一種耐高溫阻燃電纜及其制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力電纜技術領域，具體是一種耐高溫阻燃電纜及其制作方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國民經濟的迅速發展，電纜的使用量和鋪設密集程度越來越高，近年來由電 氣引起的火災逐年增多，而其中由于電線電纜原因所引發的火災占相當大的比例。在火災 中，由于電纜起火蔓延而釋放出的腐蝕性及有毒氣體、產生的大量煙霧等所造成的"二次災 害"，已引起人們的重視，因此有關部門對電纜防火、阻燃等特性的要求也越來越高，不僅要 求電纜線路具有高的可靠性，而且要求它對周圍環境的安全性。GB50217- 94《電力工程 電纜設計規范》已把采用阻燃電纜、耐火電纜等作為電纜防火的重要措施，明確規定在某些 場所應選用阻燃電纜或其它類型的防火電纜。
[0003] 就目前而言，電纜行業習慣將阻燃、耐火、低煙低鹵或低煙無鹵型阻燃電纜統稱為 防火電纜。然而，這些產品因其性能指標、制造技術的不同，其應用的范圍也不同。普通的 阻燃電線電纜不易著火或著火后燃燒僅局限在一定范圍之內，因此它能抑制火焰蔓延，可 以提高整條電纜線路的防火水平，通常用于電纜敷設密集程度較高的空曠而通風良好的場 所。耐火電纜的主要特點是在著火燃燒的情況下仍能保持一定時間的安全運行，以保證火 災時消防、報警系統、應急供電回路等都能繼續通電，使救災工作能夠正常進行。而低煙低 鹵、低煙無鹵型阻燃電纜在燃燒時產生的煙霧和有害氣體較少，可以將"二次災害"帶來的 損失減至較低程度，因此適用于要求比較高的地鐵、隧道、船舶和車輛、發電站以及重要的 高層建筑等。但這幾種電纜在火勢兇猛、風力強勁、高溫、高壓情況下就失去了它的正常特 性而不能滿足使用要求，因為它們多為有機材料，在著火情況下容易燃燒，并發出很多熱 量，加速電纜的燃燒。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種耐高溫阻燃電纜及其制作方法，以解決上述【背景技術】 中提出的問題。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種耐高溫阻燃電纜，包括多股電纜內芯以及多股電纜內芯外依次包覆的第二納米阻 燃絕緣層、玻璃纖維耐火帶、第二有機硅復合材料阻燃層和阻燃外護套，多股所述電纜內芯 是以該電纜中心位置設置的一股電纜內芯為中心呈輻射狀、兩兩相互外切緊密排布；在多 股電纜內芯相互之間，以及電纜內芯與第二納米阻燃絕緣層之間均填充有阻燃填充料；每 股所述電纜內芯均包括導體芯組，以及導體芯組外依次包覆的第一納米阻燃絕緣層和第一 有機硅復合材料阻燃層； 所述阻燃填充料按照重量份的組分為：磷酸二氫銨100-150份、纖維素醚10-20份、鋁 酸鈷30-50份、十二烷基硫酸鈉5-15份、玻璃纖維10-25份、聚醚改性硅油15-25份； 所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材料相同，按照重量份的組分為： 膨脹蛭石80-120份、納米氮磷類膨脹阻燃劑10-30份、納米氧化硅10-20份、納米介孔分子 篩5-15份、二氧化銻5-20份、環氧樹脂5-25份、增塑劑0. 5-2. 5份、防老劑1-4份； 所述第一有機硅復合材料阻燃層和第二有機硅復合材料阻燃層的材料相同，按照重量 份的組分為：有機硅廢料60-80份、微米級高嶺土 50-100份、氨化鈹2-10份、重質碳酸鈣 5-15份、納米氮化硅10-20份、硅酸鈉2-10份、羥基錫酸鋅10-20份、鋼纖維2-8份、焦磷酸 鐵2-8份； 所述阻燃外護套采用低煙無鹵阻燃高強度耐磨彈性體制成。
