本發(fā)明涉及一種電纜及其制備方法,特別是一種柔性電纜及其制備方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)的防火電纜主要為礦物絕緣電纜(mineralinsulatedcable),簡(jiǎn)稱mi電纜,按結(jié)構(gòu)可以分為剛性和柔性兩種。19世紀(jì)末,瑞士工程師arnoldfrancoisborel提出剛性礦物絕緣電纜的設(shè)想,20世紀(jì)三、四十年代投入生產(chǎn)后得到快速發(fā)展。上世紀(jì)六十年代,我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)和吸收轉(zhuǎn)化剛性礦物絕緣電纜的技術(shù),并逐漸將產(chǎn)品推向應(yīng)用。由于采用氧化鎂作為礦物絕緣材料,剛性礦物絕緣電纜在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中存在有很多不足:受制于極其復(fù)雜的制備工藝,多芯的剛性礦物絕緣電纜截面面積只能達(dá)到35mm2,且剛性礦物絕緣電纜不能制成較長(zhǎng)長(zhǎng)度,最大長(zhǎng)度僅為幾百米,各制造長(zhǎng)度之間形成大量的接頭,接頭處極易吸潮,降低絕緣電阻,大大降低了應(yīng)用時(shí)的可靠性。
上世紀(jì)七十年代,瑞士斯圖特電纜公司研制了柔性礦物絕緣防火電纜。近年來(lái),柔性礦物絕緣防火電纜所占應(yīng)用份額持續(xù)增大,其主要是采用以玻璃纖維帶為載體的云母帶繞包進(jìn)行絕緣,并采用軋紋銅管做外護(hù)套。在發(fā)生火災(zāi)后,柔性結(jié)構(gòu)中的云母易脫落,失去防火的作用,而且這種電纜的材料成本和制造成本都很高。
近年來(lái),出現(xiàn)了以隔氧結(jié)殼材料擠包或繞包的防火電纜產(chǎn)品。此類產(chǎn)品中,采用擠包形式的防火電纜,隔氧材料作為填充材料置于護(hù)套內(nèi),該填充材料需要保證一定的量,通常填充后護(hù)套的外徑須比常規(guī)增大4~5mm,不僅增加了材料和工藝成本,更增加了后續(xù)工藝的難度。采用繞包形式的防火電纜,實(shí)際是以隔氧結(jié)殼材料通過(guò)粘接劑涂覆在繞包載體上,在發(fā)生火災(zāi)后,隔氧結(jié)殼材料同樣易脫落,因此其防火性能并不理想。
因此,現(xiàn)有技術(shù)的防火電纜成本高昂、制造工藝復(fù)雜、安裝敷設(shè)不便,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,如何在降低防火電纜產(chǎn)品全周期成本的同時(shí),提高電纜產(chǎn)品的防火性能,意義重大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種柔性耐高溫防火電纜及其制備方法,要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高防火電纜的防火性能,降低成本。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種柔性耐高溫防火電纜,由單根或多根絕緣線芯絞合制得電纜的纜芯,所述纜芯外包覆有防火隔熱的復(fù)合凝膠層,復(fù)合凝膠層外包覆有金屬護(hù)套層。
本發(fā)明的復(fù)合凝膠層為納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層,納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層由硅酸鋯溶膠和納米氧化鋯纖維按重量份100:12~18組成,硅酸鋯溶膠中,zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.2~1.5,納米氧化鋯纖維長(zhǎng)度為52~120nm、直徑為15~39nm。
本發(fā)明的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,納米孔的孔隙率為91.8~92.5%,納米孔的平均孔徑51~59nm。
本發(fā)明的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的密度為0.52~0.88g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.058~0.069w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.082~0.099w/m·k。
本發(fā)明的金屬護(hù)套層為退火銅波紋管。
一種柔性耐高溫防火電纜的制備方法,包括以下步驟:
一、制備電纜的纜芯
采用鋁合金,經(jīng)過(guò)熔煉、連鑄連軋、拉絲和退火制得導(dǎo)體,擠包絕緣層后絞合成纜,得到纜芯;
二、制備納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠
在20℃下,將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水混合均勻后,再加入鹽酸、水和乙醇,使得混合液的ph值為2,最后加入2mol/l的氧氯化鋯溶液和氟化鈉,得到硅酸鋯溶膠,硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.2~1.5;
