CN105348627A - 陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料 - Google Patents

陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，以重量计，由以下组分混合制得：聚烯烃，40-100份；相容剂，1-30份；瓷化粉，350-450份；助熔剂，20-200份；阻燃剂，20-90份；润滑剂，2-20份；抗氧剂，1-10份。其中，聚烯烃选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的一种或几种。瓷化粉选自陶土、滑石粉、云母粉、叶腊石、硼镁石、硅钙硼石、方解石、石灰石、锂辉石和黏土中的一种或几种。本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料耐火性能好，且环保、成本低，容易加工，具有良好的应用前景。

Description

陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料
技术领域
本发明涉及新材料领域，特别涉及一种电缆材料，更具体涉及一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料。
背景技术
随着社会、经济的发展，电线电缆成为人们日常生活中隐形的重要部分。在火灾情况下，保证电路的正常运行是十分重要的，因此，在一些大型高层建筑、人员密集场所，耐火电线电缆成为人们主观的选择。现有的耐火材料可做成的电缆主要有：云母带耐火电缆、氧化镁矿物绝缘电缆、柔性防火电缆和防火泥无机矿物防火耐火电缆等，上述这些电缆存在各种缺点，例如：云母带耐火电缆柔软性差，厚度受限制，绕包速度慢且生产效率低，从而导致加工、人力成本高；吸潮性强，储存3-6个月，受潮后绝缘性能迅速下降；此外，价格高，特别是合成云母。氧化镁矿物绝缘电缆价格昂贵、生产工艺复杂且敷设难度大。因而，市场上急需一种能够克服上述耐火电缆材料存在的问题和缺陷的新材料。
发明内容
为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其耐火性能好、环保、成本低且加工方便。
本发明采用了以下的技术方案：
一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，以重量计，其由以下组分混合制得：
聚烯烃，40-100份；
相容剂，1-30份；
瓷化粉，350-500份；
助熔剂，20-200份；
阻燃剂，20-100份；
润滑剂，2-20份；
抗氧剂，1-10份。
其中，聚烯烃选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的一种或几种。
瓷化粉选自陶土、滑石粉、云母粉、叶腊石、硼镁石、硅钙硼石、方解石、石灰石、硅灰石、锂辉石和黏土中的一种或几种。
优选地，以重量计，上述陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料包括以下组分：
聚烯烃，60-100份；
相容剂，1-20份；
瓷化粉，350-450份；
助熔剂，100-200份；
阻燃剂，50-90份；
润滑剂，5-10份；及
抗氧剂，1-10份。
在一个具体的实施例中，以重量计，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料包括以下组分：
聚烯烃，70份；
相容剂，7.5份；
瓷化粉，400份；
助熔剂，140份；
阻燃剂，70份；
润滑剂，5份；及
抗氧剂，1份。
在另一个具体实施例中，以重量计，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料包括以下组分：
聚烯烃，40份；
相容剂，30份；
瓷化粉，350份；
助熔剂，20份；
阻燃剂，20份；
润滑剂，2份；及
抗氧剂，5份。
在又一个具体实施例中，以重量计，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料包括以下组分：
聚烯烃，100份；
相容剂，1份；
瓷化粉，500份；
助熔剂，200份；
阻燃剂，100份；
润滑剂，20份；及
抗氧剂，10份。
优选地，相容剂选自接枝马来酸酐相容剂、丙烯酸型相容剂、环氧树脂型相容剂、恶唑啉接枝的聚苯乙烯（RPS）、改性聚丙烯酸酯型相容剂和间-异丙烯基-2,2-甲基苯酰异氰酸酯中的一种或几种。
优选地，助熔剂选自玻璃粉、陶瓷粉、玻璃纤维中的一种或几种。
优选地，阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、高岭土、硼酸锌、聚磷酸铵和赤磷中的一种或几种。
优选地，润滑剂选自硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、脂肪酸、甲基硅油和液体石蜡中的一种或几种。
优选地，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168、抗氧剂2264、抗氧剂264、抗氧剂DLTP和抗氧剂ODP中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：第一，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料不含任何卤素成份、无毒、无害、低烟且不含重金属，符合国家安全环保的要求；第二，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料经过高温或火焰燃烧，可形成坚硬的陶瓷外壳覆盖在线缆上，因而可提高电线电缆的耐火等级；第三，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料在线缆加工过程中不需要特殊的挤出设备，可使用普通的挤塑机，加工方便；第四，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料的价格比目前市场上存在的耐火、防火的电缆材料低。综上所述，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料价格低、加工工艺简单、无毒、无害、低烟、不含重金属，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为使用本发明的电缆材料的电缆剖视示意图。
图中：1、导体；2、内屏蔽层；3、交联聚乙烯绝缘层；4、外屏蔽层；5、铜带屏蔽层；6、无碱玻纱填充层；7、玻纤包带；8、隔氧层；9、耐火隔氧层；10、玻纤包带；11、钢带铠装层；12、低烟无卤外护套。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，以重量计，其由以下组分（表1）制备而成。
表1
本实施例1所制得的电缆材料的测试结果如下表2。
表2
实施例2
一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，以重量计，其由以下组分（表3）制备而成。
表3
本实施例2所制得的电缆材料的测试结果如下表4。
表4
实施例3
一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，以重量计，其由以下组分（表5）制备而成。
表5
本实施例3所制得的电缆材料的测试结果如下表6。
表6
本发明的陶瓷化耐火聚烯烃电缆材料的制备方法如下：将聚烯烃、相容剂、阻燃剂和抗氧剂加入密炼机中密炼，密炼至100℃左右加入瓷化粉和润滑剂继续密炼，密炼至125℃左右加入助熔剂，并密炼至175℃左右停止密炼，然后用双螺杆挤出上述材料并切割成粒料。
由以上实施例可得知，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料的硬度、拉伸强度和伸长率良好，且阻燃等级高，在950℃燃烧3小时陶瓷化，坚硬，脆响，依然能保证基本性能。因而，本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料各方面性能优异，具有良好的应用前景。
本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料可用于电缆结构中，例如图1所示的电缆结构。图1中展示了一种电缆结构，其中导体1外覆盖有内屏蔽层2，外包裹交联聚乙烯绝缘层3，绝缘层3外设有外屏蔽层4、铜带屏蔽层5及无碱玻纤纱填充层6，随后由内向外依次包裹有玻纤包带7、隔氧层8（厚度2-4mm）、耐火隔氧层9（厚度5.5-6.5mm，无钢铠的厚度≥8mm）、玻纤包带10、钢带铠装层11及低烟无卤外护套12（不滴落、不掉落，烧后完整）。其中，耐火隔氧层9和低烟无卤外护套12采用本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，使得电缆具有良好的耐火性能，且环保。
本发明的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料在高温、火灾的情况下将聚烯烃塑料烧成陶瓷状支撑体，烧后残余物形成蜂窝状坚硬的陶瓷保护层。在一方面，该陶瓷状支撑体可以起到隔热、隔温、挡火的作用，还可以承受喷淋、震动，从而保护电线电缆在火灾的情况下保证线路畅通；在另一方面，致密牢固的陶瓷状支撑体不滴落，不延燃，可以抑制火势扩散，起到很好的阻燃、耐火的作用。
本发明解决了以下的问题：一、现有的电线电缆燃烧时，无法持续保持基本功能；二、目前市场上耐火材料加工成电缆的工艺复杂，原材料成本昂贵等。
以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变更。

