CN115109353B - 一种荧光阻燃电缆的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆生产技术领域，具体涉及一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；本发明通过采用PVC树脂为电缆绝缘保护套的主体材料，并添加一定量的具有阻燃性能的纤维填料，并通过硅烷偶联剂对其表面进行改性，在纤维填料本身便可以提升电缆料的强度的前提下，改性后进一步提高阻燃性能和热稳定性；另外制备原料中还添加有改性镁铝水滑石，相对于普通水滑石能大幅提高电缆料的阻燃性能以及热稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电缆生产技术领域，具体涉及一种荧光阻燃电缆的加工方法。
背景技术
传统电缆含有较多的卤系阻燃剂和有机材料，具有优良的阻燃性、加工性和相容性，良好的耐候性、化学稳定性和电学性质，耐热稳定性高，然而遇火后，会导致火焰沿着电缆燃烧，同时会放出有毒的烟和气体，另外电缆燃烧释放出大量热量，总释放热量多，单位时间释放的热量大，发烟量大，给被困人员带来较大伤害，容易给环境带来次生灾害危险，因此现在越来越多的行业和部门已开始限制或禁止使用含卤阻燃剂。
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用，随着电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视，电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失，同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业等的发展，因此，市场对阻燃电缆的需求量越来越大、性能要求越来越高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决提供一种荧光阻燃电缆的加工方法，以解决背景技术中提出的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将PVC树脂、硅橡胶、二甲基二硫、玻璃微珠、色母粒、环氧树脂、亚磷酸酯、荧光粉、纤维填料、偶联剂混合后进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述得到的母炼胶中加入改性镁铝水滑石和石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将上述得到的胶料混合均匀后再进行搅拌，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
进一步改进在于，所述绝缘保护套的制备原料按重量份数包括：70-80份PVC树脂、40-50份硅橡胶、1-3份二甲基二硫、6-8份玻璃微珠、1-3份色母粒、2-5份环氧树脂、1-3份亚磷酸酯、5-10份荧光粉、25-30份纤维填料、3-6份偶联剂、20-28份改性镁铝水滑石、0.1-0.5份石蜡油。
进一步改进在于，所述步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌20-40分钟后放置到坩埚中加热，加热至120-150℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石。
进一步改进在于，所述镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
进一步改进在于，步骤二中高速搅拌机的搅拌速度为500-900rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为180-250℃。
进一步改进在于，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶中的一种或两种。
进一步改进在于，所述纤维填料选自轻质碳酸钙、硅灰石、碳纤维、玻璃纤维中的一种或几种。
进一步改进在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种。
本发明的有益效果在于：
本发明通过采用PVC树脂为电缆绝缘保护套的主体材料，硅橡胶作为辅助材料，使得电缆具有优良的耐热氧老化、耐臭氧老化、耐光老化和耐天侯老化性能，并且硅橡胶表面能较低，具有吸湿性，起隔离作用；另外添加一定量的具有阻燃性能的纤维填料，并通过硅烷偶联剂对其表面进行改性，在纤维填料本身便可以提升电缆料的强度的前提下，改性后进一步提高阻燃性能和热稳定性；另外制备原料中还添加有改性镁铝水滑石，相对于普通水滑石能大幅提高电缆料的阻燃性能以及热稳定性。
具体实施方式
下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将70份PVC树脂、40份甲基乙烯基硅橡胶、1份二甲基二硫、6份玻璃微珠、1份色母粒、2份环氧树脂、1份亚磷酸酯、5份荧光粉、25份碳酸钙和硅灰石混合料、3份硅烷偶联剂KH-550混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述密炼机中加入20份改性镁铝水滑石和0.1份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将上述得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为500rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为180℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