[0006] 作為本發明進一步的方案：所述阻燃填充料按照重量份的組分為：磷酸二氫銨 110-140份、纖維素醚12-18份、鋁酸鈷35-45份、十二烷基硫酸鈉8-12份、玻璃纖維12-20 份、聚醚改性硅油18-22份。
[0007] 作為本發明進一步的方案：所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材 料相同，按照重量份的組分為：膨脹蛭石90-110份、納米氮磷類膨脹阻燃劑15-25份、納米 氧化硅12-18份、納米介孔分子篩8-12份、二氧化銻10-15份、環氧樹脂10-20份、增塑劑 0.5-2份、防老劑2-4份。
[0008] 作為本發明進一步的方案：所述第一有機硅復合材料阻燃層和第二有機硅復合材 料阻燃層的材料相同，按照重量份的組分為：有機硅廢料65-75份、微米級高嶺土 60-90份、 氨化鈹4-8份、重質碳酸鈣8-12份、納米氮化硅12-18份、硅酸鈉4-8份、羥基錫酸鋅12-18 份、鋼纖維3-7份、焦磷酸鐵3-7份。
[0009] 作為本發明進一步的方案：所述玻璃纖維耐火帶由一層玻璃硅膠和一層鋼纖維粘 合而成，厚度為0. 2-0. 4_，相鄰層采用雙向繞包的方式，每層重疊處間隔纏繞。
[0010] 作為本發明進一步的方案：所述阻燃填充料按照重量份的組分為：磷酸二氫銨 125份、纖維素醚15份、鋁酸鈷40份、十二烷基硫酸鈉10份、玻璃纖維15份、聚醚改性硅油 20份。
[0011] 作為本發明進一步的方案：所述第一納米阻燃絕緣層和第二納米阻燃絕緣層的材 料相同，按照重量份的組分為：膨脹蛭石100份、納米氮磷類膨脹阻燃劑20份、納米氧化硅 15份、納米介孔分子篩10份、二氧化銻12份、環氧樹脂15份、增塑劑1. 5份、防老劑3份。
[0012] 作為本發明進一步的方案：所述第一有機硅復合材料阻燃層和第二有機硅復合材 料阻燃層的材料相同，按照重量份的組分為：有機硅廢料70份、微米級高嶺土75份、氨化鈹 5份、重質碳酸鈣10份、納米氮化硅15份、硅酸鈉5份、羥基錫酸鋅15份、鋼纖維5份、焦磷 酸鐵5份。
[0013] 本發明還提供一種耐高溫阻燃電纜的制作方法，具體步驟為： (1) 采用數根導體絞合成一根導體芯組，然后采用雙層共擠工藝在導體芯組外自內向 外依次包覆第一納米阻燃絕緣層和第一有機硅復合材料阻燃層；即得到單根電纜內芯； (2) 將數根電纜內芯圍繞中心的一根的電纜內芯合股成一股總纜，并用擠出工藝在一 股總纜外面包覆阻燃填充料，接著采用繞包工藝在阻燃填充料外繞包第二納米阻燃絕緣 層； (3) 采用三層共擠工藝，在第二納米阻燃絕緣層外自內向外依次包覆陶瓷纖維耐火帶、 第二有機硅復合材料阻燃層和阻燃外護套；即得到一種耐高溫阻燃電纜。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 本發明設計的一種耐高溫阻燃電纜的耐火試驗不僅滿足國標GB/T19216的要求，在 導體之間施加1000 V電壓，在火焰溫度為950-1000°C的火焰中燃燒3h，電纜既不短路也不 開路。還可滿足英國BS6387標準中規定的A級、B級和C級的要求，同時，在燃燒中還可耐 受水噴淋(W級）與抗機械沖擊（X級、Y級、Z級）；試驗過程中，電纜既不短路也不開路。
