低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及低煙耐火電纜料領(lǐng)域，尤其涉及一種低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市人口的急劇增長，伴隨著高層建筑、地鐵、機場、車站、大型酒店、超市、醫(yī) 院以及大型公共體育、娛樂場所、公共交通設(shè)施的不斷增加，消防、防火安全問題的重要性 凸顯出來。目前在一些大型、高層建筑或公共場所發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)會引起電路發(fā)生故障， 使得警報、自動門、電梯、噴淋系統(tǒng)、各種信號輸送系統(tǒng)以及其它緊急救援設(shè)備停止工作，致 使現(xiàn)場人員難以逃生。同時如果可燃物放出大量煙霧，特別是有毒氣體，還將導(dǎo)致二次災(zāi)害 的發(fā)生，嚴重威脅著人們的生命和財產(chǎn)安全。
[0003] 目前國內(nèi)外采用的防火電線電纜主要是氧化鎂礦物絕緣耐火電纜和云母帶繞包 的耐火電纜。前者需要專門的生產(chǎn)加工設(shè)備，而且這些設(shè)備大都需要進口，價格昂貴，資金 投入太大，且該電纜的外護層是全銅的，不僅造價高，而且敷設(shè)安裝難度大，很難大規(guī)模地 普及使用和推廣等。而后者在生產(chǎn)過程中需要多層纏繞，工藝復(fù)雜，且由于工藝條件的限 制，往往易造成搭接縫處出現(xiàn)缺陷，火燒后云母帶發(fā)脆，容易脫落，也造成耐火效果差，從而 難以保障通訊、電力在火災(zāi)情況下的安全暢通。鑒于這兩種耐火電纜在生產(chǎn)和使用等環(huán)節(jié) 中存在的不足，人們開發(fā)了可瓷化高分子（ceramifiablepolymer)耐火電纜材料，該材料 是一種比較優(yōu)異的防火材料，其優(yōu)點是在室溫時具有與普通電線電纜絕緣層相同的性質(zhì)， 遇高溫著火后經(jīng)過瓷化轉(zhuǎn)變成堅硬的陶瓷保護層，可抵抗上千度明火的燒蝕，并且具有一 定的機械強度。國內(nèi)外對這方面的研究雖然可追溯到20世紀(jì)30年代，但一直發(fā)展緩慢，直 到近年對可陶瓷化耐火電纜的研究才有所增加，陶瓷化耐火電纜才成為耐火電纜領(lǐng)域的研 究熱點之一。
[0004] 澳大利亞的科研人員在這方面做的工作比較多，并對這類體系的瓷化機理進行了 研究。目前研究的比較成功的有陶瓷化硅橡膠電纜料，該電纜料應(yīng)用于電纜具有良好的耐 火效果，并且燃燒時的發(fā)煙量小以及不會產(chǎn)生有毒有害氣體而可避免二次災(zāi)害，此外在燃 燒后，會分解產(chǎn)生大量的Si02，為成瓷提供物質(zhì)基礎(chǔ)，可在電線電纜的纜芯外形成堅硬的不 易脫落的殼而藉以保護導(dǎo)體，確保輸電正常進行。
[0005] 但陶瓷化硅橡膠電纜料所存在的不足是：在使用時，需要憑借專用的擠出設(shè)備擠 出，并且需經(jīng)過硫化處理，工藝相對復(fù)雜，適用范圍有限；如果將電纜料制成硅橡膠帶，將其 纏包至電線電纜纜芯外，會使得生產(chǎn)效率低且成本高，不利于工業(yè)化放大生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料，該低煙無鹵陶瓷化耐火電 纜料在室溫時具有與普通電線電纜絕緣層相同的性質(zhì)，擠出加工工藝簡單，設(shè)備要求低，安 裝敷設(shè)方便，遇高溫著火后經(jīng)過瓷化轉(zhuǎn)變成堅硬的陶瓷保護層，并且具有一定的機械強度， 保證了電線電纜線路正常運行；同時提供一種用于上述低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料的制備 方法。
