【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電纜，具體為一種防火阻燃電纜及其制備方法。
技術介紹
1、防火(耐火)電纜是指在發生火災時，能保證線路完整性的一類電纜；這種電纜在火災高溫時，能夠保證電纜在較長時間內繼續正常地提供電力和傳輸各種信號，從而為控制火災和救生提供保障；尤其是對于劇院、地鐵、機場、核電站等人員密集的公共場合或重要場所非常有意義。
2、電纜的護套層大多由橡膠組成，現有的橡膠護套層僅僅能夠起到緩沖作用，在意外起火的情況下，橡膠則會在高溫下分解為可燃性低分子物質。可燃性低分子物質則會訊速地與氧氣進行劇烈的氧化反應，氧化反應放出大量的熱則會進一步促進橡膠的分解，同時氧化反應中的生成物如低分子醇、醛也會與氧氣進行氧化反應直至橡膠燒盡。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種防火阻燃電纜及其制備方法，以解決現有技術中存在的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種防火阻燃電纜，包括纜芯和護套層，所述護套層所用護套料包括以下重量份的組分：100份順丁橡膠、20～40份烯丙基改性酚醛樹脂、15～25份硼摻雜復合填料、0.5～1份硫化劑、1～3份增塑劑、0.5～1份促進劑、1～3份硫化活性劑、0.05～0.4份引發劑；護套料的制備方法為：將順丁橡膠、烯丙基改性酚醛樹脂、硼摻雜復合填料、引發劑在30～120℃的加工溫度和30～150rpm轉速下熔融共混5～20min，然后在30～80℃的加工溫度和30～150rpm轉速下，加入硫化劑、增塑劑、促進劑、硫化活
3、進一步的，所述硫化劑為過氧化苯甲酰或硫磺；增塑劑為古馬隆樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯和癸二酸二酯中的至少一種；促進劑為次磺酰胺類tbbs、次磺酰胺類cbs、胍類dpg、秋蘭姆類tmtd中的一種或幾種；硫化活性劑為氧化鋅和硬脂酸，其質量比為3:1；引發劑為過硫酸銨。
4、進一步的，所述順丁橡膠中的順式含量為大于等于96重量％。
5、進一步的，所述烯丙基改性酚醛樹脂的制備方法為：先將100～300重量份普通的酚醛樹脂與5～30重量份氫氧化鉀或者氫氧化鈉混合后在60～100℃加熱條件下反應10-24h，然后再加入5～30重量份的3-氯丙烯、3-溴丙烯和3-碘丙烯中的任意一種，再次在60～100℃加熱條件下反應10-24h，隨后萃取提純制得。
6、進一步的，所述硼摻雜復合填料的制備方法如下：
7、(1)將粒徑為1～80nm的氫氧化鋁粉末均勻分散于80wt％乙醇水溶液中，加入膨脹珍珠巖，共同投入研磨罐內進行研磨，在研磨過程中對研磨罐內進行抽真空，研磨1～2h后，加入氨基硅烷偶聯劑，繼續研磨1h，抽濾取固體，105～110℃烘干至恒重，得改性膨脹珍珠巖復合材料；
8、本專利技術通過濕法研磨改性膨脹珍珠巖，一方面實現膨脹珍珠巖粒徑細化，其顆粒越小，在電纜橡膠材料體系中分散越均勻，另一方面以納米氫氧化鋁粉末分散溶液作為研磨時的環境溶劑，由于膨脹珍珠巖的多孔性能，將納米級別的氫氧化鋁粉末填充進孔洞并封堵部分孔隙，減少孔隙內的熱對流、增加熱反射降低導熱系數，提高自身隔熱效果，并且在研磨后期加入氨基硅烷偶聯劑，實現膨脹珍珠巖復合材料的接枝改性；
9、(2)依次加入4,5-二羥基-2-已烯酸、1-羥基苯并三唑和二氯甲烷，于0℃下加入三乙胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，在40rpm攪拌下，加入改性膨脹珍珠巖復合材料，調高攪拌速度至100rpm，繼續反應3～5h，抽濾，取固體，用洗液洗滌3～5次，洗液中乙酸乙酯、石油醚的體積比為1∶3，80℃烘干至恒重，得預處理復合材料；
10、(3)將預處理復合材料、100℃的水、硼酸按質量比3：6：1混合，調節真空度至0.08mpa，20khz下超聲反應4～6h，抽濾，取固體，80℃烘干至恒重，得硼摻雜復合填料。
11、進一步的，步驟(1)所述氫氧化鋁粉末用量為膨脹珍珠巖質量的0.2％～2％，膨脹珍珠巖與80wt％乙醇水溶液的質量比為1∶(3～6)；氨基硅烷偶聯劑用量為膨脹珍珠巖質量的0.2％～2％。
12、進一步的，步驟(1)所述膨脹珍珠巖的粒徑為0.5～4mm，且所述膨脹珍珠巖的表面孔徑大于所述氫氧化鋁粉末的粒徑。
13、進一步的，步驟(1)所述氨基硅烷偶聯劑為kh540，kh550或kh792中的任意一種。
14、進一步的，步驟(2)中4,5-二羥基-2-已烯酸、1-羥基苯并三唑、三乙胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾比為0.5：1：1.5：1；1-羥基苯并三唑、改性膨脹珍珠巖復合材料和二氯甲烷比例為0.1g：0.07g～0.2g：15ml。
15、進一步的，一種防火阻燃電纜的制備方法，包括以下步驟：
16、s1：10根線徑為1-1.5mm的鍍錫銅線絞合成銅芯，用絕緣橡膠擠包形成厚度為1.6mm的絕緣層，再將厚度為0.1mm的金屬鋁箔繞包在絕緣層外表面，形成厚度為0.5-1.0mm的屏蔽層，得纜芯；絕緣橡膠為普通的三元乙丙橡膠絕緣料；
17、s2：在纜芯外用護套料擠包護套層，電纜利用微波加熱到130-160℃進行硫化，保持130-160℃的硫化溫度用熱風硫化設備對電纜繼續進行硫化，出線速度為40～60m/min，護套層的厚度為1.4mm，得到防火阻燃電纜。
