專利名稱：阻燃專用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與基本電氣元件有關(guān)，尤其與耐溫阻燃電線電纜和通信電纜有關(guān)。
目前的耐溫阻燃電纜的絕緣層和護套層一般是將單一的阻燃劑與電纜料混合制成。大量使用的阻燃劑為卣素類阻燃劑，有不延燃性，但燃燒時生成大量煙霧和毒性氣體，其量隨燃燒溫度增高而增大，故只能用于低溫阻燃。新近使用的無鹵素阻燃劑煙霧少，毒性小或無毒，但含有大量水合物質(zhì)，溫度高時由于脫水反應(yīng)降低了電纜的物理、機械性能，所以阻燃溫度也不能高?？傊?，由于使用單一的阻燃材料，電纜不是產(chǎn)生大量煙霧和有毒氣體就是因脫水反應(yīng)而降低電纜性能，從而影響電纜的阻燃溫度和阻燃時間。
本發(fā)明的目的是提供一種既能耐溫甚至耐高溫又具有優(yōu)良阻燃性能的，物理、機械性能優(yōu)良的專用于安全要求高場合的電纜。
本發(fā)明由導(dǎo)電線芯，絕緣層，護套層組成。纜芯外可繞包有機硅防火云母帶;有機硅云母帶是用有機硅將云母粉粘結(jié)于玻璃纖維絲帶上制成，生產(chǎn)廠家為四川川西云母廠。絕緣層，護套層的阻燃料由十種以上阻燃物質(zhì)接一定比例配比組成。不同阻燃物質(zhì)及不同比例配成不同阻燃溫度和用途的配方。90-200份復(fù)合阻燃料和100份聚烯烴樹脂直接聚合成不同阻燃溫度和用途的阻燃耐溫絕緣層和護套層材料。阻燃專用電纜料的阻燃組合物配方可分成耐溫配方和耐高溫配方。
耐溫阻燃配方主要由多種耐溫酸脂和其它阻燃物質(zhì)組成。分為105℃，135℃，365℃耐溫阻燃三個系列，配方為如下所示105℃耐溫阻燃組合物配方(重量%)鄰苯二甲酸二異癸脂 10-15雙季戍四醇脂 20-30偏苯三酸三辛脂 10-15均苯四酸四辛脂 13-25T.S 4-6D.S 2-4PD-St 1.0-1.5Pa-St 0.8-1.2BPA 0.4-0.9填充劑(自貢市化工廠產(chǎn)) 13-25135℃耐溫阻燃組合物配方(重量%)環(huán)氧氯烴 11.5-14.5三鹽 2.0-3.0二鹽 3.0-4.0Ca-St 0.7-1.0Ba-St 0.3-0.5雙酚A 0.3-0.5炭黑 1.4-2.0Al(OH)314-20TCP 8-11DOP 34-43DOS 11-16365℃耐溫阻燃配方(重量%)
環(huán)氧氯烴 13-17三鹽 2-4二鹽 3-5Ca-St 0.8-1.2Ba-St 0.4-0.6雙酚A 0.4-0.6炭黑 1.5-2.5Al(OH)38-10TCP 8-12DOP 30-40DOS 8-12十溴聯(lián)苯醚 8-12耐高溫阻燃配方主要選用無鹵阻燃用料中多種脫水反應(yīng)溫度低，吸熱量大、抑制燃燒溫度上升好，著火溫度高的材料和少量鹵素類阻燃用料中低煙、低毒，高不延燃性的材料。這些材料接一定的比例配方組合與聚烯烴樹脂直接聚合成新型耐高溫阻燃電纜絕緣料和護套料。耐高溫阻燃配方具體如下三鹽 2.5-3.5二鹽 3.5-4.5Ca-St 0.5-1.5Ba-St 0.4-0.6雙酚A 0.4-0.6炭黑 1.3-1.7氯蠟-42 13-17AL(OH)38-12TCP 13.5-17.5
