半導(dǎo)電高阻燃包帶及電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)電高阻燃包帶及電纜。
【背景技術(shù)】
[0002] 中高壓電力電纜主要包括導(dǎo)體，包繞在導(dǎo)體外的絕緣層，以及設(shè)置在絕緣層外的 阻燃包帶。阻燃包帶一般是將單一的阻燃劑與線纜料混合制成，大量使用的阻燃劑，在燃燒 時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧和有毒氣體，而且極易受到雨水的沖刷，受潮后易變性，穩(wěn)定性差，阻火 有效性能受到嚴(yán)重影響。這種電力電纜作為地鐵軌道交通用時(shí)，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于地下，具有 防火和防水性能要求。用于中高壓電纜還要具有良好的半導(dǎo)電性能。
[0003] 為了解決上述問題，技術(shù)人員嘗試在無紡布或其它玻纖布表面涂覆AL(0H)3、 MG(0H) 2與水性半導(dǎo)電丙烯酸混合液，經(jīng)烘干、收卷，分切后形成阻燃包帶。比如，中國(guó)專利 101950623A公開了一種半導(dǎo)電阻燃膠，包括丙烯酸粘合劑、粒徑為1~15微米的氫氧化鎂 或氫氧化鋁、三氯乙基磷酸酯和導(dǎo)電碳黑。然而，在高溫（250-350°C)下AL(0H)3、MG(0H)2 能吸收熱量及分解成水等成分，而起阻燃作用。但在持久高溫下，將失去阻燃效果且無隔熱 層形成，高溫易進(jìn)入線芯內(nèi)部，無短時(shí)間耐火性能。
[0004] 技術(shù)人員還通過在聚合物基體中添加無機(jī)阻燃填料，然后再成型得到阻燃包帶。 例如，中國(guó)專利CN101916612A公開了一種阻燃包帶，該包含由聚合物基體和無機(jī)阻燃填 料組成的阻燃組合物和脫水劑，其制備過程為：將聚合物基體和無機(jī)阻燃填料放入密閉式 Banbury混合機(jī)中混合，當(dāng)溫度升至200°C時(shí)添加脫水劑，充分混合10-15分鐘，然后將此組 合物從機(jī)筒中擠出在包含絕緣層的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線上。然而，上述方法的工藝步驟復(fù)雜、 成本較高，且所制備的阻燃包帶的阻燃性較差，且不具備導(dǎo)電性能。
[0005] 綜上所述，如何以提供一種阻燃持久、隔絕高溫的半導(dǎo)電阻燃材料，成為本領(lǐng)域亟 待解決的技術(shù)問題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種半導(dǎo)電高阻燃包帶，以提供一種阻燃持久、 隔絕耐高溫的半導(dǎo)電阻燃材料。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)電高阻燃包帶，該半導(dǎo)電高阻燃包 帶包括玻纖布和設(shè)置于玻纖布的兩個(gè)相對(duì)表面上的阻燃涂層，阻燃涂層為包括納米導(dǎo)電顆 粒和黃沙土的涂層。
[0008] 進(jìn)一步地，阻燃涂層為包括10~40wt%的納米導(dǎo)電顆粒和60~90wt%黃沙土的 涂層。
[0009] 進(jìn)一步地，阻燃涂層由包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙的混合液進(jìn)行噴涂和烘干后得 到。
[0010] 進(jìn)一步地，混合液包含15~30wt%的納米導(dǎo)電顆粒、45~70wt%的黃沙土和 15~30wt%的丙稀酸乳液。
[0011] 進(jìn)一步地，納米導(dǎo)電顆粒選自納米碳黑、納米中空碳管或納米銀顆粒中的任一種 或多種。
[0012] 進(jìn)一步地，阻燃涂層的厚度為0. 025~0. 05mm，玻纖布的厚度為0. 05~0. 5mm。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種電纜，包括線芯，以及包裹線芯的半導(dǎo)電 高阻燃包帶，其中半導(dǎo)電高阻燃包帶為本實(shí)用新型提供的上述半導(dǎo)電高阻燃包帶。
[0014] 本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧 指數(shù)> 60% )，耐高溫（正常工作溫度180°C)、隔熱、無釓具有長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)耐火性能（因形 成薄型層黃土層，能耐溫濕5000°C以上），抗張強(qiáng)度高，制作簡(jiǎn)便。該半導(dǎo)電高阻燃包帶專 用于中壓耐火電纜、中壓高阻燃電纜內(nèi)部線芯捆扎、繞包，具有消除靜電及阻燃等作用。
【附圖說明】
[0015] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用 新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。 在附圖中：
