一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆

摘要

本发明涉及防火电缆技术领域，本发明公开了一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯‑辛烯共聚物、复合阻燃剂、硅藻土、硅烷偶联剂KH‑550、马来酸酐、抗氧剂1010、抗氧剂168、PE蜡、硬脂酸钙、偏苯三酸三辛酯、过氧化二异丙苯。本发明具有优异的防火性能，在火灾发生时能防止火焰烧坏电缆，使电缆在火灾现场保持正常运行，从而避免不必要的财产损失和人员伤亡。

说明书

技术领域

本发明涉及防火电缆技术领域，尤其涉及一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆。

背景技术

随着工业化、城市化进程加快,各类火灾事故也频繁发生，造成生命财产的巨大损失。并且，随着消防意识的提高，发达国家在一部分电气的配电线路必须根据不同用途选用防火电缆。国内电力部门也在城市的高层建筑和娱乐场所推广使用防火电缆。防火电缆一般由导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套，其外护套作为火灾发生时的第一防护层，因此对其阻燃性能提出了较高的要求。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明提出了一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，本发明具有优异的防火性能，在火灾发生时能防止火焰烧坏电缆，使电缆在火灾现场保持正常运行，从而避免不必要的财产损失和人员伤亡。

本发明提出了一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯50-70份、低密度聚乙烯20-30份、乙烯-辛烯共聚物40-50份、复合阻燃剂40-60份、硅藻土5-10份、硅烷偶联剂KH-550 2-4份、马来酸酐1-2份、抗氧剂10100.3-1.2份、抗氧剂168 0.2-1.4份、PE蜡0.2-1份、硬脂酸钙0.1-0.8份、偏苯三酸三辛酯2-4份、过氧化二异丙苯0.3-1.2份。

优选地，所述复合阻燃剂是由改性氢氧化镁和改性膨胀石墨按质量比6-10:3-8组成。

优选地，所述改性氢氧化镁按如下方法制备：将氢氧化镁粉末分散于水中，然后边搅拌便加入油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠，控制温度在70-75℃，搅拌反应80-100min，过滤，产物用水洗涤3-5次，烘干，粉碎过80目筛，即得到改性氢氧化镁。

优选地，所述氢氧化镁粉末、水、油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠的质量比为80-100:1800-2000:2-3:2-3:4-6。

优选地，所述改性膨胀石墨按如下方法制备：将100-150目的天然石墨加入到浓度为72-75wt％的硫酸溶液中，然后边搅拌边加入三聚磷酸钠和高锰酸钾，控制温度为38-40℃，反应30-40min，反应结束后将用水洗涤产物，至洗涤废液呈中性，最后在50-55℃条件下烘干至恒重，即得改性膨胀石墨。

优选地，所述天然石墨、硫酸溶液、三聚磷酸钠、高锰酸钾的质量比为8-10:30-38：5-6:5-6。

优选地，所述外护套按如下方法制备：将所有原料按照配比配料后，经混料、挤出造粒、烘干工艺制备得到颗粒料；将颗粒料加入到基础成型机中进行成型、定径、牵引、切割后，得到外护套。

本发明以硫酸、三聚磷酸钠、高锰酸钾对天然石墨进行改性，制得的改性膨胀石墨可在燃烧过程中在电缆表面形成蓬松的膨胀炭层，该炭层既可以保护电缆的功能，还可以将电缆与外界热源和空气隔离，起到良好的阻燃作用。氢氧化镁是具有优异阻燃效果的无机阻燃剂，但是氢氧化镁与聚烯烃树脂基体相容性较差，需要大量使用才能达到所需的阻燃要求，因此，本发明将油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠作为复合改性剂，对氢氧化镁进行表面改性，使改性剂吸附于氢氧化镁颗粒表面,形成微胞,使颗粒间产生排斥,可以提高氢氧化镁在聚烯烃树脂中的分散性与相容性，并提升阻燃性能。本发明将改性膨胀石墨与改性氢氧化镁复配，并与高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、硅藻土、硅烷偶联剂KH-550、马来酸酐、抗氧剂1010、抗氧剂168、PE蜡、硬脂酸钙、偏苯三酸三辛酯、过氧化二异丙苯混合制备外护套，所制的外护套结合了高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物等的优点，具有良好的加工性能、机械性能及阻燃性能。

本发明铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆具有优异的防火性能，在火灾发生时能防止火焰烧坏电缆，使电缆在火灾现场保持正常运行，从而避免不必要的财产损失和人员伤亡。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。