DOP 18-22DOS 23-27耐高溫阻燃組合物配方也可為重量%三鹽 2.5-3.5二鹽 3.5-4.5Ca-St 0.5-1.5Ba-St 0.4-0.6雙酚A 0.4-0.6炭黑 1.3-1.7氯蠟 8-12Al(OH)34-6Sb2O318-22TCP 4-6DOP 22-26DOS 22-26本發(fā)明具有獨特的多層次阻燃特點，并保證了電纜的各種優(yōu)良性能。本發(fā)明的外護套本身阻燃，保證火焰不向內(nèi)部溫延，中層繞包的云母帶著火溫度高、延燃過程中不燃燒，可起隔熱作用。絕緣層也耐高溫防火。電纜芯線受到三重保護。
本發(fā)明的絕緣層和護套層耐高溫阻燃效果是由于阻燃材料的合理選擇和配比而實現(xiàn)。目前大量采用的鹵素類阻燃劑是依造鹵素制抑制游離OH基引起的發(fā)熱反應(yīng)和鹵類非燃性氣體隔斷供氧，以達到阻燃目的。優(yōu)點是不延燃性好，不影響電纜性能;缺點是發(fā)煙量大，排出大量氣體有毒且有腐蝕性。著火溫度越高其缺點越顯著，不能作高溫阻燃劑。
現(xiàn)在開始使用的無鹵化阻燃劑是靠大量填充的金屬水合物的脫水吸熱反應(yīng)和使用分解溫度較高的耐熱性聚合物，以抑制可燃性物質(zhì)生成，達到阻燃的目的。優(yōu)點是耐高溫，著火溫度較高，耐火時間長，發(fā)煙量少，毒性氣體極微，缺點是易使電氣性能下降，不延燃性差。為保證電氣性能，其阻燃溫度也不能過高。
本發(fā)明的高溫阻燃電纜配方主要選用無鹵阻燃物中多種脫水反應(yīng)溫度低，吸熱量大，抑制燃燒溫度上升好、著火溫度高的材料，一方面又選用了少量鹵素類阻燃用料中低煙、低毒、高不延燃性的材料。很好的利用了兩類阻燃料的優(yōu)點而避開了其不足之處。這些材料經(jīng)過試驗接一定的比例配方組合與聚烯烴樹脂直接聚合成電纜的絕緣料和護套料。在著火時，兩種阻燃作用同時產(chǎn)生以達到阻燃目的。
本發(fā)明的阻燃絕緣料和護套料，具有優(yōu)良的電纜料的物理，機械性能和耐溫阻燃性能。耐溫阻燃料的拉伸強度，斷裂伸長率，沖擊脆化溫度，200℃熱穩(wěn)定時間，體積電阻率，介電強度等性能指標都優(yōu)于國際標準和國家標準。耐高溫阻燃配方根據(jù)IEC標準試驗，在機械性能，老化性能，耐低溫性能，絕緣電阻，煙霧的暗度，煙害指數(shù)，毒性指數(shù)，煙霧的酸值等性能指標都達到或優(yōu)于IEC標準。對成品電纜進行的試驗表明成品電纜100℃×7天老化后，對不同組成部分的粘接程度進行檢查，結(jié)果優(yōu)良。3500伏5分鐘介質(zhì)強度檢查合格，-15℃低溫彎曲和沖擊試驗優(yōu)。按照NFC32070(或IEC332-1)進行延燃試驗，表明具有高阻燃性。進行不燃性能試驗，不燃性840℃以上達3.5小時，3-5秒火焰熄滅。本發(fā)明的生產(chǎn)不需增另新的設(shè)備和改變生產(chǎn)操作過程和步驟，只須作適當?shù)墓に嚫倪M。容易實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。產(chǎn)品成本低。本發(fā)明產(chǎn)品價格預(yù)計比普通同規(guī)格電纜價格高出一至二倍。而國外此類產(chǎn)品則一般高出普通電纜四倍。本發(fā)明包括各種建筑專用電纜，電力電纜和通信電纜，可廣泛用于高層建筑、高爐、地鐵，礦山，計算機、配電房、火警、市內(nèi)通信、衛(wèi)星通信等專用電纜。
如下是本發(fā)明的附圖

圖1為實施1的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為實施例1的另一種結(jié)構(gòu)圖。
