本發(fā)明涉及電線電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃電力電纜。
背景技術(shù)：
阻燃電力電纜，是指在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣被燃燒，在撤去試驗(yàn)火源后，火焰的蔓延僅在限定范圍內(nèi)，殘焰或殘灼在限定時間內(nèi)能自行熄滅的電纜。根本特性是：在火災(zāi)情況下有可能被燒壞而不能運(yùn)行，但可阻止火勢的蔓延。通俗地講，電線萬一失火，能夠把燃燒限制在局部范圍內(nèi)，不產(chǎn)生蔓延，保住其他的各種設(shè)備，避免造成更大的損失。
現(xiàn)有阻燃電力電纜主要分兩類：含鹵阻燃電力電纜和無鹵低煙阻燃電力電纜，前者具有良好的阻燃特性，但是在電纜燃燒時會釋放大量的濃煙和鹵酸氣體，鹵酸氣體對周圍的電氣設(shè)備有腐蝕性危害，救援人員需要帶上防毒面具才能接近現(xiàn)場進(jìn)行滅火。電纜燃燒時給周圍電氣設(shè)備以及救援人員造成危害，不利于滅火救援工作，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的“二次危害”。后者不僅具有更好的阻燃特性，而且在電纜燃燒時沒有鹵酸氣體放出，電纜的發(fā)煙量也小，但是機(jī)械性能差，易變形，使用壽命低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種阻燃電力電纜，可以克服上述缺點(diǎn)，不僅具有良好的阻燃特性，而且具有良好的機(jī)械性能，同時還具有環(huán)保、耐高溫和抗干擾性佳等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的一種阻燃電力電纜，從內(nèi)到外依次包括電纜芯、填充層、內(nèi)護(hù)套層、絕緣層、繞包帶和外護(hù)套層，所述填充層包覆著所述電纜芯，所述內(nèi)護(hù)套包覆著填充層，所述絕緣層包覆著所述內(nèi)護(hù)套層，所述絕緣層外側(cè)繞有所述繞包帶，所述外護(hù)套層包覆著所述繞包帶；所述繞包帶為無堿無蠟玻璃纖維布，所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.3-0.5mm；
所述內(nèi)護(hù)套層和所述外護(hù)套層的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂150-180份、三丙烯基氰脲酸酯15-17份、氫氧化鋁90-130份、聚苯醚70-110份、含水硅酸鎂8-10份、磷酸異丙基苯二苯酯15-20份、環(huán)烷油15-17份、硬脂酸鈣4-6份、氫氧化鎂10-15份、鄰苯二甲酸二異丁酯10-15份、亞苯基雙馬酰亞胺4-6份、活性納米碳酸鎂25-28份和三氧化鉬6-8份。
進(jìn)一步地說，所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為300-400，所述含水硅酸鎂的粒度為1100-1200目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.30-0.35g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為150-155℃。
進(jìn)一步地說，所述內(nèi)護(hù)套層和所述外護(hù)套層的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂170份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氫氧化鋁100份、聚苯醚70份、含水硅酸鎂為10份、磷酸異丙基苯二苯酯15份、環(huán)烷油15份、硬脂酸鈣4份、氫氧化鎂11份、鄰苯二甲酸二異丁酯12份、亞苯基雙馬酰亞胺6份、活性納米碳酸鎂27份和三氧化鉬8份。
進(jìn)一步地說，所述電纜芯包括若干根螺旋纏繞的導(dǎo)線和屏蔽層，所述屏蔽層包覆著所述導(dǎo)線；所述導(dǎo)線的數(shù)量為8-10根，所述的電纜芯的數(shù)量為3-5根；所述的屏蔽層為由若干束鍍錫銅絲交叉組成的編織層。
進(jìn)一步地說，所述導(dǎo)線為銅導(dǎo)線或銅鎳合金導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線。
進(jìn)一步地說，所述的填充層為阻燃的網(wǎng)狀棉紗線或PP繩。
進(jìn)一步地說，所述的絕緣層為耐高溫為二甲基硅橡膠層、甲基氟硅橡膠層、三氟丙基氟硅橡膠層或乙烯基氟硅橡膠層。
