耐火電纜用無鹵阻燃陶瓷化聚烯烴電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及低煙耐火電纜料領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締 控電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市人口的急劇增長，伴隨著高層建筑、地鐵、機場、車站、大型酒店、超市、醫(yī) 院W及大型公共體育、娛樂場所、公共交通設(shè)施的不斷增加，消防、防火安全問題的重要性 凸顯出來。目前在一些大型、高層建筑或公共場所發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)會引起電路發(fā)生故障， 使得警報、自動Π、電梯、噴淋系統(tǒng)、各種信號輸送系統(tǒng)W及其它緊急救援設(shè)備停止工作，致 使現(xiàn)場人員難W逃生。同時如果可燃物放出大量煙霧，特別是有毒氣體，還將導(dǎo)致二次災(zāi)害 的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著人們的生命和財產(chǎn)安全。
[0003]目前國內(nèi)外采用的防火電線電纜主要是氧化儀礦物絕緣耐火電纜和云母帶繞包 的耐火電纜。前者需要?？诘纳a(chǎn)加工設(shè)備，而且運些設(shè)備大都需要進口，價格昂貴，資金 投入太大，且該電纜的外護層是全銅的，不僅造價高，而且敷設(shè)安裝難度大，很難大規(guī)模地 普及使用和推廣等。而后者在生產(chǎn)過程中需要多層纏繞，工藝復(fù)雜，且由于工藝條件的限 審IJ，往往易造成搭接縫處出現(xiàn)缺陷，火燒后云母帶發(fā)脆，容易脫落，也造成耐火效果差，從而 難W保障通訊、電力在火災(zāi)情況下的安全楊通。鑒于運兩種耐火電纜在生產(chǎn)和使用等環(huán)節(jié) 中存在的不足，人們開發(fā)了可瓷化高分子（ceramifiablepolymer)耐火電纜材料，該材料 是一種比較優(yōu)異的防火材料，其優(yōu)點是在室溫時具有與普通電線電纜絕緣層相同的性質(zhì)， 遇高溫著火后經(jīng)過瓷化轉(zhuǎn)變成堅硬的陶瓷保護層，可抵抗上千度明火的燒蝕，并且具有一 定的機械強度。國內(nèi)外對運方面的研究雖然可追溯到20世紀(jì)30年代，但一直發(fā)展緩慢，直 到近年對可陶瓷化耐火電纜的研究才有所增加，陶瓷化耐火電纜才成為耐火電纜領(lǐng)域的研 究熱點之一。
[0004] 澳大利亞的科研人員在運方面做的工作比較多，并對運類體系的瓷化機理進行了 研究。目前研究的比較成功的有陶瓷化娃橡膠電纜料，該電纜料應(yīng)用于電纜具有良好的耐 火效果，并且燃燒時的發(fā)煙量小W及不會產(chǎn)生有毒有害氣體而可避免二次災(zāi)害，此外在燃 燒后，會分解產(chǎn)生大量的Si〇2,為成瓷提供物質(zhì)基礎(chǔ)，可在電線電纜的纜忍外形成堅硬的不 易脫落的殼而藉W保護導(dǎo)體，確保輸電正常進行。
[0005] 但陶瓷化娃橡膠電纜料所存在的不足是：在使用時，需要憑借專用的擠出設(shè)備擠 出，并且需經(jīng)過硫化處理，工藝相對復(fù)雜，適用范圍有限；如果將電纜料制成娃橡膠帶，將其 纏包至電線電纜纜忍外，會使得生產(chǎn)效率低且成本高，不利于工業(yè)化放大生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料，該耐火電纜 用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料在室溫時具有與普通電線電纜絕緣層相同的性質(zhì)，擠出加 工工藝簡單，設(shè)備要求低，安裝敷設(shè)方便，遇高溫著火后經(jīng)過瓷化轉(zhuǎn)變成堅硬的陶瓷保護 層，并且具有一定的機械強度，保證了電線電纜線路正常運行；同時提供一種用于上述耐火 電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料的制備方法。