[0007] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料的技術(shù)方案是： 一種低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料，由下列重量份的材料組成： 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 40~60份， 乙烯-a-烯烴共聚物 40~60份， 馬來酸酐接枝無定形聚烯烴 5~10份， 云母粉 30~60份， 陶瓷粉 40~60份， 玻璃粉 30~60份， 氫氧化鎂 40~60份， 氧化媽 5~20份， 氧化鋅 2~10份， 三聚氰胺氰尿酸鹽 5~20份， 抗氧劑1010 0. 5~2份， 硅烷偶聯(lián)劑A-172 0. 5~2份， 潤滑劑硅酮母粒 2~8份； 所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的乙烯含量為28~40%，熔體流動速率為3~5g/10min; 所述乙烯_a-烯烴共聚物為乙烯-a-丙烯共聚物和乙烯-a-辛烯共聚物的一種或 兩種按任意重量比相混合的混合物； 所述馬來酸酐接枝無定形聚稀經(jīng)，接枝率為1%~1. 5%，其融恪指數(shù)為l~10g/10min;所述玻璃粉為低熔點玻璃粉，熔點為500~800°C。
[0008] 上述技術(shù)方案進一步改進的技術(shù)方案如下： 1.上述方案中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為法國阿克瑪公司生產(chǎn)的EVA2803或者 美國杜邦公司生產(chǎn)的EVA40L03。
[0009] 2.上述方案中，所述乙烯-a-烯烴共聚物為日本三井生產(chǎn)的DF8200或者美國陶 氏公司生產(chǎn)的EPDM4725P。
[0010] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料的制備方法，包 括以下步驟：一種用于權(quán)利要求1所述的低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料的制備方法，包括以 下步驟： 步驟一、將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40~60份、乙烯-a-烯烴共聚物40~60份、馬來酸 酐接枝無定形聚烯烴5~10份、云母粉30~60份、陶瓷粉40~60份、玻璃粉30~60份、氫氧化 鎂40~60份、氧化鈣5~20份、氧化鋅2~10份、三聚氰胺氰尿酸鹽5~20份、抗氧劑10100. 5~2 份、硅烷偶聯(lián)劑A-1720. 5~2份、潤滑劑硅酮母粒2~8份一次全部投入到密煉機中混煉，混煉 料溫至120~150°C時出料； 步驟二、將步驟一中得到的料送入錐形喂料斗，經(jīng)過雙螺桿擠出機組塑化擠出，設(shè)定 雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的溫度分別為一區(qū)90°C~100°C、二區(qū)100°C~110°C、三區(qū) 110°C~120°C、四區(qū) 120°C~130°C、五區(qū) 130~140°C、六區(qū) 130°C~140°C、七區(qū) 120°C~130°C、 八區(qū)110°C~120°C、九區(qū)110~120°C，雙螺桿擠出機的機頭溫度120~130°C，冷切造粒，獲得 低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料。
[0011] 上述技術(shù)方案進一步改進的技術(shù)方案如下： 上述方案中，所述的雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的溫度分別控制為一區(qū) 90°C~100°C、二區(qū) 100°C~110°C、三區(qū) 110°C~120°C、四區(qū) 120°C~130°C、五區(qū) 130~140°C、 六區(qū) 130°C~140°C、七區(qū) 120°C~130°C、八區(qū) 110°C~120°C、九區(qū) 110~120°C，雙螺桿擠出機 的機頭溫度120~130°C。
