一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆，其特征在于所述的电缆的每个芯由里至外依次由导体、硅橡胶绝缘层、填充料、阻燃隔氧层、铝塑复合带隔热层和膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火外护层组成；结构上采用膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火外护层加铝塑复合带隔热层加硅橡胶绝缘层三者组合形成的耐火电缆结构设计；涂敷金属水合物的无卤高阻燃材料形成的阻燃隔氧层结构设计；总之，本实用新型专利技术提供的电缆不仅易于加工，电缆外径比传统电缆的外径小２－４ｍｍ，可明显使结构减轻。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆
本技术涉及一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆，所述的电缆可广泛应用 于高层建筑、商用住宅、商场、医院、电站、地铁、宾馆等场所，属于电缆

技术介绍
随着社会的进步和科技的发展以及人类对生态环境的要求，各国都致力于开发 环保电缆。近年来，欧盟已陆续实施《WEEE指令》、《ROHS指令》和《EUP指令》 等绿色指令，特别是在2009年12月哥本哈根会议之后，低碳经济，绿色环保概念深入人 心，环保型电缆必将是电线电缆发展的趋势。然而，当前广泛使用的阻燃电缆主要是含卤阻燃体系的聚氯乙烯绝缘及护套电 缆，或是添加金属氢氧化物阻燃体系的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆，它们虽然在一定程度 上满足了人们对电缆的阻燃要求，但含卤阻燃体系的电缆着火燃烧时会产生二次危害， 从而加大了火灾带来的损失。低烟无卤阻燃聚烯烃电缆虽然可以克服含卤阻燃电缆遇火 燃烧时产生的浓烟，释放有毒腐蚀性气体等缺点，同时还可解决普通阻燃电缆易老化、 低温脆性差等问题，但这类电缆却存在力学性能、电性能、加工性能不够理想等问题。常见的耐火电缆有云母带绕包聚氯乙烯绝缘或交联聚乙烯绝缘耐火电缆，矿物 氧化镁绝缘铜护套耐火电缆。前者是目前国内较为普遍的耐火电缆，其结构和普通电缆 基本一样，不同之处在于导体和绝缘之间设置了由云母带绕包形成的耐火层，该耐火层 具有一定的耐火特性，但一旦电缆遇火燃烧，构成电缆的高分子材料极易燃烧，而保持 线路的完整性依靠的是云母带，因而云母带的选材和加工工艺非常关键。目前国内这种 结构的耐火电缆稳定性很差，不同厂家的耐火电缆质量参差不齐。后者是一种性能十分 优异的安全型电缆，由铜导体，无机氧化镁绝缘和铜护套三者组合加工而成，由于矿物 绝缘电缆独特的结构和使用材料的无机绝缘特性，使得矿物绝缘电缆具有耐火、防爆、 防水耐腐蚀，机械强度高，载流量大等特性，但电缆成本较为昂贵，制造工艺复杂，生 产长度短，且终端附件多接头点薄弱，安装施工较麻烦，因而不适宜广泛推广使用。在对阻燃、耐火、无卤阻燃电缆产品的环境安全性和使用安全性要求日益严格 的前提下，新型无卤阻燃电缆已成为国内、外线缆行业的重点研发方向之一。20世纪 九十年代末，国内外各大聚合物材料厂商及相关研究机构开始了对低烟无卤阻燃聚烯烃 电缆材料的研究，大力开发无卤阻燃电缆技术，并提出了多种阻燃体系的低烟无卤阻燃 聚烯烃电缆材料，以金属氢氧化物〔如氢氧化镁Mg(OH)2、氢氧化铝Al(OH)3等〕阻燃 体系为主的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆迅速得到了大范围的推广应用，但至今国内对低烟 无卤阻燃聚烯烃电缆的理解仍局限于通过金属氢氧化物在高温条件下发生水分气化降低 材料表面温度，从而达到无卤阻燃的要求，但金属氢氧化物阻燃体系的无卤阻燃电缆， 易吸收空气中的水分，而且与基体树脂的相容性差，欲获得高阻燃性能需添加大量阻燃 填充剂，高填充量必然导致聚合物的强度和伸长率大幅降低，因而对材料的机械力学、 电性能及加工性能影响很大。针对阻燃、耐火、低烟无卤阻燃聚烯烃电缆的现状及存在的问题，本申请拟从 环境安全性和使用安全性角度出发，在结构设计中，充分考虑电缆的阻燃耐火性能和绿 色环保性能，摒弃传统耐火电缆结构及挤包隔氧层结构，并通过对绝缘层及外护层材料 的合理选用，从而开发了 一种硅橡胶绝缘膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火环保电缆。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆，所提供的环 保电缆是一种硅橡胶绝缘膨胀型低烟无商阻燃聚烯烃耐火外护套环保电缆。