進(jìn)一步地說，所述內(nèi)護(hù)套層和所述外護(hù)套層的材料按如下步驟制得：
步驟A：將聚氯乙烯樹脂、三丙烯基氰脲酸酯、氫氧化鋁、聚苯醚和含水硅酸鎂投入捏合機(jī)內(nèi)混合均勻，然后加入磷酸異丙基苯二苯酯、硬脂酸鈣和氫氧化鎂攪拌15-20分鐘，待混合均勻后，加入環(huán)烷油，靠摩擦熱使料溫升到50-60℃，再加入余下原料，料溫升至100-110℃時，將料卸到冷卻混合機(jī)中降溫，至40℃以下時出料；
步驟B：將上述捏合好的原料投入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速110-120r/min，加工溫度為170-190℃，即得。
進(jìn)一步地說，所述一種阻燃電力電纜的制造方法，按照如下步驟進(jìn)行：
步驟一：拉絲，獲得橫截面直徑為0.4-0.5mm的導(dǎo)線，將導(dǎo)線在500-600℃下退火軟化；
步驟二：絞線緊壓，將8-10根導(dǎo)線螺旋交織在一起，并在其表面擠壓屏蔽層，厚度為0.5-1.0mm，制成電纜芯；
步驟三：在電纜芯外擠壓填充層，厚度為0.8-1.2mm，并擠制步驟B制得的物質(zhì)即內(nèi)護(hù)套層，厚度為1.0-1.5mm；
步驟四：在內(nèi)護(hù)套外側(cè)擠壓絕緣層，厚度為0.6-0.9mm；
步驟五：在絕緣層外加繞無堿無蠟玻璃纖維布，厚度為0.3-0.5mm；
步驟六：在繞包帶外側(cè)擠制步驟B制得的物質(zhì)即外護(hù)套層，厚度為1.3-2.0mm；經(jīng)空氣、噴水或水浴冷卻，然后進(jìn)行牽引剪切，最后盤繞成卷，即得成品。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種阻燃電力電纜，從內(nèi)到外依次包括電纜芯、填充層、內(nèi)護(hù)套層、絕緣層、繞包帶和外護(hù)套層，具有采用相同材料制成的內(nèi)護(hù)套層和外護(hù)套層，雙層阻燃護(hù)套結(jié)構(gòu)，再加上阻燃的填充層使得本發(fā)明具有綜合性能優(yōu)，環(huán)保低毒、阻燃性好且易于加工，機(jī)械性能優(yōu)異、強(qiáng)度高和耐溫等級高等優(yōu)點(diǎn)。
更佳的是，制造內(nèi)護(hù)套層和外護(hù)套層所用的材料配方合理，其中聚氯乙烯樹脂為低聚合度的，鹵素含量低；氫氧化鎂和活性納米碳酸鎂具有良好的化煙功能，可以減少阻燃聚氯乙烯樹脂的HCL釋放量和發(fā)煙量，從而提高材料阻燃性，減少鹵素、酸霧、煙霧的排放量；當(dāng)添加劑用量較大時，會使材料的機(jī)械性能有所下降，此時包覆于絕緣層外的無堿無蠟玻璃纖維布，可抵消此種機(jī)械性能的降低，增加阻燃電力電纜的機(jī)械強(qiáng)度，使得阻燃電力電纜的阻燃性、環(huán)保性和機(jī)械性能俱佳；電纜芯內(nèi)的導(dǎo)線是螺旋纏繞的，增強(qiáng)了電纜的抗折斷性；采用的絕緣層為耐高溫的材料，增加了其耐高溫性和使用壽命。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的截面示意圖；
圖中各部分的附圖標(biāo)記如下：
導(dǎo)線1、屏蔽層2、填充層3、內(nèi)護(hù)套層4、絕緣層5、繞包帶6和外護(hù)套層7。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種阻燃電力電纜，從內(nèi)到外依次包括電纜芯、填充層3、內(nèi)護(hù)套層4、絕緣層5、繞包帶6和外護(hù)套層7，所述填充層4包覆著所述電纜芯，所述內(nèi)護(hù)套4包覆著填充層3，所述絕緣層5包覆著所述內(nèi)護(hù)套層4，所述絕緣層5外側(cè)繞有所述繞包帶6，所述外護(hù)套層7包覆著所述繞包帶6；所述繞包帶6為無堿無蠟玻璃纖維布。
所述電纜芯包括若干根螺旋纏繞的導(dǎo)線1和屏蔽層2，所述屏蔽層包覆著所述導(dǎo)線；所述的屏蔽層為由若干束鍍錫銅絲交叉組成的編織層。
所述導(dǎo)線1為銅導(dǎo)線或銅鎳合金導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線。優(yōu)選的，所述導(dǎo)線1為銅銅鎳合金導(dǎo)線
所述填充層3為阻燃的網(wǎng)狀棉紗線或PP繩。優(yōu)選的，所述填充層3為阻燃的網(wǎng)狀棉紗線。
所述絕緣層為耐高溫的二甲基硅橡膠層、甲基氟硅橡膠層、三氟丙基氟硅橡膠層或乙烯基氟硅橡膠層。優(yōu)選的，所述絕緣層為耐高溫的二甲基硅橡膠層。
