉及一种防火阻燃电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电力能源的发展，电气设备的应用越来越普及，电气火灾发生率也出现暴增，使得用电安全性成为社会关注焦点；在发生火灾时，电动防火门、电梯、照明设备、喷淋系统等设备的稳定运行，可大大提高火灾存活率，因此，需要电缆在发生火灾时能够稳定供应电能，在此背景下开发出各种防火阻燃电缆。
[0003]现有的防火阻燃电缆主要包括两种类型，其一是在传统的绝缘线芯和外防护套之间套装一种耐火保护套，通过耐火保护套的隔离作用达到防火阻燃效果，但是，该类电缆结构复杂、自重高且生产工序繁杂；其二是在绝缘线芯表面设置具有防火性能的聚合物防护层，可直接解决传统防火电缆的弊端；对防护层材料现有研究主要是采用硅橡胶，并通过添加一定量的阻燃剂提高防火阻燃性能，如氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸酯类衍生物等，但是，普遍存在的问题是阻燃剂难以在聚合物基体中相容分散，导致基体的力学性能恶化，同时，阻燃性能不均，在燃烧过程中形成局部失效，导致整体防护失效。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种防火阻燃电缆及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种防火阻燃电缆，由铠装线芯和防火外护层组成，其中，防火外护层按照重量计包括：
[0007]PVC树脂100份、甲基乙烯基硅橡胶15
‑r/>25份、复合无卤阻燃剂12
‑
16份、硫化剂1.6
‑
2.2份、热稳定剂6
‑
8份、光稳定剂0.1
‑
0.15份、润滑剂3
‑
5份、增塑剂18
‑
24份、色母料5
‑
7份和填料5
‑
8份。
[0008]所述复合无卤阻燃剂由以下方法制备：
[0009]步骤A1：将硅烷偶联剂KH550用四氢呋喃稀释，再加入三乙胺混合，采用冰水浴在5
‑
10℃下恒温，施加300
‑
400rpm搅拌，缓慢加入甲基乙烯基二氯硅烷，控制甲基乙烯基二氯硅烷的加入反应时间1.2
‑
1.6h，反应结束旋蒸脱除四氢呋喃，得到修饰基体；
[0010]进一步地，甲基乙烯基二氯硅烷、硅烷偶联剂KH550、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.2mol：6
‑
8mL：65
‑
80mL；三乙胺为缚酸剂，催化甲基乙烯基二氯硅烷和硅烷偶联剂KH550取代反应，制得的修饰基体端部为乙氧基硅烷结构，分子内含有仲胺基团和双键，具有反应活性。
[0011]步骤A2：将修饰基体和乙醇
‑
醋酸水溶液混合，在室温下搅拌水解，再加入低熔点玻璃粉超声分散，搅拌状态下加入氨水调节pH值为6
‑
7，静置偶联5
‑
8h，取底层沉淀洗涤、干
燥，得到负载前驱体；
[0012]进一步地，低熔点玻璃粉、修饰基体和乙醇
‑
醋酸水溶液的用量比为100g：40
‑
60mmol：250
‑
300mL，乙醇
‑
醋酸水溶液中乙醇的质量分数为20
±
5％，pH值为3.5
‑
4.5，低熔点玻璃粉的细度不低于2000目，围棋温度为500℃；修饰基体的端乙氧基硅烷基团在酸性条件下充分水解，在环境调节为接近中性时，与低熔点玻璃粉表面羟基缩合，将修饰基体接枝到低熔点玻璃粉表面。
[0013]步骤A3：将负载前驱体、碳酸钾和丙酮混合，通入氮气保护，升温至42
‑
48℃回流，施加800
‑
1000rpm搅拌，缓慢加入二氯磷酸乙酯，控制二氯磷酸乙酯的加入反应时间为1.5
‑
2h，反应结束旋蒸脱除丙酮，取旋蒸产物洗涤、干燥，得到复合无卤阻燃剂。
[0014]进一步地，负载前驱体、二氯磷酸乙酯、碳酸钾和丙酮的用量比为100g：0.1
‑
0.12mol：4
‑
5g：140
‑
180mL；二氯磷酸乙酯为连接材料，与低熔点玻璃粉表面接枝有机物中的仲胺基团反应，在低熔点玻璃粉表面形成含磷、氮、硅的交联附着层，可起到良好的阻燃性，同时向低熔点玻璃粉表面引入含磷酸酯结构，提高复合无卤阻燃剂与PVC基体的相容性。