[0007] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料的 技術(shù)方案是：一種耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料，由下列重量份的材料組成： 乙締-醋酸乙締醋共聚物 40~60份， 乙締-α-締控共聚物 40~60份， 高密度聚乙締樹脂 5~10份， 馬來酸酢接枝無定形聚締控 5~10份， 云母粉 30~60份， 陶瓷粉 40~60份， 玻璃粉 30~60份， 氧化巧 5~20份， 氧化鋒 2~10份， Ξ聚氯胺氯尿酸鹽 5~20份， 微膠囊化紅憐 10~20份， 納米氨氧化侶 40~60份， 有機蒙脫上 2~5份， 多壁碳納米管 2~5份， 抗氧劑1010 0.5~2份， 硅烷偶聯(lián)劑Α-172 0. 5~2份， 潤滑劑娃酬母粒 2~8份； 所述的乙締-醋酸乙締醋共聚物的乙締含量為28~40%，烙體流動速率為3~5g/10min; 所述乙締-α-締控共聚物為乙締-α-丙締共聚物和乙締-α-辛締共聚物的一種或 兩種按任意重量比相混合的混合物； 所述高密度聚乙締樹脂的烙體流動速率為1~10g/lOmin; 所述馬來酸酢接枝無定形聚締控，接枝率為1. 〇9?^1. 5%，其融烙指數(shù)為1~lOg/lOmin; 所述玻璃粉為低烙點玻璃粉，烙點為500~800°C。
[0008] 上述技術(shù)方案進一步改進的技術(shù)方案如下： 1.上述方案中，所述乙締-醋酸乙締醋共聚物為法國阿克瑪公司生產(chǎn)的EVA2803或者 美國杜邦公司生產(chǎn)的EVA40L03。
[0009] 2.上述方案中，所述乙締-α-締控共聚物為日本Ξ井生產(chǎn)的DF8200或者美國陶 氏公司生產(chǎn)的EPDM4725Ρ。
[0010] 3.上述方案中，所述高密度聚乙締樹脂為美國化XUSResin集團生產(chǎn)的 皿陽-553或者皿陽-1062。
[0011] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料的 制備方法，包括W下步驟：一種用于權(quán)利要求1所述的耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控 電纜料的制備方法，包括W下步驟： 步驟一、將乙締-醋酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、高密度 聚乙締樹脂5~10份、馬來酸酢接枝無定形聚締控5~10份、云母粉30~60份、陶瓷粉40~60 份、玻璃粉30~60份、氧化巧5~20份、氧化鋒2~10份、Ξ聚氯胺氯尿酸鹽5~20份、微膠囊 化紅憐10-20份、納米氨氧化侶40~60份、有機蒙脫± 2~5份、多壁碳納米管2~5份、抗氧劑 10100. 5~2份、硅烷偶聯(lián)劑Α-1720. 5~2份、潤滑劑娃酬母粒2~8份一次全部投入到密煉機 中混煉，混煉料溫至120~150°C時出料； 步驟二、將步驟一中得到的料送入錐形喂料斗，經(jīng)過雙螺桿擠出機組塑化擠出，設(shè)定 雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的溫度分別為一區(qū)l〇〇°C~110°C、二區(qū)110°C~120°C、S區(qū) 120°C~130°C、四區(qū) 130°C~140°C、五區(qū) 140~150°C、六區(qū) 150°C~160°C、屯區(qū) 140°C~150°C、 八區(qū)130°C~140°C、九區(qū)130~140°C，雙螺桿擠出機的機頭溫度130~140°C，冷切造粒，獲得 耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料。
[0012] 上述技術(shù)方案進一步改進的技術(shù)方案如下： 上述方案中，所述的雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的溫度分別控制為一區(qū) 100°C~110°C、二區(qū) 110°C~120°C、S區(qū) 120°C~130°C、四區(qū) 130°C~140°C、五區(qū) 140~150°C、 六區(qū)150°C~160°C、屯區(qū)140°C~150°C、八區(qū)130°C~140°C、九區(qū)130~140°C，雙螺桿擠出機 的機頭溫度130~140°C。
[0013] 由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點： 1.本發(fā)明耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料及其制備方法，其采用乙締-醋 酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、加入云母粉、陶瓷粉、低烙點的 玻璃粉、納米氨氧化侶、氧化巧、氧化鋒和有機蒙脫上的復(fù)配體系作為陶瓷的成瓷填料，具 有陶瓷化性能好，結(jié)殼速度快，結(jié)殼溫度低，結(jié)殼非常堅硬、密實，在500~1200°C有焰、無焰 情況下，不烙滴，不脫落，不會造成二次火災(zāi)，能燒成堅硬的陶瓷狀鏈體，溫度越高、時間越 長燒后的陶瓷狀鏈體越堅硬，殘余物為陶瓷無機物，燒蝕后表面完整、無明裂痕，且斷面會 生成均勻的微孔，能起到非常好的隔熱、降溫、耐火效果，無面、無毒、無味，通過R0HS檢驗 標(biāo)準(zhǔn)。