实施例1

一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯50份、低密度聚乙烯30份、乙烯-辛烯共聚物40份、复合阻燃剂60份、硅藻土5份、硅烷偶联剂KH-550 4份、马来酸酐1份、抗氧剂1010 1.2份、抗氧剂168 0.2份、PE蜡1份、硬脂酸钙0.1份、偏苯三酸三辛酯4份、过氧化二异丙苯0.3份；所述复合阻燃剂是由改性氢氧化镁和改性膨胀石墨按质量比10:3组成。

实施例2

一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯70份、低密度聚乙烯20份、乙烯-辛烯共聚物50份、复合阻燃剂40份、硅藻土10份、硅烷偶联剂KH-550 2份、马来酸酐2份、抗氧剂1010 0.3份、抗氧剂168 1.4份、PE蜡0.2份、硬脂酸钙0.8份、偏苯三酸三辛酯2份、过氧化二异丙苯1.2份；所述复合阻燃剂是由改性氢氧化镁和改性膨胀石墨按质量比6:8组成。

实施例3

一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯60份、低密度聚乙烯25份、乙烯-辛烯共聚物44份、复合阻燃剂50份、硅藻土8份、硅烷偶联剂KH-550 3份、马来酸酐1份、抗氧剂1010 0.8份、抗氧剂168 0.7份、PE蜡0.6份、硬脂酸钙0.5份、偏苯三酸三辛酯3份、过氧化二异丙苯0.9份；所述复合阻燃剂是由改性氢氧化镁和改性膨胀石墨按质量比8:5组成。

改性氢氧化镁按的制备：将氢氧化镁粉末分散于水中，然后边搅拌便加入油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠，控制温度在70℃，搅拌反应100min，过滤，产物用水洗涤3次，烘干，粉碎过80目筛，即得到改性氢氧化镁；氢氧化镁粉末、水、油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠的质量比为100:1800:3:2:6。

改性膨胀石墨的制备：将100目的天然石墨加入到浓度为75wt％的硫酸溶液中，然后边搅拌边加入三聚磷酸钠和高锰酸钾，控制温度为38℃，反应40min，反应结束后将用水洗涤产物，至洗涤废液呈中性，最后在50℃条件下烘干至恒重，即得改性膨胀石墨；所述天然石墨、硫酸溶液、三聚磷酸钠、高锰酸钾的质量比为10:30：6:5。

外护套的制备：将所有原料按照配比配料后，经混料、挤出造粒、烘干工艺制备得到颗粒料；将颗粒料加入到基础成型机中进行成型、定径、牵引、切割后，得到外护套。

实施例4

一种铜芯云母带矿物绝缘波纹铜护套电力电缆，由内至外依次为导体、绝缘层、保护层、金属护套、外护套；所述导体材料为铜；所述绝缘层材料为煅烧云母带；所述保护层材料为低烟无卤高阻燃带；所述金属护套材料为波纹铜；制备外护套的原料按重量份包括：高密度聚乙烯70份、低密度聚乙烯20份、乙烯-辛烯共聚物50份、复合阻燃剂40份、硅藻土10份、硅烷偶联剂KH-550 2份、马来酸酐2份、抗氧剂1010 0.3份、抗氧剂168 1.4份、PE蜡0.2份、硬脂酸钙0.8份、偏苯三酸三辛酯2份、过氧化二异丙苯1.2份；所述复合阻燃剂是由改性氢氧化镁和改性膨胀石墨按质量比6:8组成。

改性氢氧化镁按的制备：将氢氧化镁粉末分散于水中，然后边搅拌便加入油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠，控制温度在75℃，搅拌反应80min，过滤，产物用水洗涤5次，烘干，粉碎过80目筛，即得到改性氢氧化镁；氢氧化镁粉末、水、油酸钠、聚乙二醇和硬脂酸钠的质量比为80:2000:2:3:4。

改性膨胀石墨的制备：将150目的天然石墨加入到浓度为72wt％的硫酸溶液中，然后边搅拌边加入三聚磷酸钠和高锰酸钾，控制温度为40℃，反应30min，反应结束后将用水洗涤产物，至洗涤废液呈中性，最后在55℃条件下烘干至恒重，即得改性膨胀石墨；所述天然石墨、硫酸溶液、三聚磷酸钠、高锰酸钾的质量比为8:38：5:6。

外护套的制备：将所有原料按照配比配料后，经混料、挤出造粒、烘干工艺制备得到颗粒料；将颗粒料加入到基础成型机中进行成型、定径、牵引、切割后，得到外护套。

实验例

检测本发明制备的外护套的阻燃性，结果如下表所示：

表1外护套的阻燃性能测试结果

实施例1实施例2实施例3实施例4测试标准阻燃等级AAAAGB12666.5氧指数41373942GB/T2406-1993

由上表可知，本发明所制的外护套具有优异的阻燃性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。