按硅酸鋯溶膠與納米氧化鋯纖維重量比100:12~18,在硅酸鋯溶膠中,加入長(zhǎng)度為52~120nm、直徑為15~39nm的納米氧化鋯纖維,在45℃的溫度下,以兩相頻率為50hz,兩相電流為10a,電磁攪拌30分鐘,加入0.5mol/l的氨水和0.5mol/l的乙醇,使得ph值為5,得到納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠;
三、老化處理
將納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠在25℃下靜置2~3小時(shí)后,在55℃的烘箱內(nèi),老化處理24小時(shí),每隔8小時(shí)用無(wú)水乙醇置換溶液一次,得到老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠;
四、干燥處理
將老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠浸入儲(chǔ)存有乙醇的超臨界干燥器,然后將超臨界干燥器內(nèi)的溫度降至2~5℃,通入液態(tài)co2進(jìn)行溶劑置換,使得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的含水量不大于30%;
五、包覆防火隔熱的復(fù)合凝膠層
將納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠擠包在纜芯上,擠出溫度為70~80℃,得到包覆有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯;
六、固化處理凝膠層
增壓固化處理,分為兩段:第一段溫度為95~110℃,壓力為8~12mpa,時(shí)間為15~25分鐘,第二段溫度為125~150℃,壓力為15~20mpa,時(shí)間為30~45分鐘,自然降溫至20℃,制得擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯;
七、包覆金屬護(hù)套層
在擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯最外層包覆退火銅波紋管,得到柔性耐高溫防火電纜。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層具有極低的導(dǎo)熱系數(shù),作為防火隔熱層,隔熱性能優(yōu)異,同時(shí)使電纜具有極其優(yōu)異的彎曲性能,最外層包覆退火銅波紋管作為第一道防火屏障,在保障電纜內(nèi)部組件不受外界機(jī)械因素?fù)p傷的同時(shí),退火銅材料和波紋形狀保障了電纜的彎曲性能,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,材料成本大大降低,電纜的防火性能顯著提高,重量大幅降低,極大地改善彎曲性能,使電纜的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝更加方便。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示,本發(fā)明的柔性耐高溫防火電纜,由單根或多根絕緣線芯絞合制得電纜的纜芯1,纜芯1外包覆有防火隔熱的復(fù)合凝膠層2,復(fù)合凝膠層2外包覆有金屬護(hù)套層3。
復(fù)合凝膠層2為納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層,金屬護(hù)套層3為退火銅波紋管。
納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層由硅酸鋯溶膠和納米氧化鋯纖維按重量份100:12~18組成。
硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.2~1.5。
納米氧化鋯纖維長(zhǎng)度為52~120nm、直徑為15~39nm。
納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,孔隙率為91.8~92.5%,納米孔的平均孔徑51~59nm,密度為0.52~0.88g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.058~0.069w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.082~0.099w/m·k。
本發(fā)明的柔性耐高溫防火電纜的制備方法,包括以下步驟:
一、制備電纜的纜芯
纜芯的導(dǎo)體材料采用現(xiàn)有技術(shù)的鋁合金,按現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過(guò)熔煉、連鑄連軋、拉絲和退火制得導(dǎo)體,擠包絕緣層后絞合成纜,得到纜芯。
二、制備納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠
在20℃下,將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水混合,攪拌均勻后,再加入鹽酸、水和乙醇,使得混合液的ph值為2,最后加入2mol/l的氧氯化鋯溶液和氟化鈉,得到硅酸鋯溶膠,硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.2~1.5。
按硅酸鋯溶膠與納米氧化鋯纖維重量份100:12~18的比例,在硅酸鋯溶膠中,加入長(zhǎng)度為52~120nm、直徑為15~39nm的納米氧化鋯纖維,與硅酸鋯溶膠進(jìn)行復(fù)合:在45℃的溫度下電磁攪拌30分鐘,加入0.5mol/l的氨水和0.5mol/l的乙醇進(jìn)行催化,使得ph值為5,充分水解后,使硅酸鋯溶膠以納米氧化鋯纖維為骨架逐漸凝膠,得到納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠(復(fù)合濕凝膠)。電磁攪拌的兩相頻率為50hz,兩相電流為10a。