[0014] 2.本發(fā)明耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料及其制備方法，其選用特定 參數(shù)的乙締-醋酸乙締醋共聚物40~60份、乙締-α-締控共聚物40~60份、高密度聚乙締樹 脂5~10份、馬來酸酢接枝無定形聚締控5~10份作為基體材料，和云母粉、陶瓷粉、低烙點的 玻璃粉、納米氨氧化侶、氧化巧和氧化鋒組成的成瓷填料混合，W及偶聯(lián)劑和潤滑劑并配有 多壁碳納米管2~5份，使得（1)各組分具有良好的相容性，使材料具有優(yōu)異的機械性能，拉 伸強度大于8.OMPa、斷裂伸長率大于150% ; (2)常溫下電絕緣性能優(yōu)異，介電強度> 28KV/ mm，體積電阻率> 1.IX1〇ι4Ω·cm; (3)安全環(huán)保，無面、無毒、無味，通過R0服檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
[0015] 3.本發(fā)明耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料及其制備方法，其在配方中 進一步添加多壁碳納米管、有機蒙脫±、微膠囊化紅憐和納米氨氧化侶具有協(xié)同阻燃效果， 可形成良好的封閉炭層，而炭層作為絕緣和難燃材料，可有效降低揮發(fā)性氣體(燃料）向火 焰區(qū)域擴散。裂縫越少，燃料的擴散越難，從而使材料的熱釋放速率相應(yīng)降低，進而提高材 料的阻燃性能。
[0016] 4.本發(fā)明低煙無面陶瓷化耐火電纜料及其制備方法，材料質(zhì)軟，邵氏硬度小于 93A;加工工藝好，具有擠出加工工藝簡單、設(shè)備要求低、安裝敷設(shè)方便，克服了陶瓷化橡膠 電纜料在放大生產(chǎn)過程中的缺點，是目前國內(nèi)外電纜材料發(fā)展的一個重要方向。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 實施例1 :一種耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料，由下列重量份的材料組成： 取乙締-醋酸乙締醋共聚物45份，乙締-α-丙締共聚物40份，乙締-α-丙締共聚物為美 國陶氏公司生產(chǎn)的EPDM4725P，高密度聚乙締樹脂5份，此高密度聚乙締樹脂為美國化XUS Resin集團生產(chǎn)的皿ΡΕ-553,馬來酸酢接枝無定形聚締控10份，此馬來酸酢接枝無定形聚 締控為上海久聚公司生產(chǎn)JY035,馬來酸酢接枝率為1. 0%，云母粉50份，陶瓷粉50份，烙點 500°C的玻璃粉50份，納米氨氧化侶50份，氧化巧5份，氧化鋒8份，Ξ聚氯胺氯尿酸鹽10 份，微膠囊化紅憐15份、納米氨氧化侶50份、有機蒙脫± 2份、多壁碳納米管5份、抗氧劑 1010為0. 5份，硅烷偶聯(lián)劑A-172 1份，娃酬母粒3份。
[0018] 所述乙締-醋酸乙締醋共聚物為法國阿克瑪公司生產(chǎn)的EVA2803,醋酸乙締醋含 量為28%，烙體流動速率為3g/10min。
[0019] 上述耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料的制備方法，如下：按上述重量份 稱各個組分原料，將稱好的各原料一次全部投入到密煉機中混煉，混煉料溫至140°C時出料 并送入錐形喂料斗，經(jīng)過雙螺桿擠出機組塑化擠出，控制雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的 溫度分別控制為一區(qū)110°c、二區(qū)120°C、S區(qū)130°C、四區(qū)135°C、五區(qū)145°C、六區(qū)155°C、 屯區(qū)145°C、八區(qū)135°C、九區(qū)135°C，雙螺桿擠出機的機頭溫度135°C，冷切造粒，獲得上述 耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料。
[0020] 實施例2 :-種耐火電纜用無面阻燃陶瓷化聚締控電纜料，由下列重量份的材料 組成：乙締-醋酸乙締醋共聚物40份，乙締-α-辛締共聚物40份，此乙締-α-辛締共聚 物為日本Ξ井公司生產(chǎn)的DF8200,高密度聚乙締樹脂10