圖3為實施例2的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為實施例2的另一種結(jié)構(gòu)圖。
圖5為實施例3的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為實施例3的另一種結(jié)構(gòu)圖。
如下是
具體實施例方式實施例1銅芯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電話電纜。電話電纜包括銅芯1，普通聚乙烯絕緣層2，有機硅防火云母帶包層3，105℃PVC耐溫護套4。護套電纜料耐溫阻燃料配方如下重量%鄰苯二甲酸二異癸脂 12.8雙季戊四醇脂 25.5編苯三酸三辛脂 12.7均苯四酸四辛脂 19.2T.S 5.1D.S 2.6PD-St 1.3Pa-St 1.0BPA 0.6填充劑(自貢化工廠產(chǎn)) 19.2用100份耐溫阻燃料與128份聚氯乙烯樹脂直接聚合成105℃聚氯乙烯耐溫阻燃電纜料。
105℃耐溫阻燃料組合物主要性能如下拉伸強度＞18.8Mpa斷裂伸長率＞293%老化后拉伸強度＞18.2Mpa拉伸強度變化率最大值-3.2%老化后斷裂伸長率＞282%斷裂伸長率變化率最大值-3.8%熱老化質(zhì)量損失＜12g/m沖擊脆化溫度-18℃200℃熱穩(wěn)定時間＞168min20℃體積電阻率＞9.3×101195℃體積電阻率＞1.6×1011介電強度＞25MV/m實施例2銅芯多股軟線聚乙烯(或聚氯乙烯)絕緣鋁屏蔽聚氯乙烯護套廣播電纜廣播電纜包括銅芯1，普通聚乙烯絕緣層2，防火云母帶包層3，5，鋁箔4，135℃PVC耐溫阻燃電纜料護套6。也可有阻燃填充料7。
護套電纜料的耐溫阻燃料配方如下重量%環(huán)氧氯烴 12.7三鹽 2.5二鹽 3.4Ca-St 0.9Ba-St 0.4雙酚A 0.4炭黑 1.7氯蠟 17
Sb2O39.3TCP 38.1DOS 13.6100份耐溫阻燃配方料與85.7份聚氯乙烯直接聚合成135℃聚氯乙烯耐溫阻燃電纜料。
實施例3銅芯多股軟線聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套火警電纜。
火警電纜包括銅芯1，耐高溫聚氯乙烯絕緣層2，有機硅防火云母帶包層3，耐高溫PVC電纜料護套4，阻燃填充劑7。也可有阻燃填充繩8。
護套絕緣電纜料耐高溫阻燃配方如下重量%三鹽 3二鹽 4Ca-St 1Ba-St 0.5雙酚A 0.5炭黑 1.5氯蠟 14.8AL(OH)319.9Sb2O35TCP 24.9100.5份阻燃耐高溫料與100份聚氯乙烯直接聚俁成840℃聚氯乙烯阻燃耐高溫電纜料。
耐溫阻燃料配方主要性能見下表(一)絕緣材料的試驗根據(jù)IEC540標準試驗實測值1)機械性能，拉力強度16MPa;拉斷伸長率320%。
2)120℃×10天烘箱加速老化，性能達到18.6MPa。
3)耐低溫性能達-31℃。
4)絕緣電阻＞3000MΩ.Km5)煙霧強度 Dm＜145 VoF4＜1006)煙害指數(shù)INC＜727)毒性指數(shù)ITC＜4.88)煙霧的酸值PH＞4(二)護套材料的試驗根據(jù)IEC標準試驗實例值1)拉力強度16.8Mpa，拉斷伸長率400%2)100℃×10天烘箱加速老化性能19.3MPa3)耐低溫性能達-32.5℃。
4)耐磨和抗撕性能-4.25)煙霧暗度Dm＜100 VoF4＜50。