[0012] 由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點： 1.本發(fā)明低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料及其制備方法，在電纜料中加入云母粉、陶瓷 粉、低熔點的玻璃粉、氫氧化鎂、氧化鈣和氧化鋅的復(fù)配體系作為陶瓷的成瓷填料，具有陶 瓷化性能好，結(jié)殼速度快，結(jié)殼溫度低，結(jié)殼非常堅硬、密實，在500~1200°C有焰、無焰情況 下，不熔滴，不脫落，不會造成二次火災(zāi)，能燒成堅硬的陶瓷狀鎧體，溫度越高、時間越長燒 后的陶瓷狀鎧體越堅硬，殘余物為陶瓷無機物，燒蝕后表面完整、無明裂痕，且斷面會生成 均勻的微孔，能起到非常好的隔熱、降溫、耐火效果，燃燒時發(fā)煙量低，無鹵、無毒、無味，通 過R0HS檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
[0013] 2.本發(fā)明低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料及其制備方法，其選用特定參數(shù)的乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物40~60份、乙烯-a-烯烴共聚物40~60份、馬來酸酐接枝無定形聚烯 烴5~10份作為基體材料，與云母粉、陶瓷粉、低熔點的玻璃粉、氫氧化鎂、氧化鈣和氧化鋅 組成的成瓷填料混合，并配有特定的偶聯(lián)劑和潤滑劑，這種配合方式可以使（1)各組分具有 良好的相容性，使材料具有優(yōu)異的機械性能，拉伸強度大于7. 5MPa、斷裂伸長率大于150% ; (2)常溫下電絕緣性能優(yōu)異，介電強度彡25KV/mm，體積電阻率彡1.0X1014Q? cm。
[0014] 3.本發(fā)明低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料及其制備方法，材料質(zhì)軟，邵氏硬度小于 93A;加工工藝好，具有擠出加工工藝簡單、設(shè)備要求低、安裝敷設(shè)方便，克服了陶瓷化橡膠 電纜料在放大生產(chǎn)過程中的缺點，是目前國內(nèi)外電纜材料發(fā)展的一個重要方向。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 實施例1 :一種低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料，由下列重量份的材料組成：取乙烯-醋酸 乙烯酯共聚物50份，乙烯-a-丙烯共聚物40份，乙烯-a-丙烯共聚物為美國陶氏公司生 產(chǎn)的EPDM4725P，馬來酸接枝無定形聚烯烴10份，此馬來酸接枝無定形聚烯烴為上海久聚 公司生產(chǎn)JY035,馬來酸酐接枝率為1. 0%，云母粉50份，陶瓷粉50份，熔點500°C的玻璃粉 50份，氫氧化鎂50份，氧化鈣5份，氧化鋅8份，三聚氰胺氰尿酸鹽10份，抗氧劑1010為 0. 5份，硅烷偶聯(lián)劑A-172 1份，硅酮母粒3份。
[0016] 所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為法國阿克瑪公司生產(chǎn)的EVA2803,醋酸乙烯酯含 量為28%，熔體流動速率為3g/10min。
[0017] 上述低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料的制備方法，如下：按上述重量份稱各個組分原 料，將稱好的各原料一次全部投入到密煉機中混煉，混煉料溫至140°C時出料并送入錐形喂 料斗，經(jīng)過雙螺桿擠出機組塑化擠出，控制雙螺桿擠出機組的一區(qū)至九區(qū)的溫度分別控制 為一區(qū) 100°C、二區(qū) 110°C、三區(qū) 120°C、四區(qū) 130°C、五區(qū) 140°C、六區(qū) 140°C、七區(qū) 130°C、八 區(qū)120°C、九區(qū)120°C，雙螺桿擠出機的機頭溫度130°C，冷切造粒，獲得上述低煙無鹵陶瓷 化耐火電纜料。
[0018] 實施例2:-種低煙無鹵陶瓷化耐火電纜料，由下列重量份的材料組成：乙烯-醋 酸乙烯酯共聚物40份，乙烯-a-辛烯共聚物40份，此乙烯-a-辛烯共聚物為日本三井公 司生產(chǎn)的DF8200,馬來酸酐接枝無定形聚烯烴10