一種陶瓷化聚烯烴電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電線電纜材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種陶瓷化聚烯烴電纜料,并且還 涉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步以及生活水平的顯著改善,人們對(duì)諸如吃、穿、住、行、用 之類的安全意識(shí)全方位提高,其中,對(duì)用電安全日趨嚴(yán)苛。鑒于電線電纜是用電系統(tǒng)的重要 載體,因而其安全性倍受人們的關(guān)注。由于耐火電纜在燃燒狀態(tài)下能在合理的時(shí)間段內(nèi)保 障應(yīng)急設(shè)施、設(shè)備繼續(xù)維持一定的運(yùn)行時(shí)間,為火災(zāi)被困人員的逃生、消防人員的施救贏取 寶貴的時(shí)間和/或創(chuàng)造有利的條件,因而較受業(yè)界的器重。
[0003] 近年來,我國城鄉(xiāng)建設(shè)迅速發(fā)展,用電容量不斷提高,高層建筑、大型商場、地鐵、 隧道之類的建筑物如果采用傳統(tǒng)的0.6/1KV低壓配電,那么在電纜用量、敷設(shè)安裝工作量 及敷設(shè)空間用量和維護(hù)成本上都需要很大的投入,尤其,過多地敷設(shè)電纜不僅給日常管護(hù) 造成困難,而且給安全產(chǎn)生影響。為了解決實(shí)際供電難題,目前,高層建筑、大型商場等開始 采用中壓(6-35KV)供電,從而使適應(yīng)這種場所用電要求的中、低壓耐火電纜的市場需求不 斷增加。
[0004] 在公開的中國專利文獻(xiàn)中可見諸適于中、低壓耐火場合使用的耐火電纜的技術(shù)信 息,如授權(quán)公告號(hào)CN101169993B推薦有"中壓耐火電纜",包括中壓結(jié)構(gòu)的絕緣纜芯、外側(cè) 的耐火層和外護(hù)套,耐火層為內(nèi)側(cè)耐火無機(jī)纖維隔熱層、外側(cè)正常使用為柔軟型熱固性彈 性體、遇著火則轉(zhuǎn)變?yōu)閾趸鸶魺釋拥膹?fù)合耐火隔熱層,其中,熱固性彈性體由30-50Wt%的 硅基彈性材料、40-60Wt %的無機(jī)填料、5-15Wt %中低溫熔塊以及4-10Wt %硫化劑混合擠壓 成型并經(jīng)碳化而成。該專利方案的缺憾是:當(dāng)使用時(shí),需要憑借專用的橡膠擠出機(jī)擠出,并 且還需經(jīng)過硫化工序進(jìn)行硫化處理,因而工藝相對(duì)復(fù)雜,適用范圍有限;如果將電纜料制成 硅橡膠帶,并且在電線電纜加工過程中將其纏包至纜芯外,那么生產(chǎn)效率低并且成本高,不 利于工業(yè)化放大生產(chǎn);又如發(fā)明專利申請公布號(hào)CN103525092A提供有"一種陶瓷化硅橡膠 電纜料及其制備方法",配方(按重量份數(shù)計(jì)):硅橡膠80-90份、天然橡膠10-20份、礦物硅 酸鹽20-30份、三氧化二銻10-15份、聚磷酸銨10-20份、氧化鋅4-6份、防老劑(DTPD) 1-2 份、噴霧炭黑20-30份、輕質(zhì)碳酸鈣10-20份、次磷酸鋁14-16份、硬酯酸鈣1-2份、季戊四 醇1-2份、滑石粉1-2份和改性填料12-14份。該專利申請方案如同前述CN101169993B均 采用陶瓷化硅橡膠材料,并且該專利申請方案除了配方復(fù)雜外同樣存在前述CN10116999B 的所述缺憾;再如授權(quán)公告號(hào)CN101404189B介紹有"一種快速陶瓷化耐火電纜料及其制備 方法"(該專利的發(fā)明人之一即為本申請的第一發(fā)明人),該專利方案具備陶瓷化性能并且 客觀上能體現(xiàn)其說明書第0023至0025段記載的技術(shù)效果,但是配方及制備工藝復(fù)雜,并且 由于含有較多的聚乙烯(體系中的重量份數(shù)為30-40份),因而加工溫度較高,能耗大,有 失經(jīng)濟(jì)廉價(jià);進(jìn)而如發(fā)明專利申請公布號(hào)CN103509237A公開有"一種快速陶瓷化耐火電纜 料",由該專利申請的說明書第0005段可知其配方甚為復(fù)雜,并且因填料占比有失合理,瓷 化物的強(qiáng)度、致密性難以達(dá)到預(yù)期;更而如發(fā)明專利申請公布號(hào)CN103865166A揭示有"低 煙無鹵陶瓷化聚烯烴電纜料及其制備方法",該電纜料在單獨(dú)擠包時(shí),具有較好的瓷化結(jié)殼 性能,但當(dāng)在其外層再擠包其他材料后,其瓷化結(jié)殼性能明顯下降,殘余物強(qiáng)度很低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的首要任務(wù)在于提供一種有助于使良好的擠出加工性能與高溫絕緣性能 兼而得之而藉以滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求并且保障安全性、有利于在自然或火災(zāi)情況下在電纜 線芯外快速地形成一層強(qiáng)度優(yōu)異的陶瓷化殼體并且陶瓷化結(jié)殼溫度低而藉以體現(xiàn)對(duì)絕緣 線芯的優(yōu)異的保護(hù)效果并且保障線路系統(tǒng)正常運(yùn)行、有益于體現(xiàn)良好的柔韌性而藉以方便 敷設(shè)的陶瓷化聚烯烴電纜料。
