本發(fā)明涉及電纜制造，特別涉及一種低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著低煙無(wú)鹵阻燃材料的廣泛應(yīng)用，低煙無(wú)鹵阻燃型電纜已在石油化工、核電、太陽(yáng)能光伏等行業(yè)大量使用，但是在一些高緯度地區(qū)冬季溫度低且時(shí)間長(zhǎng)，最低極端溫度可達(dá)-50℃及以下，甚至一些寒冷的無(wú)人區(qū)因?yàn)樾陆üこ痰男枰?，不僅需要考慮低煙、無(wú)鹵、阻燃還需要耐超低溫、耐油等特殊工況要求。但是耐寒指標(biāo)和阻燃以及耐油性能本身就有沖突，如何平衡這些指標(biāo)對(duì)電纜材料配方設(shè)計(jì)和電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出新的挑戰(zhàn)。因?yàn)橐恍┨胤N材料如氟塑料、聚氨酯、硅橡膠、聚醚醚酮等材料有的因?yàn)椴牧蟽r(jià)格高昂如氟塑料、聚醚醚酮、硅橡膠等，有的難以做到低煙無(wú)鹵阻燃如聚氨酯。因此如何開發(fā)出一款滿足低煙無(wú)鹵阻燃同時(shí)滿足耐低溫的電纜并具有大規(guī)模使用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的電纜變得尤為迫切。

2、電纜在具體使用環(huán)境中其中的護(hù)套對(duì)確保電纜性能起到關(guān)鍵性作用，常規(guī)的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料的耐溫等級(jí)為-40℃，而且低溫每下降一度對(duì)性能的影響都非常明顯，例如：

3、(1)材料變脆和導(dǎo)電性能下降：在低溫環(huán)境下，電線電纜中的絕緣和護(hù)套材料會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期受到低溫的影響而變得易碎，失去原有的柔軟性，這降低了電線電纜的可靠性和安全性。同時(shí)，低溫會(huì)導(dǎo)致某些導(dǎo)電材料的電阻增加，從而降低電線電纜的導(dǎo)電性能。一些金屬導(dǎo)線在低溫下可能會(huì)變得更加剛硬，影響電流的傳輸。

4、(2)絕緣性能變差和防火性能下降：在低溫環(huán)境下，絕緣材料的絕緣性能可能會(huì)下降，導(dǎo)致電線電纜之間的絕緣破壞，給人身安全帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外，某些護(hù)套材料和絕緣材料的阻燃性能在低溫下可能會(huì)降低，一旦故障或短路，容易引發(fā)火災(zāi)。

5、(3)結(jié)構(gòu)不匹配和放電特性改變：對(duì)于特定類型的電纜，如乙丙橡膠(epr)電纜在高寒環(huán)境下，epr絕緣層和應(yīng)力控制管(sct)的彈性模量與自由空間體積等性質(zhì)的差異導(dǎo)致二者間易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷，誘使終端內(nèi)部局部放電現(xiàn)象的出現(xiàn)。低溫條件下局部放電的起始電壓和熄滅電壓與常溫相比均降低40％以上，擊穿概率顯著增大，放電圖譜有明顯的形狀特征改變。

6、綜合以上情況可以看出，在低溫環(huán)境下電纜中的護(hù)套使用的材料至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，本發(fā)明的電纜耐低溫最低可滿足-55℃的固定敷設(shè)和使用的要求。

2、解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，包括以下步驟：

4、s1，將絕緣料通過第一擠塑機(jī)擠出并包裹在導(dǎo)體上形成絕緣層，導(dǎo)體和絕緣層組成線芯；

5、s2，將多個(gè)線芯絞合得到絞合線芯；

6、s3，將護(hù)套料通過第二擠塑機(jī)擠出并包裹在絞合線芯上形成外護(hù)套層，采用電子輻照加速器對(duì)電纜進(jìn)行輻照，使外護(hù)套層交聯(lián)成型后獲得成品電纜；

7、所述護(hù)套料采用低煙無(wú)鹵阻燃耐寒-55℃的材料，低煙無(wú)鹵阻燃耐寒-55℃的材料由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料組成：聚乙烯基彈性體7-18％，乙丙橡膠5-10％，氫化丁氰橡膠5-15％，甲基乙烯基苯基硅橡膠5-15％，加氫基礎(chǔ)油5-10％，無(wú)機(jī)阻燃劑35-45％，甲基-2，4-二氨基甲酸甲基膦酸二甲酯10-15％，加工助劑1-2％，復(fù)合抗氧劑1-3％。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