三、老化處理
將復(fù)合濕凝膠在25℃下靜置2~3小時(shí)后,放置在55℃的烘箱內(nèi),老化處理24小時(shí),每隔8小時(shí)用無(wú)水乙醇置換溶液一次,得到老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠。
四、干燥處理
將老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠浸入儲(chǔ)存有乙醇的超臨界干燥器,然后將超臨界干燥器內(nèi)的溫度降至2~5℃,通入液態(tài)co2進(jìn)行溶劑置換,去除納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠內(nèi)的水和乙醇,使得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的含水量不大于30%。
五、包覆防火隔熱的復(fù)合凝膠層
采用現(xiàn)有技術(shù)的擠出機(jī)將去除水和乙醇的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠擠包在纜芯上,擠出溫度為70~80℃,得到包覆有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯。
六、固化處理凝膠層
對(duì)擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯進(jìn)行增壓固化處理,增壓固化處理分為兩段:第一段溫度為95~110℃,壓力為8~12mpa,時(shí)間為15~25分鐘;第二段溫度為125~150℃,壓力為15~20mpa,時(shí)間為30~45分鐘;自然降溫至20℃,制得擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯。
七、包覆金屬護(hù)套層
按現(xiàn)有技術(shù)在擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯最外層包覆退火銅波紋管,得到柔性耐高溫防火電纜。
采用濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司生產(chǎn)的winner802光相關(guān)納米粒度儀,測(cè)得實(shí)施例的柔性耐高溫防火電纜,防火隔熱的復(fù)合凝膠層采用納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層,其納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,孔隙率為91.8~92.5%,納米孔的平均孔徑為51~59nm。
采用濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司生產(chǎn)的winner802光相關(guān)納米粒度儀,測(cè)得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠材料密度為0.52~0.88g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.058~0.069w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.082~0.099w/m·k。
實(shí)施例1
一、制備電纜的纜芯
纜芯的導(dǎo)體材料采用鋁合金導(dǎo)體,在導(dǎo)體外擠包絕緣層制得絕緣線芯,絕緣線芯絞合后成纜芯。
二、制備納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠
在20℃下,將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水混合,攪拌均勻后,再加入鹽酸、水和乙醇,使得混合液的ph值為2,最后加入2mol/l的氧氯化鋯溶液和氟化鈉,得到硅酸鋯溶膠,硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.2。
按硅酸鋯溶膠與納米氧化鋯纖維重量份100:12的比例,在硅酸鋯溶膠中,加入長(zhǎng)度為52nm、直徑為15nm的納米氧化鋯纖維,與硅酸鋯溶膠進(jìn)行復(fù)合:在45℃的溫度下電磁攪拌30分鐘,加入0.5mol/l的氨水和0.5mol/l的乙醇進(jìn)行催化,使得ph值為5,充分水解后,使硅酸鋯溶膠以納米氧化鋯纖維為骨架逐漸凝膠,得到納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠(復(fù)合濕凝膠)。電磁攪拌的兩相頻率為50hz,兩相電流為10a。
三、老化處理
將復(fù)合濕凝膠在25℃下靜置2小時(shí)后,放置在55℃的烘箱內(nèi),老化處理24小時(shí),每隔8小時(shí)用無(wú)水乙醇置換溶液一次,得到老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠。
四、干燥處理
