本發(fā)明屬于輸配電線路器材領域，涉及一種電纜及其制備方法，尤其涉及一種復合凝膠耐火電纜及其制備方法。

背景技術：
隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，電纜的耐火性能越來越受到重視。傳統(tǒng)的氧化鎂礦物電纜具有較好的耐火性能，但是其敷設安裝極其不便，制約了其應用。如何制備耐火性能優(yōu)異、安裝敷設便利的耐火電纜意義重大。在本發(fā)明完成之前，尚未見到用與本發(fā)明制備方法相同的耐火電纜產(chǎn)品，也未見到有與本發(fā)明相同的耐火電纜的制備方法在文獻中有記載。

技術實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種復合凝膠耐火電纜以及復合凝膠耐火電纜的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種復合凝膠耐火電纜由金屬導體、復合凝膠絕緣耐火層及無鹵低煙護套組成。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復合凝膠絕緣耐火層由氧化鋁纖維、納米MgF2顆粒以及復合MgO前驅體凝膠制得，所述氧化鋁纖維長度為20μm-35μm，直徑為0.4μm-0.7μm，的添加量為5.8％-15.2％；所述納米MgF2顆粒的平均粒徑為22nm-25nm，按重量百分比得添加量為0.5％-1.5％；所述復合MgO前驅體凝膠由堿式碳酸鎂(4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O)和檸檬酸(C6H8O7)采用凝膠法復合制得，堿式碳酸鎂與檸檬酸的重量比為2-4：1。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復合凝膠絕緣耐火層最高使用溫度為1850℃-1950℃，所述復合凝膠絕緣耐火層在25℃時的等效熱導率為0.055W/(m·k)-0.088W/(m·k)，所述復合凝膠絕緣耐火層的凝膠基體在380℃-420℃時能夠形成氧化鎂陶瓷，所述復合凝膠絕緣耐火層在1000℃時的等效熱導率為8.181W/(m·k)-9.258W/(m·k)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種復合凝膠耐火電纜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：采用鋁合金或銅制得金屬導體；在20℃下，將檸檬酸和堿式碳酸鎂按一定的重量比溶于去離子水中，進行1h的磁力攪拌，攪拌過程中將溶液的PH值保持在4.0；將攪拌后的溶液加熱至50℃，并在此溫度下減壓蒸發(fā)脫水，得到溶膠；在所述溶膠中加入氧化鋁纖維和納米MgF2顆粒，使得所述溶膠與所述氧化鋁纖維以及納米MgF2顆粒進行復合，電磁攪拌50分鐘，使得復合的溶膠以氧化鋁纖維為骨架逐漸凝膠；采用擠出機，在95-120℃溫度和120Mpa的壓力下，將復合的凝膠擠包在所述金屬導體上，并使其經(jīng)過老化處理箱和超臨界干燥器進行在線老化處理和干燥處理。在擠包有復合凝膠的金屬導體外層包覆無鹵低煙護套。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述老化處理箱內溫度為45℃，箱內充滿自動更換的無水乙醇。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述超臨界干燥器內溫度為2-3℃，所述超臨界干燥器內充滿無水乙醇，并通入液態(tài)CO2進行溶劑置換，以去除凝膠內的水和乙醇。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述復合凝膠耐火電纜的最小彎曲半徑為所述復合凝膠耐火電纜直徑的9-12倍。本發(fā)明的實施例綜合運用材料和創(chuàng)新性工藝制備復合凝膠絕緣耐火層，實現(xiàn)具有優(yōu)異耐火性能的耐火電纜的制備。本發(fā)明所制備的復合凝膠耐火電纜的絕緣耐火層在常溫時具有極好的柔韌性，顯著改善了傳統(tǒng)耐火電纜敷設安裝和運輸不方便的缺點；復合絕緣耐火凝膠具有極好的絕緣性能和耐火性能，在380℃-420℃時能形成氧化鎂陶瓷，進一步提高其絕緣和耐火性能；凝膠基體與氧化鋁纖維均勻復合，在常溫和高溫生成氧化鎂陶瓷后均具有優(yōu)異的力學性能。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的實施例解決了傳統(tǒng)耐火電纜安裝不便的不足，根據(jù)本發(fā)明實施例的復合凝膠耐火電纜結構簡單，耐火性能顯著提高，從而使得電纜應用更安全。