[0015] 本電纜符合阻燃A類，是阻燃的最高級別，阻燃性即為了熄滅、減少或抑制材料的 燃燒，通常在材料中添加阻燃劑，使得材料在燃燒時具有阻止或延緩火焰蔓延的性能。在外 火源消失的情況下，經過一段時間能夠自熄。為達到阻燃A類要求，在結構設計上，采用陶 瓷纖維耐火帶、阻燃外護套以及自制的有機硅復合材料阻燃層、納米阻燃絕緣層和阻燃填 充料等材料來進行多重保護，使得產品的綜合機械形成大幅提高。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明的剖面圖。
[0017] 其中：1、電纜內芯；11、導體芯組；12、第一納米阻燃絕緣層；13、第一有機硅復合 材料阻燃層；2、阻燃填充料；3、第二納米阻燃絕緣層；4、玻璃纖維耐火帶；5、第二有機硅復 合材料阻燃層；6、阻燃外護套。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0019]請參閱圖1，一種耐高溫阻燃電纜，包括多股電纜內芯1以及多股電纜內芯1外依 次包覆的第二納米阻燃絕緣層3、玻璃纖維耐火帶4、第二有機硅復合材料阻燃層5和阻燃 外護套6,多股所述電纜內芯1是以該電纜中心位置設置的一股電纜內芯1為中心呈輻射 狀、兩兩相互外切緊密排布；在多股電纜內芯1相互之間，以及電纜內芯1與第二納米阻燃 絕緣層3之間均填充有阻燃填充料2 ;每股所述電纜內芯1均包括導體芯組11，以及導體芯 組外依次包覆的第一納米阻燃絕緣層12和第一有機硅復合材料阻燃層13 ; 所述阻燃填充料2按照重量份的組分為：磷酸二氫銨100-150份、纖維素醚10-20份、 鋁酸鈷30-50份、十二烷基硫酸鈉5-15份、玻璃纖維10-25份、聚醚改性硅油15-25份； 其中，該阻燃填充料2,在常溫下保持軟性散粉狀，保證了成品電纜在使用時的可彎 曲，第二納米阻燃絕緣層3繞包在阻燃填充料2的外部，第二納米阻燃絕緣層3具有隔火 和阻燃的性能，它能將在常溫下呈粉團狀的阻燃填充料2裹緊；而在遇到火災時，阻燃填充 料2能形成具有隔熱、防火的陶瓷管，使電纜內芯1可以安然工作，從而使電纜滿足在負載 1000V工作條件下承受950°C、3小時的燃燒，同時具有抗噴淋、抗機械撞擊的功能。
[0020] 本發明中，所述第一納米阻燃絕緣層12和第二納米阻燃絕緣層3的材料相同， 按照重量份的組分為：膨脹蛭石80-120份、納米氮磷類膨脹阻燃劑10-30份、納米氧化硅 10-20份、納米介孔分子篩5-15份、二氧化銻5-20份、環氧樹脂5-25份、增塑劑0. 5-2. 5 份、防老劑1-4份； 本發明中，所述第一有機硅復合材料阻燃層13和第二有機硅復合材料阻燃層5的材 料相同，按照重量份的組分為：有機硅廢料60-80份、微米級高嶺土 50-100份、氨化鈹2-10 份、重質碳酸鈣5-15份、納米氮化硅10-20份、硅酸鈉2-10份、羥基錫酸鋅10-20份、鋼纖 維2-8份、焦磷酸鐵2-8份； 本發明中，所述阻燃外護套6采用低煙無鹵阻燃高強度耐磨彈性體制成。
[0021] 本發明中，所述玻璃纖維耐火帶4由一層玻璃硅膠和一層鋼纖維粘合而成，厚度 為0. 2-0. 4mm，相鄰層采用雙向繞包的方式，每層重疊處間隔纏繞；此材料在-70°C- 210°C 時柔軟、有彈性、強度高、機械性絕緣性優異。使得電纜具有柔軟、隔音、抗沖擊等特點，施工 鋪設便利。
[0022] 實施例1 一種