將老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠浸入儲(chǔ)存有乙醇的超臨界干燥器,然后將超臨界干燥器內(nèi)的溫度降至2℃,通入液態(tài)co2進(jìn)行溶劑置換,去除納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠內(nèi)的水和乙醇,使得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的含水量不大于25%。
五、包覆防火隔熱復(fù)合凝膠層
采用擠出機(jī)將去除水和乙醇的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠擠包在纜芯上,擠出溫度為70℃~80℃,得到包覆有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯。
六、固化處理凝膠層
對(duì)擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯進(jìn)行增壓固化處理,第一段溫度為95℃,壓力為8mpa,時(shí)間為15分鐘;第二段溫度為125℃,壓力為15mpa,時(shí)間為30分鐘;自然降溫至20℃,制得擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯。
七、包覆金屬護(hù)套層
在擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯最外層包覆退火銅波紋管,得到柔性耐高溫防火電纜。
實(shí)施例1的防火隔熱復(fù)合凝膠層采用的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層材料,由納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,孔隙率為92.5%,納米孔的平均孔徑為51nm。納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠材料密度為0.52g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.069w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.099w/m·k。
實(shí)施例2
一、制備電纜的纜芯
纜芯的導(dǎo)體材料采用鋁合金導(dǎo)體,在導(dǎo)體外擠包絕緣層制得絕緣線芯,絕緣線芯絞合后成纜芯。
二、制備納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠
在20℃下,將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水混合,攪拌均勻后,再加入鹽酸、水和乙醇,使得混合液的ph值為2,最后加入2mol/l的氧氯化鋯溶液和氟化鈉,得到硅酸鋯溶膠,硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.3。
按硅酸鋯溶膠與納米氧化鋯纖維重量份100:15的比例,在硅酸鋯溶膠中,加入長(zhǎng)度為80nm、直徑為28nm的納米氧化鋯纖維,與硅酸鋯溶膠進(jìn)行復(fù)合:在45℃的溫度下電磁攪拌30分鐘,加入0.5mol/l的氨水和0.5mol/l的乙醇進(jìn)行催化,使得ph值為5,充分水解后,使硅酸鋯溶膠以納米氧化鋯纖維為骨架逐漸凝膠,得到納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠(復(fù)合濕凝膠)。電磁攪拌的兩相頻率為50hz,兩相電流為10a。
三、老化處理
將復(fù)合濕凝膠在25℃下靜置2.5小時(shí)后,放置在55℃的烘箱內(nèi),老化處理24小時(shí),每隔8小時(shí)用無(wú)水乙醇置換溶液一次,得到老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠。
四、干燥處理
將老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠浸入儲(chǔ)存有乙醇的超臨界干燥器,然后將超臨界干燥器內(nèi)的溫度降至3℃,通入液態(tài)co2進(jìn)行溶劑置換,去除納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠內(nèi)的水和乙醇,使得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的含水量不大于30%。
五、包覆防火隔熱的復(fù)合凝膠層
采用擠出機(jī)將去除水和乙醇的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠擠包在纜芯上,擠出溫度為70℃~80℃,得到包覆有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯。
六、固化處理凝膠層
對(duì)擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯進(jìn)行增壓固化處理,第一段溫度為100℃,壓力為9mpa,時(shí)間為25分鐘;第二段溫度為130℃,壓力為18mpa,時(shí)間為40分鐘;自然降溫至20℃,制得擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯。
七、包覆金屬護(hù)套層
在擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯最外層包覆退火銅波紋管,得到柔性耐高溫防火電纜。
