本發(fā)明屬于耐火電纜,涉及一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜及其制造方法。
背景技術(shù):
1、耐火電纜主要應(yīng)用于樓宇、商場(chǎng)、超市、醫(yī)院、影劇院、地鐵和機(jī)場(chǎng)等人員密集場(chǎng)所,以及石化、冶金和鋼鐵等特殊領(lǐng)域的重要工程設(shè)施中。這些工程設(shè)施對(duì)電力輸送要求很高,同時(shí)處于高溫、高壓等特殊環(huán)境,對(duì)安全性有很高要求,因此需要耐火電纜來(lái)保障電力傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>
2、發(fā)明人發(fā)現(xiàn),耐火電纜出廠前均經(jīng)過(guò)試驗(yàn),然而目前的耐火試驗(yàn)方法并不能反映真實(shí)的火災(zāi)情況,導(dǎo)致出廠的耐火電纜在火災(zāi)中并不能很好地發(fā)揮作用;主要表現(xiàn)在,傳統(tǒng)的耐火電纜設(shè)置了云母帶絕緣層、橡塑外護(hù)層等,雖然提高了一定的耐火性,但是在火災(zāi)環(huán)境中,火焰會(huì)完全包裹電纜,火焰溫度和環(huán)境溫度可達(dá)到1000℃以上,且大型火災(zāi)的時(shí)間可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)甚至十幾個(gè)小時(shí),傳統(tǒng)的耐火電纜在長(zhǎng)時(shí)間、高溫的火災(zāi)環(huán)境中,會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)失去耐火性能,甚至電纜會(huì)自燃、助燃,增加了火勢(shì)和煙霧,增加了對(duì)人身傷害程度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題,提出了一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜及其制造方法。本發(fā)明中的耐火電纜包括導(dǎo)體,以及依次設(shè)置在所述導(dǎo)體外部的耐火層、絕緣層、襯墊層、隔火層和護(hù)套層;其中,所述耐火層為無(wú)機(jī)礦物絕緣帶,所述絕緣層和所述隔火層為陶瓷化聚烯烴材料,所述襯墊層為陶瓷化防火耐火復(fù)合帶,所述護(hù)套層為無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套料;通過(guò)耐火層以及絕緣層構(gòu)成復(fù)合絕緣,能夠在長(zhǎng)時(shí)間火焰和高溫條件下保持較高的電氣絕緣性能;絕緣層、襯墊層、隔火層形成三重隔火、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證了電纜在溫度不斷升高的火災(zāi)環(huán)境中可以持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行,適用于火災(zāi)環(huán)境中,為救援和逃生贏得時(shí)間;且在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)層數(shù)的基礎(chǔ)上,兼顧了力學(xué)性能、加工性能、柔韌性和耐火性。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,第一方面,本發(fā)明提供了一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜,采用如下技術(shù)方案:
3、一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜,包括導(dǎo)體,以及依次設(shè)置在所述導(dǎo)體外部的耐火層、絕緣層、襯墊層、隔火層和護(hù)套層;
4、所述耐火層為無(wú)機(jī)礦物絕緣帶,所述絕緣層和所述隔火層為陶瓷化聚烯烴材料,所述襯墊層為陶瓷化防火耐火復(fù)合帶,所述護(hù)套層為無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套料。