9、第1，本發(fā)明采用氫化丁氰橡膠作為甲基乙烯基苯基硅橡膠與聚乙烯基彈性體和乙丙橡膠之間的粘合劑，將樹脂很好的融合在一起。由于甲基乙烯基苯基硅橡膠中苯基的存在，具有很大的空間位阻，使得其與非極性的聚乙烯基彈性體、乙丙橡膠混煉后會(huì)出現(xiàn)相分離，無(wú)法很好的融合。通過選擇氫化丁氰橡膠作為融合助劑，其鏈上的丁二烯鏈段可以與聚乙烯基彈性體和乙丙橡膠很好的相容，而具有較強(qiáng)電負(fù)性的氰根基團(tuán)與苯環(huán)結(jié)構(gòu)具有較好的共混性。通過這樣的共混，樹脂在擠出后才能細(xì)膩平整有光澤，而不會(huì)出現(xiàn)鱷魚皮、銀紋之類，而且可以提高耐寒性能，以及降低材料硬度，并提高抗低溫脆化的性能

10、第2，選擇甲基-2，4-二氨基甲酸甲基膦酸二甲酯作為阻燃劑，可以促進(jìn)基材樹脂的提前降解并形成連續(xù)致密的碳層，發(fā)揮了良好的阻隔作用，減少了炭層內(nèi)部的可燃?xì)忉尫?，降低了氣相燃燒?qiáng)度，同時(shí)炭層保護(hù)了內(nèi)部基質(zhì)的進(jìn)一步降解和可燃揮發(fā)物的產(chǎn)生，減少了燃燒時(shí)所需的原料，另外可燃物參與成炭留在了凝聚相中，有效減少了產(chǎn)生煙和熱的原料。同時(shí)氫氧化鋁失水生成的三氧化二鋁會(huì)填充在炭層中間，有效的支撐起碳層的強(qiáng)度，使其可以牢靠的粘附在電纜表面。

11、綜上所述，本發(fā)明的電纜具有外觀平整光滑圓整，阻燃性能優(yōu)異，耐寒效果好，同時(shí)具有良好的耐油效果的特點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明還滿足低煙無(wú)鹵阻燃成束a類、b類和c類的要求。

技術(shù)特征：

1.低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯基彈性體的密度為0.883g/cm3，熔融指數(shù)為2.0g/10min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述乙丙橡膠門尼粘度為70mu。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述氫化丁氰橡膠中丙烯腈含量30-35％，在100℃時(shí)采用門尼粘度ml(1+4)的測(cè)試方法，粘度為40-45，氫化度≥99％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述甲基乙烯基苯基硅橡膠中的苯基摩爾分?jǐn)?shù)0.05-0.1％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述加氫基礎(chǔ)油的密度為0.84g/cm3，其在40℃條件下的運(yùn)動(dòng)粘度為30-35mm2/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁，粉體顆粒的直徑d50為0.5-1μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述甲基-2，4-二氨基甲酸甲基膦酸二甲酯為工業(yè)純，有效含量≥99％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述加工助劑由交聯(lián)敏化劑和潤(rùn)滑劑組成，交聯(lián)敏化劑的重量份數(shù)為1-2份，潤(rùn)滑劑的重量份數(shù)為4-6份。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合抗氧劑包括：2-4份主抗氧劑和1-3份輔助抗氧劑，其中：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了低煙無(wú)鹵防火耐寒型電纜的制備方法，S1，將絕緣料通過第一擠塑機(jī)擠出并包裹在導(dǎo)體上形成絕緣層，導(dǎo)體和絕緣層組成線芯；S2，將多個(gè)線芯絞合得到絞合線芯；S3，將護(hù)套料通過第二擠塑機(jī)擠出并包裹在絞合線芯上形成外護(hù)套層，采用電子輻照加速器對(duì)電纜進(jìn)行輻照，使外護(hù)套層交聯(lián)成型后獲得成品電纜；所述護(hù)套料采用低煙無(wú)鹵阻燃耐寒?55℃的材料，低煙無(wú)鹵阻燃耐寒?55℃的材料由以下原料組成：聚乙烯基彈性體，乙丙橡膠，氫化丁氰橡，甲基乙烯基苯基硅橡膠，加氫基礎(chǔ)油，無(wú)機(jī)阻燃劑，甲基?2，4?二氨基甲酸甲基膦酸二甲酯，加工助劑，復(fù)合抗氧劑。本發(fā)明的電纜耐低溫最低可滿足?55℃的固定敷設(shè)和使用的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：張立剛,葛成龍,王鑫,洪啟付,侍帥帥,劉子隆,倪文君,袁小鵬,陳杰,夏同方,苑春慧,李一凡,孫龍祥,包敏,蒲守林,史佳麟,鮑蕾蕾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州八益電纜股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19