實(shí)施例1：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.3mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為8根，所述電纜芯的數(shù)量為3根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂170份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氫氧化鋁100份、聚苯醚70份、含水硅酸鎂為10份、磷酸異丙基苯二苯酯15份、環(huán)烷油15份、硬脂酸鈣4份、氫氧化鎂11份、鄰苯二甲酸二異丁酯12份、亞苯基雙馬酰亞胺6份、活性納米碳酸鎂27份和三氧化鉬8份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為350，所述含水硅酸鎂的粒度為1115目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.35g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為150℃。
實(shí)施例2：其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.4mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為9根，所述電纜芯的數(shù)量為4根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂150份、三丙烯基氰脲酸酯15份、氫氧化鋁130份、聚苯醚110份、含水硅酸鎂為8份、磷酸異丙基苯二苯酯18份、環(huán)烷油17份、硬脂酸鈣5份、氫氧化鎂13份、鄰苯二甲酸二異丁酯10份、亞苯基雙馬酰亞胺4份、活性納米碳酸鎂25份和三氧化鉬7份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為310，所述含水硅酸鎂的粒度為1150目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.32g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為152℃。
實(shí)施例3：其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.5mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為10根，所述電纜芯的數(shù)量為5根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂180份、三丙烯基氰脲酸酯17份、氫氧化鋁90份、聚苯醚80份、含水硅酸鎂為9份、磷酸異丙基苯二苯酯20份、環(huán)烷油16份、硬脂酸鈣6份、氫氧化鎂12份、鄰苯二甲酸二異丁酯15份、亞苯基雙馬酰亞胺5份、活性納米碳酸鎂28份和三氧化鉬6份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為300，所述含水硅酸鎂的粒度為1180目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.34g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為154℃。
實(shí)施例4：其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.4mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為8根，所述電纜芯的數(shù)量為4根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂160份、三丙烯基氰脲酸酯17份、氫氧化鋁110份、聚苯醚90份、含水硅酸鎂為9份、磷酸異丙基苯二苯酯19份、環(huán)烷油16份、硬脂酸鈣5份、氫氧化鎂10份、鄰苯二甲酸二異丁酯13份、亞苯基雙馬酰亞胺5份、活性納米碳酸鎂26份和三氧化鉬7份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為330，所述含水硅酸鎂的粒度為1200目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.30g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為155℃。