5、進(jìn)一步的,所述陶瓷化聚烯烴材料的重量份組成如下:聚烯烴樹脂100~140份,陶瓷化膠料100~120份,無(wú)機(jī)填料60~80份,潤(rùn)滑劑0.5~5份,抗氧化劑1~5份,偶聯(lián)劑0.1~5份,相容劑3~10份,促進(jìn)劑1~20份,熱敏化劑0.3~3份,穩(wěn)定劑0.1~2份,加工助劑0.5~2.5份。
6、進(jìn)一步的,所述陶瓷化膠料為熱塑性有機(jī)硅樹脂與氣相沉積法制備的二氧化硅的混合物。
7、進(jìn)一步的,所述導(dǎo)體采用銅導(dǎo)體。
8、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,第二方面,本發(fā)明還提供了一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜制造方法,采用如下技術(shù)方案:
9、一種適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜制造方法,用于制造如第一方面中所述的適用于建筑火災(zāi)升溫條件下的耐火電纜,包括:
10、在所述導(dǎo)體的表面繞包無(wú)機(jī)礦物絕緣帶形成耐火層,在耐火層表面擠塑陶瓷化聚烯烴材料形成絕緣層,多芯電纜的絕緣線芯應(yīng)絞合成纜芯,在單芯電纜的絕緣線芯或多芯電纜的纜芯外繞包包帶扎緊形成襯墊層,在襯墊層外擠塑陶瓷化聚烯烴材料形成隔火層,在隔火層外擠塑無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套材料形成護(hù)套層。
11、進(jìn)一步的,制備熱塑性有機(jī)硅樹脂,合成熱塑性有機(jī)硅樹脂;
12、將合成的熱塑性有機(jī)硅樹脂放入三輥機(jī)中研磨,制得陶瓷化膠料;
13、將制得的陶瓷化膠料投入雙螺桿擠塑機(jī)中擠出造粒,制得陶瓷化聚烯烴材料;
14、將軟銅線按正規(guī)排列方式,在框絞機(jī)上絞合,制成絞合導(dǎo)體;在絞合導(dǎo)體的表面繞包無(wú)機(jī)礦物絕緣帶形成耐火層,無(wú)機(jī)礦物絕緣帶應(yīng)重疊繞包,每層的繞包方向應(yīng)相反,最外層向右,制得耐火導(dǎo)體;在耐火導(dǎo)體表面擠塑陶瓷化聚烯烴材料構(gòu)成絕緣層,制得一根絕緣線芯;所述絕緣層在擠出時(shí)加入色帶,絕緣線芯顏色分別按照黃、綠、紅、藍(lán)和黑配色識(shí)別;
15、將絕緣線芯按順時(shí)針?lè)较颍凑拯S、綠、紅、藍(lán)和黑的順序排列,在成纜機(jī)上絞合成纜芯;纜芯的絕緣線芯間的空隙填充有無(wú)機(jī)纖維;纜芯外繞包包帶扎緊形成襯墊層,包帶為陶瓷化防火耐火復(fù)合帶;
16、在襯墊層外擠塑陶瓷化聚烯烴材料形成隔火層;隔火層應(yīng)擠出形成預(yù)設(shè)厚度;
17、在隔火層的外面擠塑一層無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套材料形成護(hù)套層。
18、進(jìn)一步的,將有機(jī)硅烷單體按照酸催化醇水解工藝,在30~35℃條件下反應(yīng)10~11小時(shí);將反應(yīng)體系升溫至71~75℃,在真空下縮合反應(yīng)2小時(shí);將反應(yīng)體系升溫至145~150℃,在壓力為0.01~0.02mpa下繼續(xù)反應(yīng)1.5~2小時(shí),獲得無(wú)色的粘稠狀液體,冷卻至室溫得到熱塑性有機(jī)硅樹脂。
19、進(jìn)一步的,將合成的熱塑性有機(jī)硅樹脂放入三輥機(jī)中研磨,加入氣相沉積法制備的二氧化硅,混合攪拌均勻后出料,制得陶瓷化膠料。
20、進(jìn)一步的,將制得的陶瓷化膠料與聚烯烴樹脂、無(wú)機(jī)填料、穩(wěn)定劑、加工助劑和熱敏化劑投入雙螺桿擠塑機(jī)中擠出造粒,制得陶瓷化聚烯烴材料。
21、進(jìn)一步的,將聚烯烴樹脂、陶瓷化膠料、無(wú)機(jī)填料、促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、抗氧化劑、偶聯(lián)劑、相容劑、熱敏化劑、穩(wěn)定劑、加工助劑按預(yù)設(shè)配比拾取,放入混煉機(jī)進(jìn)行充分混合,控制混煉機(jī)的轉(zhuǎn)速為300~350rpm,混煉時(shí)長(zhǎng)15~20分鐘;
22、調(diào)試雙螺桿擠出造粒機(jī)的各區(qū)溫度,參考溫度設(shè)置為:機(jī)筒一區(qū)90~110℃,機(jī)筒二區(qū)150~155℃,機(jī)筒三區(qū)165~170℃,機(jī)筒四區(qū)185~190℃,機(jī)筒五區(qū)180~185℃,機(jī)頭175~180℃,模具175~180℃;雙螺桿造粒機(jī)需在參考溫度的基礎(chǔ)上空載運(yùn)行5~10分鐘后,將混合后的材料倒入造粒機(jī),由造粒機(jī)擠出物進(jìn)入冷卻池進(jìn)行冷卻;