具體實施方式為使本發(fā)明技術方案和優(yōu)點更加清楚，通過以下幾個具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例11、采用鋁合金或銅制得金屬導體。2、在20℃下，將檸檬酸和堿式碳酸鎂按物質的量比為2:1溶于去離子水中，進行1h的磁力攪拌，攪拌過程中將溶液的PH值保持在4.0。將溶液加熱至50℃，并在此溫度下減壓蒸發(fā)脫水，得到溶膠，加入重量百分比為5.8％、長度20μm、直徑為0.4μm的氧化鋁纖維，加入重量百分比為0.5％、平均粒徑為22nm的納米MgF2顆粒(即納米MgF2粉或者納米MgF2粉體)，電磁攪拌50分鐘使復合溶膠以氧化鋁纖維為骨架逐漸凝膠。3、采用擠出機，在95℃溫度和120Mpa的壓力下，將復合濕凝膠擠包在金屬導體上，并使其經(jīng)過45℃、充滿無水乙醇的老化處理箱和溫度為2-3℃、充滿無水乙醇超臨界干燥器，干燥器內通入液態(tài)CO2進行溶劑置換，去除凝膠內的水和乙醇，對其進行在線老化處理和干燥處理。。4、在擠包有復合凝膠的電纜芯外層擠包無鹵低煙護套。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得耐火電纜的彎曲半徑為9D，即所得隔熱防火電纜的彎曲半徑為電纜直徑的9倍。采用QTM-500型隔熱測試儀，按GB/T10294-2008對制得的復合凝膠絕緣耐火層進行測量，在25℃時的等效熱導率為0.065W/(m·k)。對制得的復合凝膠耐火電纜進行燃燒試驗，復合凝膠絕緣耐火層的凝膠基體在420℃時形成氧化鎂陶瓷，其在1000℃時的熱導率為9.258W/(m·k)。實施例21、采用鋁合金或銅制得金屬導體。2、在20℃下，將檸檬酸和堿式碳酸鎂按物質的量比為3:1溶于去離子水中，進行1h的磁力攪拌，攪拌過程中將溶液的PH值保持在4.0。將溶液加熱至50℃，并在此溫度下減壓蒸發(fā)脫水，得到溶膠，加入重量百分比為10.8％、長度25μm、直徑為0.5μm的氧化鋁纖維，加入重量百分比為1.0％、平均粒徑為23nm的納米MgF2顆粒(即納米MgF2粉或者納米MgF2粉體)，電磁攪拌50分鐘使復合溶膠以氧化鋁纖維為骨架逐漸凝膠。3、采用擠出機，在105℃溫度和120Mpa的壓力下，將復合濕凝膠擠包在金屬導體上，并使其經(jīng)過45℃、充滿無水乙醇的老化處理箱和溫度為2-3℃、充滿無水乙醇超臨界干燥器，干燥器內通入液態(tài)CO2進行溶劑置換，去除凝膠內的水和乙醇，對其進行在線老化處理和干燥處理。。4、在擠包有復合凝膠的電纜芯外層擠包無鹵低煙護套。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得耐火電纜的彎曲半徑為9D，即所得隔熱防火電纜的彎曲半徑為電纜直徑的9倍。采用QTM-500型隔熱測試儀，按GB/T10294-2008對制得的復合凝膠絕緣耐火層進行測量，在25℃時的等效熱導率為0.055W/(m·k)。對制得的復合凝膠耐火電纜進行燃燒試驗，復合凝膠絕緣耐火層的凝膠基體在420℃時形成氧化鎂陶瓷，其在1000℃時的熱導率為8.181W/(m·k)。實施例31、采用鋁合金或銅制得金屬導體。2、在20℃下，將檸檬酸和堿式碳酸鎂按物質的量比為4:1溶于去離子水中，進行1h的磁力攪拌，攪拌過程中將溶液的PH值保持在4.0。將溶液加熱至50℃，并在此溫度下減壓蒸發(fā)脫水，得到溶膠，加入重量百分比為15.2％、長度35μm、直徑為0.7μm的氧化鋁纖維，加入重量百分比為1.5％、平均粒徑為25nm的納米MgF2顆粒(即納米MgF2粉或者納米MgF2粉體)，電磁攪拌50分鐘使復合溶膠以氧化鋁纖維為骨架逐漸凝膠。3、采用擠出機，在120℃溫度和120Mpa的壓力下，將復合濕凝膠擠包在金屬導體上，并使其經(jīng)過45℃、充滿無水乙醇的老化處理箱和溫度為2-3℃、充滿無水乙醇超臨界干燥器，干燥器內通入液態(tài)CO2進行溶劑置換，去除凝膠內的水和乙醇，對其進行在線老化處理和干燥處理。。4、在擠包有復合凝膠的電纜芯外層擠包無鹵低煙護套。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所得耐火電纜的彎曲半徑為12D，即所得隔熱防火電纜的彎曲半徑為電纜直徑的12倍。采用QTM-500型隔熱測試儀，按GB/T10294-2008對制得的復合凝膠絕緣耐火層進行測量，在25℃時的等效熱導率為0.088W/(m·k)。對制得的復合凝膠耐火電纜進行燃燒試驗，復合凝膠絕緣耐火層的凝膠基體在420℃時形成氧化鎂陶瓷，其在1000℃時的熱導率為8.528W/(m·k)。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。