6)煙害指數(shù)INC＜787)毒性指數(shù)ITC＜4.928)煙霧的酸值PH＞4(三)成品電纜試驗1)成品電纜100°×7天老化后，對不同組成部分的粘接程度進行檢查優(yōu)2)3500伏5分鐘介質(zhì)強度檢查合格3)-15℃低溫彎曲和沖擊試驗優(yōu)4)燃燒試驗a、延燃試驗按照NFC32070(或IEC332-1)進行高阻燃性。
b、不燃性能試驗接照NFC32070進行(試驗在CSTB筒內(nèi)進行)不燃性840℃以上達3.5小時，3-5秒火焰熄滅。
權(quán)利要求
1.阻燃專用電纜，包括導(dǎo)電線芯，絕緣層，護套層，其特征在于絕緣層和護套層由90-200份耐高溫阻燃組合物與100份聚烯烴樹脂聚合而成，纜芯外繞包有機硅防火云母帶，耐高溫阻燃組合物配方為重量%三鹽 2.5-3.5二鹽 3.5-4.5Ca-St0.5-1.5Ba-St0.4-0.6雙酚A0.4-0.6炭黑 1.3-1.7氯蠟-42 13-17AL(OH)3 8-12TCP 13.5-17.5DOP 18-22DOS 23-27耐高溫阻燃組合物配方也可為重量%三鹽 2.5-3.5二鹽 3.5-4.5Ca-St0.5-1.5Ba-St0.4-0.6雙酚A0.4-0.6炭黑 1.3-1.7氯蠟 8-12AL(OH)3 4-6Sb2O318-22TCP 4-6DOP 22-26DOS 22-26
2.阻燃專用電纜，包括導(dǎo)電線芯，絕緣層，護套層，其特征在于絕緣層和護套層由耐溫阻燃組合物與聚烯烴樹脂聚合而成，纜芯外繞有機硅防火去母帶，耐溫阻燃組合物，配方為如下三個系列105℃耐溫阻燃組合物配方(重量%)1、鄰苯二甲酸二異癸脂 10-152、雙季戍四醇脂 20-303、偏苯三酸三辛脂 10-154、均苯四酸四辛脂 13-255、T.S 4-66、D.S 2-47、PD-St 1.0-1.58、Pa-St 0.8-1.29、BPA 0.8-0.910、專用填充劑(自貢市化工廠產(chǎn)) 13-25135℃耐溫阻燃組合物配方(重量%)1、環(huán)氧氯烴 10-122、三鹽 20-253、二鹽 12-144、Ca-St 13-145、Ba-St 3-46、雙酚A 2-37、炭黑 1.0-1.28、氯蠟-42 0.8-1.09、氯蠟-70 0.5-0.610、Al(OH)315-17365℃耐溫阻燃組合物配方(重量%)1、環(huán)氧氯烴 10-122、三鹽 20-253、二鹽 12-144、Ca-St 11-125、Ba-St 6-76、雙酚A 3-47、炭黑 1.2-1.48、氯蠟-42 0.8-1.09、氯蠟-70 0.5-0.610、Al(OH)310-1211、Sb2O38-1全文摘要
本發(fā)明由導(dǎo)電線芯，有機硅防火云母帶，耐溫阻燃電纜料制的絕緣層、護套層組成。電纜料的阻燃耐溫配方由多種阻燃和耐溫原材料組成，且直接與聚烯烴樹脂融為一體，聚合成新的聚烯烴聚合物，故其結(jié)構(gòu)緊密，電氣、機械物理性能良好，特別具有優(yōu)良的耐高溫阻燃性。適合于室內(nèi)通信，高層建筑、礦井、地鐵、船舶、核電站等特殊場合。
文檔編號H01B3/00GK1052211SQ8910413
公開日1991年6月12日 申請日期1989年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月2日
發(fā)明者鄒斌 申請人:新都電纜廠