这种耐火膨 胀型低烟无卤高阻燃聚烯烃环保电缆导体外无需绕包云母带，绝缘层采用硅橡胶材料， 缆芯外绕包无卤高阻燃包带形成新型隔氧层，隔热层采用铝塑复合带绕包，外护层采用 膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火护套料。由于硅橡胶绝缘层在火焰温度下仍保持优良的 电绝缘性能，并能在导体表面形成以二氧化硅为主体的硬壳无机绝缘体，绝缘性能的稳 定确保了电缆在火焰温度下能够长时间正常工作。缆芯绕包无卤高阻燃包带形成新型隔 氧层，起到隔氧、阻燃作用；铝塑复合带绕包形成隔热层，起到隔热、反射热量作用。 外护层采用膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火护套新材料，该材料在高温条件下，通过不 同组份(炭源、酸源、气源)之间的化学作用，在材料表面膨胀形成致密炭层，膨胀层 具有隔热、隔氧作用，一方面减少辐射到外护层上的热量，降低表面温度，阻止外护层 进一步降解及燃烧，另一方面减少热降解产生的可燃物与氧气的扩散，抑制火焰进一步 蔓延。耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆在发生火灾时，不但能够阻隔火源进一步燃烧， 延长电缆的耐火工作时间，而且发烟量低，不会产生有毒有害气体，有效消除了二次危 害，提高了使用安全性和环境安全性。本技术提供的一种耐火膨胀型无卤高阻燃环保电缆(简称环保电缆)性能技 术指标是(1)溶液的PH加权值不小于4.3，电导率加权值不大于10 μ s/mm ；(2)材料有焰时烟密度Dm不大于100，无焰时烟密度Dm不大于200 ；成品电 缆燃烧后，单根电缆透光率在85%以上，多根或多束电缆透光率在80%以上； (3)电缆的烟气毒性符合ZA2级；(4)电缆燃烧时产生的各种气体的浓度及发烟量(ppm) HCl为O、CO为30、 NO2S 0.061、SO2S 0.012;(5)材料不含氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘⑴等卤素；重金属含量(mg/ kg)铬(Cr)≤60、镉(Cd)≤75、汞(Hg)≤60、铅(Pb)《≤90、锑 6b)≤60、砷(As)≤25、钡 (Ba)≤1000,硒(Se)≤500 ；(6)电缆阻燃性能达到I级A类阻燃电缆的要求；(7)电缆耐火性能达到I级A类耐火电缆的要求。本技术提供的环保电缆可以单芯电缆、二芯电缆、三芯电缆、四芯电缆或 五芯电缆。以四芯电缆为例(图1)，电缆的每个芯由里至外依次为导体、硅橡胶绝缘 层、填充料、阻燃隔氧层、铝塑复合带隔热层和膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火外护层 组成。为实现本技术提供的环保电缆其关键工艺技术包括构成电缆的构件的选择和创造工艺的选择。1、构筑环保电缆的构件的选择导体采用符合GB/T 3956规定的1类或2类绞合铜导体，导体表面光洁，无毛 刺，无划痕。绝缘层采用甲基乙烯基硅胶混合物作为绝缘材料，甲基乙烯基硅胶混合物为环 保材料，具有良好的加工性能、机械物理性能及特殊成壳性能。硅橡胶绝缘在高温燃烧 情况下逐步分解，在导体表面形成以二氧化硅为主体的硬壳无机绝缘体，壳层具有较大 机械强度，能承受一定机械冲击力，类似云母带绕包形成的耐火层，在高温或受潮情况 下仍具有优异的电气绝缘性能，确保电缆在高温燃烧下保持一段时间的正常工作。成缆绕包采用涂敷金属水合物的无卤高阻燃包带包覆在缆芯外，无卤高阻燃包 带外观为白色双面浸胶，该绕包材料通过采用无碱玻璃纤维布，浸涂不含任何卤素、不 含磷的高阻燃性胶体，并经固化或交联而成。可形成新型阻燃隔氧层，实现电缆高阻燃 性能和绿色环保性能。填充采用高阻燃无机纸绳，保证产品的圆整性和高阻燃性。隔热层采用铝塑复合带绕包。铝塑复合带用铝带与塑料层用聚乙烯，两者通过 采用优级涂层料加工制成。隔热层起到很好的隔热、反射热量作用，减缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐火膨胀无卤高阻燃环保电缆，其特征在于所述的电缆的每个芯由里至外依次由导体、硅橡胶绝缘层、填充料、阻燃隔氧层、铝塑复合带隔热层和膨胀型低烟无卤阻燃聚烯烃耐火外护层组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵怀顺，徐福明，林丽云，郑高楚，
申请(专利权)人：南洋电缆集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]