18、與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果是：
19、改性膨脹珍珠巖復合材料與4,5-二羥基-2-已烯酸通過生成酰胺鍵，實現二者結合，并依靠其羥基，與硼酸結合，實現硼摻雜，構成氮硼協效阻燃體系，在燃燒時，熱解產生大量含氮不燃氣體、h2o(g)等，阻止燃燒繼續進行，然后與順丁橡膠、含雙鍵的烯丙基改性酚醛樹脂依靠雙鍵進行預交聯，增加了分子鏈上的交聯活性點，進而提高了交聯活性，一方面降低了后期硫化劑與硫化促進劑的用量，另一方面改善了護套料的機械性能，進而優化了電纜的力學性能，此外，預交聯體系的構建，將硼摻雜復合材料、烯丙基改性酚醛樹脂等具有阻燃功效的物質穿插栓入到三維網絡交聯結構中，既提高了物料的阻燃穩定性和分散穩定性，又進一步提高了阻燃防火外套層的致密性，使其具有良好的力學性能和阻火性，不易開裂，同時，改性膨脹珍珠巖復合材料借助預交聯結構，形成隔熱網絡，使制得的護套混合料兼具優良的絕熱性和耐熱性，提高了電纜的防火性能。
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1.一種防火阻燃電纜，包括纜芯和護套層，其特征在于，所述護套層所用護套料包括以下重量份的組分：100份順丁橡膠、20～40份烯丙基改性酚醛樹脂、15～25份硼摻雜復合填料、0.5～1份硫化劑、1～3份增塑劑、0.5～1份促進劑、1～3份硫化活性劑、0.05～0.4份引發劑；
2.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述硫化劑為過氧化苯甲酰或硫磺；增塑劑為古馬隆樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯和癸二酸二酯中的至少一種；促進劑為次磺酰胺類TBBS、次磺酰胺類CBS、胍類DPG、秋蘭姆類TMTD中的一種或幾種；硫化活性劑為氧化鋅和硬脂酸，其質量比為3:1；引發劑為過硫酸銨。
3.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述順丁橡膠中的順式含量為大于等于96重量％。
4.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述硼摻雜復合填料的制備方法如下：
5.根據權利要求4所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，步驟(1)所述氫氧化鋁粉末用量為膨脹珍珠巖質量的0.2％～2％，膨脹珍珠巖與80wt％乙醇水溶液的質量比為
6.根據權利要求4所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，步驟(1)所述膨脹珍珠巖的粒徑為0.5～4mm，且所述膨脹珍珠巖的表面孔徑大于所述氫氧化鋁粉末的粒徑。
7.根據權利要求4所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，步驟(1)所述氨基硅烷偶聯劑為KH540，KH550或KH792中的任意一種。
8.根據權利要求4所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，步驟(2)中4,5-二羥基-2-已烯酸、1-羥基苯并三唑、三乙胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾比為0.5：1：1.5：1；1-羥基苯并三唑、改性膨脹珍珠巖復合材料和二氯甲烷比例為0.1g：0.07g～0.2g：15mL。
9.根據權利要求1～8任意一項所述的一種防火阻燃電纜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種防火阻燃電纜，包括纜芯和護套層，其特征在于，所述護套層所用護套料包括以下重量份的組分：100份順丁橡膠、20～40份烯丙基改性酚醛樹脂、15～25份硼摻雜復合填料、0.5～1份硫化劑、1～3份增塑劑、0.5～1份促進劑、1～3份硫化活性劑、0.05～0.4份引發劑；
2.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述硫化劑為過氧化苯甲酰或硫磺；增塑劑為古馬隆樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯和癸二酸二酯中的至少一種；促進劑為次磺酰胺類tbbs、次磺酰胺類cbs、胍類dpg、秋蘭姆類tmtd中的一種或幾種；硫化活性劑為氧化鋅和硬脂酸，其質量比為3:1；引發劑為過硫酸銨。
3.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述順丁橡膠中的順式含量為大于等于96重量％。
4.根據權利要求1所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，所述硼摻雜復合填料的制備方法如下：
5.根據權利要求4所述的一種防火阻燃電纜，其特征在于，步驟(1)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：印少卿，王建明，張德培，張林，虞健，
申請(專利權)人：江蘇帝一集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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