[0015]一种防火阻燃电缆的制备方法，包括如下步骤：
[0016]步骤S1：将PVC树脂、甲基乙烯基硅橡胶、复合无卤阻燃剂、热稳定剂、润滑剂、增塑剂、色母料和填料混合，升温至70℃预混12
‑
15min，再继续升温至110
‑
120℃，加入硫化剂和光稳定剂高速混合3
‑
5min，制得混炼胶；
[0017]步骤S2：将混炼胶挤出包覆在铠装线芯表面，喷雾冷却定型，混炼胶固化形成防火外护层，制成防火阻燃电缆。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术通过在铠装线芯表面挤包一层防火外护层达到良好的防火阻燃效果，无需单独套装耐火隔离套，可大大简化防火电缆的生产工艺；该防火外护层以PVC树脂和甲基乙烯基硅橡胶基体，添加一种复合无卤阻燃剂起到防火阻燃作用，其通过甲基乙烯基二氯硅烷和硅烷偶联剂KH550取代反应，制得端部为乙氧基硅烷结构，分子内含有活性仲胺基团和双键的修饰基体，再通过乙醇
‑
醋酸水溶液水解后与低熔点玻璃粉偶联，将修饰基体负载到低熔点玻璃粉表面，最后以二氯磷酸乙酯为连接材料，与低熔点玻璃粉表面接枝的有机物交联，在低熔点玻璃粉表面形成含磷、氮、硅的交联附着层，同时向低熔点玻璃粉表面引入含磷酸酯结构；该复合无卤阻燃剂表面的双键可与甲基乙烯基硅橡胶形成交联，另外，PVC在塑化过程中不可避免地产生少量的脱氯，形成的烯烃结构可与甲基乙烯基硅橡胶和复合无卤阻燃剂形成交联，将复合无卤阻燃剂有效结合到基体中，使得复合无卤阻燃剂的加入对基体的力学性能影响较小；复合无卤阻燃剂的表层磷氮硅交联层通过化学反应在燃烧初期抑制火势的蔓延，随着燃烧的持续进行，低熔点玻璃粉玻璃化转变，随着交联层的失效，从基体中析出形成隔离层，阻碍燃烧的深入；复合无卤阻燃剂表面附着含有磷酸酯结构的有机层，与PVC基体具有良好的相容性，在混炼过程中可均匀分散到基体中，使得防火防护层力学性能均匀，且更易均匀地析出隔离层，起到均匀防火阻燃效果。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防火阻燃电缆，由铠装线芯和防火外护层组成，其特征在于，防火外护层按照重量计包括：PVC树脂100份、甲基乙烯基硅橡胶15
‑
25份、复合无卤阻燃剂12
‑
16份、硫化剂1.6
‑
2.2份、热稳定剂6
‑
8份、光稳定剂0.1
‑
0.15份、润滑剂3
‑
5份、增塑剂18
‑
24份、色母料5
‑
7份和填料5
‑
8份；所述复合无卤阻燃剂由以下方法制备：步骤A1：将硅烷偶联剂KH550用四氢呋喃稀释，再加入三乙胺混合，采用冰水浴在5
‑
10℃下恒温，搅拌并缓慢加入甲基乙烯基二氯硅烷，控制甲基乙烯基二氯硅烷的加入反应时间1.2
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1.6h，反应结束旋蒸得到修饰基体；步骤A2：将修饰基体和乙醇
‑
醋酸水溶液混合，在室温下搅拌水解，再加入低熔点玻璃粉超声分散，搅拌状态下加入氨水调节pH值为6
‑
7，静置偶联5
‑
8h，取底层沉淀洗涤、干燥，得到负载前驱体；步骤A3：将负载前驱体、碳酸钾和丙酮混合，通入氮气保护，升温至42
‑
48℃回流，搅拌并缓慢加入二氯磷酸乙酯，控制二氯磷酸乙酯的加入反应时间为1.5
‑
2h，反应结束旋蒸，取旋蒸产物洗涤、干燥，得到复合无卤阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种防火阻燃电缆，其特征在于，甲基乙烯基二氯硅烷、硅烷偶联剂KH550、三乙胺和四氢呋喃的用量比为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：林东涛，陈奎，吴培林，
申请(专利权)人：广东澳通特种电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：