實(shí)施例2的防火隔熱復(fù)合凝膠層采用的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層材料,由納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,孔隙率為92.2%,納米孔的平均孔徑為55nm。納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠材料密度為0.59g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.058w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.082w/m·k。
實(shí)施例3
一、制備電纜的纜芯
纜芯的導(dǎo)體材料采用鋁合金導(dǎo)體,在導(dǎo)體外擠包絕緣層制得絕緣線芯,絕緣線芯絞合后成纜芯。
二、制備納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠
在20℃下,將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水混合,攪拌均勻后,再加入鹽酸、水和乙醇,使得混合液的ph值為2,最后加入2mol/l的氧氯化鋯溶液和氟化鈉,得到硅酸鋯溶膠,硅酸鋯溶膠中zr:na:si的摩爾比為1:0.3:1.5。
按硅酸鋯溶膠與納米氧化鋯纖維重量份100:18的比例,在硅酸鋯溶膠中,加入長(zhǎng)度為120nm、直徑為39nm的納米氧化鋯纖維,與硅酸鋯溶膠進(jìn)行復(fù)合:在45℃的溫度下電磁攪拌30分鐘,加入0.5mol/l的氨水和0.5mol/l的乙醇進(jìn)行催化,使得ph值為5,充分水解后,使硅酸鋯溶膠以納米氧化鋯纖維為骨架逐漸凝膠,得到納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠(復(fù)合濕凝膠)。電磁攪拌的兩相頻率為50hz,兩相電流為10a。
三、老化處理
將復(fù)合濕凝膠在25℃下靜置3小時(shí)后,放置在55℃的烘箱內(nèi),老化處理24小時(shí),每隔8小時(shí)用無(wú)水乙醇置換溶液一次,得到老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠。
四、干燥處理
將老化后的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠浸入儲(chǔ)存有乙醇的超臨界干燥器,然后將超臨界干燥器內(nèi)的溫度降至5℃,通入液態(tài)co2進(jìn)行溶劑置換,去除納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠內(nèi)的水和乙醇,使得納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的含水量不大于20%。
五、包覆防火隔熱的復(fù)合凝膠層
采用擠出機(jī)將去除水和乙醇的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠擠包在纜芯上,擠出溫度為70℃~80℃,得到包覆有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯。
六、固化處理凝膠層
對(duì)擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯濕凝膠的纜芯進(jìn)行增壓固化處理,第一段溫度為110℃,壓力為12mpa,時(shí)間為20分鐘;第二段溫度為150℃,壓力為20mpa,時(shí)間為45分鐘;自然降溫至20℃,制得擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯。
七、包覆金屬護(hù)套層
在擠包有納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層的纜芯最外層包覆退火銅波紋管,得到柔性耐高溫防火電纜。
實(shí)施例3的防火隔熱復(fù)合凝膠層采用的納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層,由納米孔被分割成三維連續(xù)網(wǎng)狀,以納米氧化鋯纖維為骨架,孔隙率為91.8%,納米孔的平均孔徑為59nm。納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠材料密度為0.88g/cm3,在室溫下的等效熱導(dǎo)率為0.065w/m·k,在1300℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.088w/m·k。
本發(fā)明的柔性耐高溫防火電纜,采用納米氧化鋯纖維復(fù)合增強(qiáng)硅酸鋯凝膠層作為防火隔熱層,具有極低的導(dǎo)熱系數(shù),隔熱性能優(yōu)異,同時(shí)使電纜具有極其優(yōu)異的彎曲性能。在450℃的溫度下,復(fù)合凝膠層可迅速形成由納米氧化鋯增強(qiáng)的硅酸鋯隔熱陶瓷,阻隔外層熱量向電纜內(nèi)部傳導(dǎo)。最外層包覆退火銅波紋管作為第一道防火屏障,在保障電纜內(nèi)部組件不受外界機(jī)械因素?fù)p傷的同時(shí),退火銅材料和波紋形狀保障了電纜的彎曲性能,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,材料成本大大降低。使得電纜的防火性能顯著提高,重量大幅降低,極大地改善彎曲性能,使電纜的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝更加方便。