23、冷卻后的擠出物進(jìn)行風(fēng)冷卻,吹走表面的水分,再進(jìn)入切粒機(jī)剪切為顆粒狀;
24、冷卻后的顆粒由設(shè)備傳輸至烘干機(jī)進(jìn)行顆粒干燥去水處理,烘干機(jī)的溫度為65~70℃,干燥時(shí)間為1~3小時(shí);
25、烘干后的顆粒需密封保存。
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
27、本發(fā)明中的耐火電纜包括導(dǎo)體,以及依次設(shè)置在所述導(dǎo)體外部的耐火層、絕緣層、襯墊層、隔火層和護(hù)套層;其中,所述耐火層為無(wú)機(jī)礦物絕緣帶,所述絕緣層和所述隔火層為陶瓷化聚烯烴材料,所述襯墊層為陶瓷化防火耐火復(fù)合帶,所述護(hù)套層為無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴護(hù)套料;通過(guò)耐火層以及絕緣層構(gòu)成復(fù)合絕緣,能夠在長(zhǎng)時(shí)間火焰和高溫條件下保持較高的電氣絕緣性能;絕緣層、襯墊層、隔火層形成三重隔火、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證了電纜在溫度不斷升高的火災(zāi)環(huán)境中可以持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行,適用于火災(zāi)環(huán)境中,為救援和逃生贏得時(shí)間;且在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)層數(shù)的基礎(chǔ)上,兼顧了力學(xué)性能、加工性能、柔韌性和耐火性。
28、本發(fā)明中采用了三重隔火、隔熱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),絕緣層和隔火層采用陶瓷化聚烯烴材料,襯墊層采用陶瓷化防火耐火復(fù)合帶,這兩種材料在火焰燒蝕后均能燒結(jié)成陶瓷狀殼體,阻擋火焰和熱量向電纜內(nèi)部蔓延傳遞,保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu);耐火層和絕緣層構(gòu)成復(fù)合絕緣,提高了電纜在火焰條件下的電氣絕緣性能;由于沒有使用防火泥材料和金屬護(hù)套層,提高了電纜的柔軟性,成品電纜的彎曲性能得到提高;電纜中大量使用阻燃材料,提高了電纜的阻燃性能,在外源性火災(zāi)中,電纜不自燃,也不助燃,可減輕火勢(shì)和煙霧,減輕人身傷害。本發(fā)明中,耐火層采用無(wú)機(jī)礦物絕緣帶,絕緣層采用擠包陶瓷化聚烯烴材料,耐火層和絕緣層構(gòu)成復(fù)合絕緣,且均為耐高溫材料,在火焰和高溫條件下能保持較高的電氣絕緣性能;襯墊層采用陶瓷化防火耐火復(fù)合帶,隔火層采用擠包陶瓷化聚烯烴材料,護(hù)套層采用結(jié)殼性能好的無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴材料;陶瓷化防火耐火復(fù)合帶和陶瓷化聚烯烴材料具有優(yōu)異的耐高溫性,在熱量和火焰燒蝕時(shí)形成堅(jiān)硬的陶瓷層,隔絕火焰和熱量向電纜內(nèi)部傳遞,起到隔火隔熱作用;絕緣層、襯墊層和隔火層的三重隔火、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證了電纜在溫度不斷升高的火災(zāi)環(huán)境中可以持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行,為救援和逃生贏得時(shí)間。
29、本發(fā)明中的陶瓷化聚烯烴材料的重量份組成為:聚烯烴樹脂100~140份,陶瓷化膠料100~120份,無(wú)機(jī)填料60~80份,潤(rùn)滑劑0.5~5份,抗氧化劑1~5份,偶聯(lián)劑0.1~5份,相容劑3~10份,促進(jìn)劑1~20份,熱敏化劑0.3~3份,穩(wěn)定劑0.1~2份,加工助劑0.5~2.5份;設(shè)計(jì)的陶瓷化聚烯烴材料,使得絕緣層和隔火層兼顧了良好的電氣性能、力學(xué)性能、加工性能、柔韌性和耐火性能。