實(shí)施例5：其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.5mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為9根，所述電纜芯的數(shù)量為5根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂150份、三丙烯基氰脲酸酯15份、氫氧化鋁120份、聚苯醚85份、含水硅酸鎂為9份、磷酸異丙基苯二苯酯16份、環(huán)烷油17份、硬脂酸鈣5份、氫氧化鎂14份、鄰苯二甲酸二異丁酯11份、亞苯基雙馬酰亞胺6份、活性納米碳酸鎂27份和三氧化鉬8份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為300，所述含水硅酸鎂的粒度為1100目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.33g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為153℃。
實(shí)施例6：其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于：所述無堿無蠟玻璃纖維布的厚度為0.3mm，所述導(dǎo)線的數(shù)量為10根，所述電纜芯的數(shù)量為3根。
所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料皆由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂165份、三丙烯基氰脲酸酯16份、氫氧化鋁115份、聚苯醚95份、含水硅酸鎂為9份、磷酸異丙基苯二苯酯17份、環(huán)烷油16份、硬脂酸鈣4份、氫氧化鎂12份、鄰苯二甲酸二異丁酯15份、亞苯基雙馬酰亞胺4份、活性納米碳酸鎂25份和三氧化鉬8份。
所述聚氯乙烯樹脂的聚合度為320，所述含水硅酸鎂的粒度為1120目，所述活性納米碳酸鎂的純度大于99.8％，所述磷酸異丙基苯二苯酯中酯的含量大于99.3％，所述活性納米碳酸鎂的堆積密度為0.31g/cm3，所述硬脂酸鈣的熔點(diǎn)為151℃。
實(shí)施例1到實(shí)施例6，所述內(nèi)護(hù)套層4和所述外護(hù)套層7的材料按如下步驟制得：
步驟A：將聚氯乙烯樹脂、三丙烯基氰脲酸酯、氫氧化鋁、聚苯醚和含水硅酸鎂投入捏合機(jī)內(nèi)混合均勻，然后加入磷酸異丙基苯二苯酯、硬脂酸鈣和氫氧化鎂攪拌15-20分鐘，待混合均勻后，加入環(huán)烷油，靠摩擦熱使料溫升到50-60℃，再加入余下原料，料溫升至100-110℃時，將料卸到冷卻混合機(jī)中降溫，至40℃以下時出料；
步驟B：將上述捏合好的原料投入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速110-120r/min，加工溫度為170-190℃，即得。
所述一種阻燃電力電纜的制造方法，按照如下步驟進(jìn)行：
步驟一：拉絲，獲得橫截面直徑為0.4-0.5mm的導(dǎo)線，將導(dǎo)線在500-600℃下退火軟化；
步驟二：絞線緊壓，將8-10根導(dǎo)線螺旋交織在一起，并在其表面擠壓屏蔽層，厚度為0.5-1.0mm，制成電纜芯；
步驟三：在電纜芯外擠壓填充層，厚度為0.8-1.2mm，并擠制步驟B制得的物質(zhì)即內(nèi)護(hù)套層，厚度為1.0-1.5mm；
步驟四：在內(nèi)護(hù)套外側(cè)擠壓絕緣層，厚度為0.6-0.9mm；
步驟五：在絕緣層外加繞無堿無蠟玻璃纖維布，厚度為0.3-0.5mm；
步驟六：在繞包帶外側(cè)擠制步驟B制得的物質(zhì)即外護(hù)套層，厚度為1.3-2.0mm；經(jīng)空氣、噴水或水浴冷卻，然后進(jìn)行牽引剪切，最后盤繞成卷，即得成品。
將實(shí)施例1到實(shí)施例6與比較例的性能指標(biāo)記錄，如下表：
注：比較例1為市售的無鹵低煙阻燃電力電纜；比較例2為市售的含鹵阻燃電力電纜。
從表中可以看出，比較例1環(huán)保低毒、阻燃性佳，但機(jī)械性能特別差；比較例2機(jī)械性能優(yōu)，但毒性大，不環(huán)保。本發(fā)明提供的阻燃電力電纜材料，綜合性能優(yōu)，環(huán)保低毒、阻燃性好且易于加工，機(jī)械性能優(yōu)異、強(qiáng)度高、耐溫等級高、成本低，適于工業(yè)中的大規(guī)模生產(chǎn)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。