具体的，步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌20分钟后放置到坩埚中加热，加热至120℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石。
具体的，镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
实施例2
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将75份PVC树脂、45份甲基乙烯基硅橡胶、2份二甲基二硫、7份玻璃微珠、2份色母粒、3份环氧树脂、2份亚磷酸酯、7份荧光粉、28份碳纤维、4份硅烷偶联剂KH-560混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述中的密炼机中加入25份改性镁铝水滑石和0.3份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为700rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为200℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
具体的，步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌30分钟后放置到坩埚中加热，加热至130℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石。
具体的，镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
实施例3
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将80份PVC树脂、50份甲基乙烯基苯基硅橡胶、3份二甲基二硫、8份玻璃微珠、3份色母粒、5份环氧树脂、3份亚磷酸酯、10份荧光粉、30份碳纤维、6份硅烷偶联剂KH-570混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述中的密炼机中加入28份改性镁铝水滑石和0.5份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为900rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为250℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
具体的，步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌40分钟后放置到坩埚中加热，加热至150℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石。
具体的，镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
对比例1
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将73份PVC树脂、40份甲基乙烯基硅橡胶、1份二甲基二硫、6份玻璃微珠、1份色母粒、2份环氧树脂、1份亚磷酸酯、5份荧光粉、25份碳酸钙和硅灰石混合料混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述的密炼机中加入20份改性镁铝水滑石和0.1份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为500rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为180℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
具体的，步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌20分钟后放置到坩埚中加热，加热至120℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石。
具体的，镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
需要说明的是，该对比例与实施例1唯一区别在于：将硅烷偶联剂替换为等重量份的PVC树脂。
对比例2
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将75份PVC树脂、45份甲基乙烯基硅橡胶、2份二甲基二硫、7份玻璃微珠、2份色母粒、3份环氧树脂、2份亚磷酸酯、7份荧光粉、28份碳纤维、4份硅烷偶联剂KH-560混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述中的密炼机中加入25份镁铝水滑石和0.3份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为700rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为200℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
具体的，镁铝水滑石的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液。
需要说明的是，该对比例与实施例2的唯一区别在于：将改性镁铝水滑石替换为等重量份的镁铝水滑石。
对比例3