[0006] 本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種陶瓷化聚烯烴電纜料的制備方法,該方法工藝過 程簡潔、工藝要求不苛刻、制備成本低廉并且能使得到的陶瓷化聚烯烴電纜料的所述技術(shù) 效果得以全面體現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明的首要任務(wù)是這樣來完成的,一種陶瓷化聚烯烴電纜料,其原料組分及各 組分的重量份分別為:
[0008] 乙烯-α -烯烴共聚物 100份; 瓷化粉A 150-300份; 瓷化粉B 20-100份; 潤滑劑 5-20份; 抗氧劑 0.1-1份;
[0009] 其中:所述的乙烯-α -烯烴共聚物為乙烯與α -丙烯、α - 丁烯、α -己烯、α -辛 烯共聚物的一種或任意幾種并且按任意重量比相混合的混合物;所述的瓷化粉A為層狀無 機(jī)粉、纖維狀無機(jī)粉和針狀無機(jī)粉中的一種或以上的組合;所述的瓷化粉B為硼砂、硼酸 銨、硼酸鋅及硼熔塊、低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃粉、低熔點(diǎn)硼酸鹽玻璃粉、低熔點(diǎn)硅酸鹽玻璃粉中 的至少一種;所述的抗氧劑為1010、1076、168、626、300、DSTDP中的至少一種。
[0010] 在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述的層狀無機(jī)粉為層狀瓷化粉;所述的纖維 狀無機(jī)粉為纖維狀瓷化粉;所述的針狀無機(jī)粉為針狀瓷化粉。
[0011] 在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述的層狀瓷化粉為凹凸棒土、膨潤土、蒙脫 土、高嶺土、絹云母、白云母、金云母、滑石粉中的至少一種;所述的纖維狀瓷化粉為玻璃纖 維、氧化鋁納米管中的至少一種;所述的針狀瓷化粉為硅酸鈣、硅灰石、碳酸鈣晶須、硫酸鈣 晶須、硼酸鋁晶須中的至少一種。
[0012] 在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸酯類衍生物、 金屬皂類、飽和烴類、硅系潤滑劑中的至少一種。
[0013] 在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述的硬脂酸酯類衍生物為硬脂酸正丁酯和 硬脂酸辛酯;所述的金屬皂類潤滑劑為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅;所述的飽和烴類潤滑劑為液 體石蠟、固體石蠟、微晶石蠟和聚乙烯蠟;所述的硅系潤滑劑為高粘度硅油、硅酮母料。
[0014] 本發(fā)明的另一任務(wù)是這樣來完成的,一種陶瓷化聚烯烴電纜料的制備方法,其是 將按重量份數(shù)稱取的乙烯-α -烯烴共聚物100份、瓷化粉A100-200份、瓷化粉B20-100份、 瓷化粉C100-200份、潤滑劑5-40份和抗氧劑0. 1-1份投入密煉機(jī)中混煉,當(dāng)混煉至溫度 為100-115°C時(shí)出料并經(jīng)錐形喂料斗引入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出,并且控制雙螺桿擠出機(jī) 的一區(qū)至九區(qū)的溫度以及控制雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭的溫度,出雙螺桿擠出機(jī)后,經(jīng)冷切,得 到陶瓷化聚烯烴電纜料,其中:所述的乙烯一 α -烯烴共聚物為乙烯與α -丙烯、α - 丁烯、 α -己烯、α-辛烯共聚物的一種或任意幾種并且按任意重量比相配合的混合物;所述的瓷 化粉A為層狀無機(jī)粉、纖維狀無機(jī)粉和針狀無機(jī)粉中的一種或以上的組合;所述的瓷化粉B 為硼砂、硼酸銨、硼酸鋅及硼熔塊、低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃粉、低熔點(diǎn)硼酸鹽玻璃粉、低熔點(diǎn)硅酸 鹽玻璃粉中的至少一種;所述的瓷化粉C為高溫絕緣性優(yōu)異的顆粒狀粉體;所述的抗氧劑 為 1010、1076、168、626、300、DSTDP 中的至少一種。
[0015] 在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述的控制雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)至九區(qū)的 溫度是將一區(qū)至九區(qū)的溫度分別控制為:一區(qū)50?60°C,二區(qū)60?70°C,三區(qū)70?80°C, 四區(qū)80?90°C,五區(qū)90?95°C,六區(qū)90?95°C,七區(qū)90?95°C,八區(qū)90?95°C,九區(qū) 90?95°C ;所述的控制雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭的溫度是將機(jī)頭溫度控制為95?KKTC。
[0016] 本發(fā)明提供的陶瓷化聚烯烴材料的技術(shù)效果之一,由于配方原料選擇及其配比合 理,因而能使良好的擠出加工性能、瓷化性能以及高溫絕緣性能兼得,既可滿足工業(yè)化放大 生產(chǎn)要求,又能保障使用中的安全性;之二,在自燃或火災(zāi)情況下可快速地在電纜線芯外形 成一層強(qiáng)度理想的陶瓷化殼體并且瓷化結(jié)殼溫度低,并且能耐750-950°C乃至更高的溫度, 對(duì)絕緣線芯的保護(hù)以及線路的正常運(yùn)行具有極致的效果;之三,