一种高柔性防火电缆及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电缆技术领域，具体涉及一种高柔性防火电缆及其制备方法。该高柔性防火电缆包括缆芯和外层，所述缆芯由四根绝缘线芯相互间隔并平行纵置在阻燃填充层中构成，所述绝缘线芯由依次从内到外的铜芯导体、陶瓷化硅橡胶绝缘层、交联绝缘层和屏蔽层构成，所述外层由依次从内到外的阻燃绕包层和阻燃护套层构成。本发明专利技术通过优化陶瓷化硅橡胶绝缘层的成分和钙镁硅长纤维的制备方法，提高了电缆的柔性和防火性能。同时，制备方法简单实用，适用于工业化生产。化生产。化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高柔性防火电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆
，尤其涉及一种高柔性防火电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]防火电缆是消防应急状态下保证消防设备正常供电的应急电缆，防火电缆需要较高的柔性，同时防火电缆还要满足在火焰条件下的耐火性能要求。传统防火电缆的绝缘层主要有氧化镁防火绝缘和云母带缠绕耐火两种结构，氧化镁绝缘电缆的生产设备昂贵、造价高，而云母带容易受潮受潮而被击穿，所以亟需寻找一种新的绝缘层以替代传统的云母带和氧化镁。
[0003]陶瓷化防火耐火硅橡胶是防火电缆的一种“革命性”新材料, 可用于生产防火耐电缆, 其耐火性、安全性、工艺性、环保性、结壳性和隔热性远高于在耐火电线电缆行业中已经应用了近百年的云母带。陶瓷化硅橡胶材料在室温下为具有高柔性橡胶体，高温火焰下为坚硬的陶瓷体，将其应用于防火电缆可以赋予防火电缆高柔性和高防火性能。但是在实际使用过程中，高柔性和高防火性能往往使冲突的，高防火需要高强度的陶瓷体，而高强度的陶瓷体需要较高含量的无机填料，但高含量无机粉体的添加会导致硅橡胶有机聚合物的柔性下降，进而导致防火电缆的柔性下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种高柔性防火电缆及其制备方法，以解决具有陶瓷化硅橡胶材料的防火电缆中柔性和防火性能冲突的问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种高柔性防火电缆，包括缆芯和外层，所述缆芯由四根绝缘线芯相互间隔并平行纵置在阻燃填充层中构成；所述绝缘线芯由依次从内到外的铜芯导体、陶瓷化硅橡胶绝缘层、交联绝缘层和屏蔽层构成；所述外层由依次从内到外的阻燃绕包层和阻燃护套层构成；其中，所述陶瓷化硅橡胶绝缘层的组成成分按如下重量份计：甲基乙烯基硅橡胶40
‑
60份、复合陶瓷化粉16
‑
24份、羟基硅油4
‑
6份、气相白炭黑12
‑
18份、硫化剂0.5
‑
1.5份、硼酸锌6
‑
15份、钙镁硅长纤维1
‑
7份。
[0006]其中，所述钙镁硅长纤维的具体制备过程如下：S1：将硝酸钙和硝酸镁加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，然后滴加0.5M硅酸钠水溶液，于室温，300
‑
500rpm下搅拌12
‑
15h，洗涤干燥，然后于800
‑
900℃下煅烧2
‑
4h，升温速率为2.5
‑
3.5℃/min，最后研磨6
‑
10h，得到钙镁硅粉末；S2：将钙镁硅粉末加入到20wt%海藻酸钠水溶液中，再加入甲基丙烯酰化海藻酸钠，然后于室温，100
‑
150rpm下搅拌2
‑
6h，得到复合浆液，然后通过注射泵将复合浆液挤出到10wt%硝酸钙水溶液中，静置3
‑
5h，最后分离，干燥12
‑
24h，得到钙镁硅长纤维。
[0007]优选的，所述交联绝缘层为交联聚乙烯，所述阻燃填充层为耐火玻璃纤维，所述屏蔽层为镀锡铜丝，所述阻燃绕包层为云母带，所述阻燃护套层为低烟无卤聚乙烯。
[0008]优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量为450000
‑
700000，乙烯基摩尔分数为0.07%
‑
0.18%。
[0009]优选的，所述羟基硅油的分子量为20000
‑
30000，羟基摩尔分数为1.5%
‑
3%。
[0010]优选的，所述复合陶瓷化粉的型号为CP
‑
1。
[0011]优选的，所述硫化剂为双二五。
[0012]优选的，所述气相白炭黑的比表面积为150
‑
200m2/g。
[0013]优选的，所述钙镁硅长纤维的长度100
‑
150mm。
[0014]优选的，所述步骤S1中硝酸钙、硝酸镁、去离子水和0.5M硅酸钠水溶液的重量比为3
‑
5:2
‑
3.6:30
‑
50:35
‑
65。
[0015]优选的，所述步骤S2中钙镁硅粉末、20wt%海藻酸钠水溶液和甲基丙烯酰化海藻酸钠的重量比为8
‑
12:100
‑