一种荧光阻燃电缆的加工方法，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将80份PVC树脂、50份甲基乙烯基苯基硅橡胶、3份二甲基二硫、8份玻璃微珠、3份色母粒、5份环氧树脂、3份亚磷酸酯、10份荧光粉、30份碳纤维、6份硅烷偶联剂KH-570混合后加入密炼机中进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述中的密炼机中加入28份水滑石和0.5份石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将得到的胶料加入预混机中混合均匀，再转移至搅拌机中搅拌，高速搅拌机的搅拌速度为900rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为250℃，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套材料；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆。
需要说明的是，该对比例与实施例3的唯一区别在于：将改性镁铝水滑石替换为等重量份的普通水滑石。
对实施例1-3和对比例1-3制得的荧光阻燃电缆进行各项指标检测，
1、UL94可燃性试验和阻燃时间测试
测试装置：测试炉、燃烧器、金属丝网、温度、湿度控制室内进行；
根据样品燃烧时间，是否引燃脱脂棉等结果，从高到低分为V-0、V-1、V-2；
阻燃时间为开始对样品进行点燃到样品开始进行燃烧的时间。
2、断裂伸长率测试
根据GB/T1040-2006《塑料拉伸性能的测定》测定试样断裂伸长率；
3、常温耐压强度实验
按照YB/T5201标准进行检测试样的常温耐压强度；
得到检测结果如下表：
由上表可以看出，实施例1-3中的电缆性能明显是优于对比例1-3的，体现在很好的阻燃性能、耐火性能、力学性能，使其应用范围更广；
具体来看：由实施例1和对比例1的实验数据可以看出，本发明通过添加硅烷偶联剂可以大幅提升电缆的力学强度，在一定程度上能够小幅提升阻燃性能，这是由于本发明利用硅烷偶联剂和纤维填料混用时，硅烷偶联剂会对纤维填料的表面改性，纤维填料本身便可以提升电缆料的强度，改性后进一步提高性能，同时通过选择碳酸钙、硅灰石、碳纤维、玻璃纤维等具有阻燃性能的填料，同时提高了其阻燃性能、热稳定性；
又从实施例2和对比例2、实施例3和对比例3的实验数据可以看出，本发明通过在电缆绝缘保护套的制备原料中添加改性镁铝水滑石，大幅增加该电缆的阻燃性能，在水滑石具备阻燃性能的同时，通过将普通水滑石替换为镁铝水滑石，在受热分解释放的水蒸气可稀释可燃气体浓度，无毒、无腐蚀性，有抑烟作用，此外，镁铝水滑石分解产生的二氧化碳还有抑燃作用，在此基础之上，本申请通过采用钛酸酯对镁铝水滑石进行改性，改性后的镁铝水滑石能改善PVC树脂的热稳定性以及加工性能，且阻燃消烟作用明显，改性后的镁铝水滑石应用到电缆料中的性能更优。
综上，本申请通过采用PVC树脂为电缆绝缘保护套的主体材料，并在辅材中添加改性镁铝水滑石，能大幅提高电缆料的阻燃性能以及热稳定性，再辅以纤维填料的添加，并通过少量硅烷偶联剂的混用，能够大幅提高该电缆的力学强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种荧光阻燃电缆的加工方法，其特征在于，该荧光阻燃电缆包括导体和设于导体外层的绝缘保护套，加工步骤包括：
步骤一：电缆导体的制造：将圆铜线和圆铝线绞合在一起，再采用纳米镀层硬质合金模具对其进行拉拔紧压制得电缆导体；
步骤二：绝缘保护套制备：
S1：将PVC树脂、硅橡胶、二甲基二硫、玻璃微珠、色母粒、环氧树脂、亚磷酸酯、荧光粉、纤维填料、偶联剂混合后进行密炼，制得母炼胶；
S2：向上述得到的母炼胶中加入改性镁铝水滑石和石蜡油，共混密炼，制得胶料；
S3：将上述得到的胶料混合均匀后再进行搅拌，最后进行挤出造粒得到绝缘保护套；
步骤三：将步骤一中的电缆导体通过成缆设备进行成缆绞合，再通过半挤压式模具将绝缘保护套挤出至电缆导体上，即得荧光阻燃电缆；
所述步骤二中的改性镁铝水滑石的制备步骤如下：在镁铝水滑石悬浊液中加入钛酸酯，并进行搅拌分散，搅拌20-40分钟后放置到坩埚中加热，加热至120-150℃后静置冷却得到浆液，对上述浆液进行三次抽滤和洗涤，最后在80℃的条件下进行干燥处理，干燥24h后即得到改性镁铝水滑石；
所述镁铝水滑石悬浊液的制备步骤如下：称取氢氧化钠和无水碳酸钠固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成碱溶液；称取硝酸镁和硝酸铝固体并加入去离子水，溶解后加入水配置成盐溶液；将得到的碱溶液和盐溶液滴加到三口烧杯中，并充分搅拌得到悬浊液，将悬浊液在恒温条件下进行晶化得到镁铝水滑石悬浊液；
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种荧光阻燃电缆的加工方法，其特征在于：所述绝缘保护套的制备原料按重量份数包括：70-80份PVC树脂、40-50份硅橡胶、1-3份二甲基二硫、6-8份玻璃微珠、1-3份色母粒、2-5份环氧树脂、1-3份亚磷酸酯、5-10份荧光粉、25-30份纤维填料、3-6份偶联剂、20-28份改性镁铝水滑石、0.1-0.5份石蜡油。
3.根据权利要求1所述的一种荧光阻燃电缆的加工方法，其特征在于：步骤二中的搅拌速度为500-900rpm，挤出造粒于双螺杆挤出机中进行，挤出温度为180-250°C。
4.根据权利要求1所述的一种荧光阻燃电缆的加工方法，其特征在于：所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种荧光阻燃电缆的加工方法，其特征在于：所述纤维填料选自轻质碳酸钙、硅灰石、碳纤维、玻璃纤维中的一种或几种。
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