Claims (10)

1.一种陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：以重量计，由以下组分制成：
聚烯烃，40-100份；
相容剂，1-30份；
瓷化粉，350-500份；
助熔剂，20-200份；
阻燃剂，20-100份；
润滑剂，2-20份；及
抗氧剂，1-10份；
其中，所述聚烯烃选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚烯烃弹性体中的一种或几种；
所述瓷化粉选自陶土、滑石粉、云母粉、叶腊石、硼镁石、硅钙硼石、方解石、石灰石、硅灰石、锂辉石和黏土中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：以重量计，包括以下组分：
聚烯烃，60-100份；
相容剂，1-20份；
瓷化粉，350-450份；
助熔剂，100-200份；
阻燃剂，50-90份；
润滑剂，5-10份；及
抗氧剂，1-10份。
3.根据权利要求1所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：以重量计，包括以下组分：
聚烯烃，70份；
相容剂，7.5份；
瓷化粉，400份；
助熔剂，140份；
阻燃剂，70份；
润滑剂，5份；及
抗氧剂，1份。
4.根据权利要求1所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：以重量计，包括以下组分：
聚烯烃，40份；
相容剂，30份；
瓷化粉，350份；
助熔剂，20份；
阻燃剂，20份；
润滑剂，2份；及
抗氧剂，5份。
5.根据权利要求1所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：以重量计，包括以下组分：
聚烯烃，100份；
相容剂，1份；
瓷化粉，500份；
助熔剂，200份；
阻燃剂，100份；
润滑剂，20份；及
抗氧剂，10份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：所述相容剂选自接枝马来酸酐相容剂、丙烯酸型相容剂、环氧树脂型相容剂、恶唑啉接枝的聚苯乙烯、改性聚丙烯酸酯相容剂和间-异丙烯基-2,2-甲基苯酰异氰酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：所述助熔剂选自玻璃粉、陶瓷粉、玻璃纤维中的一种或几种。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：所述阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、碱式碳酸镁、高岭土、硼酸锌、聚磷酸铵和赤磷中的一种或几种。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：所述润滑剂选自硬脂酰胺、油酸酰胺、硅酮胶、硬脂酸钙、硬脂酸锌、脂肪酸、甲基硅油和液体石蜡中的一种或几种。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的陶瓷化聚烯烃耐火电缆材料，其特征在于：所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168、抗氧剂2264、抗氧剂264、抗氧剂DLTP和抗氧剂ODP中的一种或几种。
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