150:1
‑
1.5。
[0016]优选的，所述步骤S2中注射泵的喷嘴内径为0.1
‑
0.3mm。
[0017]本专利技术还提供了上述高柔性防火电缆的制备方法，包括如下步骤：S1：将甲基乙烯基硅橡胶加入混炼机中塑化3
‑
8min，再将气相白炭黑和羟基硅油加入混炼机中，在1500
‑
2000rpm，80
‑
90℃下搅拌混炼30
‑
40min，再将复合陶瓷化粉和钙镁硅长纤维加入混炼机中，在1500
‑
2000rpm，80
‑
90℃下搅拌混炼10
‑
15min，再加入助溶剂，于真空环境，1500
‑
2000rpm，80
‑
90℃下继续搅拌40
‑
60min，最后冷却静置22
‑
28h，得到混合物C；S2：将混合物C加入挤出机中混炼，在1500
‑
2000rpm，80
‑
90℃下搅拌混炼30
‑
40min，然后加入硫化剂，在1500
‑
2000rpm，80
‑
90℃下搅拌混炼10
‑
15min，然后，置于平板硫化机上，在140
ꢀ‑
150℃、10
‑
12 MPa的条件下模压硫化成型，最后绕包在铜芯导体表面，得到陶瓷化硅橡胶绝缘层；S3：将交联聚乙烯挤包于陶瓷化硅橡胶绝缘层表面，得到交联绝缘层，然后在交联绝缘层表面编织镀锡铜丝，得到绝缘线芯；S4：将四根绝缘线芯相互间隔并平行纵置，并在其中填充耐火玻璃纤维，得到缆芯；S5：在缆芯的表面绕包云母带，得到阻燃绕包层，然后在阻燃绕包层表面挤包低烟无卤聚乙烯，得到高柔性防火电缆。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种高柔性防火电缆及其制备方法，解决了具有陶瓷化硅橡胶材料的防火电缆中的柔性和防火性能之间的冲突。通过优化陶瓷化硅橡胶绝缘层的成分和钙镁硅长纤维的制备方法，提高了电缆的柔性和防火性能。同时，制备方法简单实用，适用于工业化生产。
[0019]本专利技术提供了一种高柔性防火电缆及其制备方法，在陶瓷化硅橡胶绝缘层中引入了钙镁硅长纤维，钙镁硅长纤维具有高强度和高模量特性，能够显著增强陶瓷化硅橡胶的力学性能，混合钙镁硅纤维后，陶瓷化硅橡胶绝缘层的拉伸强度、抗裂断性能和耐磨性都得到了提升，从而增加了电缆的使用寿命和可靠性。并且，将钙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高柔性防火电缆，其特征在于，包括缆芯和外层：所述缆芯由四根绝缘线芯相互间隔并平行纵置在阻燃填充层中构成；所述绝缘线芯由依次从内到外的铜芯导体、陶瓷化硅橡胶绝缘层、交联绝缘层和屏蔽层构成；所述外层由依次从内到外的阻燃绕包层和阻燃护套层构成；所述陶瓷化硅橡胶绝缘层的组成成分按如下重量份计：甲基乙烯基硅橡胶40
‑
60份、复合陶瓷化粉16
‑
24份、羟基硅油4
‑
6份、气相白炭黑12
‑
18份、硫化剂0.5
‑
1.5份、硼酸锌6
‑
15份、钙镁硅长纤维1
‑
7份；所述钙镁硅长纤维的具体制备过程如下：S1：将硝酸钙和硝酸镁加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，然后滴加0.5M硅酸钠水溶液，于室温，300
‑
500rpm下搅拌12
‑
15h，洗涤干燥，然后于800
‑
900℃下煅烧2
‑
4h，升温速率为2.5
‑
3.5℃/min，最后研磨6
‑
10h，得到钙镁硅粉末；S2：将钙镁硅粉末加入到20wt%海藻酸钠水溶液中，再加入甲基丙烯酰化海藻酸钠，然后于室温，100
‑
150rpm下搅拌2
‑
6h，得到复合浆液，然后通过注射泵将复合浆液挤出到10wt%硝酸钙水溶液中，静置3
‑
5h，最后分离，干燥12
‑
24h，得到钙镁硅长纤维。2.根据权利要求1所述的高柔性防火电缆，其特征在于，所述交联绝缘层为交联聚乙烯，所述阻燃填充层为耐火玻璃纤维，所述屏蔽层为镀锡铜丝，所述阻燃绕包层为云母带，所述阻燃护套层为低烟无卤聚乙烯。3.根据权利要求1所述的高柔性防火电缆，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶的分子量为450000
‑
700000，乙烯基摩尔分数为0.07%
‑
0.18%，所述羟基硅油的分子量为20000
‑
30000，羟基摩尔分数为1.5%
‑
3%。4.根据权利要求1所述的高柔性防火电缆，其特征在于，所述复合陶瓷化粉的型号为CP
‑
1，所述硫化剂为双二五。5.根据权利要求1所述的高柔性防火电缆，其特征在于，所述气相白炭黑的比表面积为150
‑
200m2/g。6.根据权利要求1所述的高柔性防火电缆，其特征在于，所述钙镁硅长纤维的长度100
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：魏朋飞，魏世昭，
申请(专利权)人：创进电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：