[0016] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施方式所提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0018] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語"包含"和/或"包 括"時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0019] 本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)電高阻燃包帶。如圖1所示，該半導(dǎo)電高阻燃包帶包 括玻纖布和設(shè)置于玻纖布的兩個(gè)相對(duì)表面上的阻燃涂層，阻燃涂層為包括納米導(dǎo)電顆粒和 黃沙土的涂層。
[0020] 本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧 指數(shù)> 60% )，耐高溫（正常工作溫度180°C)、隔熱、無釓具有長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)耐火性能（因形 成薄型層黃土層，能耐溫濕5000°C以上），抗張強(qiáng)度高，制作簡(jiǎn)便。該半導(dǎo)電高阻燃包帶專 用于中壓耐火電纜、中壓高阻燃電纜內(nèi)部線芯捆扎、繞包，具有消除靜電及阻燃等作用。
[0021] 其阻燃防火原理為：玻纖布是很好的阻燃材料熔點(diǎn)在500°C以上，而黃沙土是一 種高性能不燃物體，在5000°C的高溫下不熔化、不失重不熔化及蒸發(fā)，而且在高溫下，黃沙 土還是一種很好的隔熱材料，用黃沙土做涂覆材料既可填充玻纖布紡織中的網(wǎng)格空間，中 間在燃燒狀態(tài)下防止火焰從中間竄過，又可在玻纖布表面在高溫下形成一層薄層的阻燃耐 火層。
[0022] 因阻燃涂層含有納米導(dǎo)電顆（例如納米導(dǎo)電碳黑），涂覆后表面電阻可小于 1Χ102Ω.cm，體積電阻小于1Χ1〇3Ω.cm即具有導(dǎo)電性能，又具有阻燃、耐火特性，特別是 在生產(chǎn)中壓阻燃船用電纜、高壓阻燃礦用電纜及中壓阻燃特種電纜中更具有優(yōu)越性能。
[0023] 優(yōu)選地，阻燃涂層為包括10~40wt%的納米導(dǎo)電顆粒和60~90wt%黃沙土的涂 層。且具體地，阻燃涂層可由包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙的混合液進(jìn)行噴涂和烘干后得到。 混合液可以采用本領(lǐng)域中常見的類型，只要混合液中包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙并且能夠進(jìn) 行噴涂即可。而發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混合液包含15~30wt%的納米導(dǎo)電顆粒、 45~70wt%的黃沙土和15~30wt%的丙稀酸乳液，所制備得到的半導(dǎo)電高阻燃包帶的絕 緣性更高、耐高溫更好更好。
[0024] 本實(shí)用新型提供的納米導(dǎo)電顆粒涂層中，納米導(dǎo)電顆?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域中常見的 類型，例如納米導(dǎo)電顆粒選自納米碳黑、納米中空碳管或納米銀顆粒中的任一種或多種。優(yōu) 選地，納米導(dǎo)電顆粒的粒徑小于l〇〇nm。阻燃涂層的厚度可以為0. 025~0. 5mm，玻纖布的 厚度可以為〇· 05~0· 5謹(jǐn)。
[0025] 進(jìn)一步地，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米導(dǎo)電顆粒為納米中空碳管，或者納米中空碳管 和納米碳黑時(shí)，所制備得到的半導(dǎo)電高阻燃包帶的半導(dǎo)電性能更高、耐高溫更好。當(dāng)然，納 米導(dǎo)電顆粒的類型并不限于上述實(shí)施例，還可以為其他導(dǎo)電顆粒，例如納米鋁顆粒，或者鍍 鋁銀顆粒等。
[0026] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種上述半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法， 該制作方法包括以下步驟：配制包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙土的混合液；將混合液噴涂至玻 纖布的兩個(gè)相對(duì)表面上，然后對(duì)混合液進(jìn)行真空烘干。
[0027] 上述生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，制作過程環(huán)境友好，采用高溫真空烘干技術(shù)，達(dá)到高效、節(jié)能 目的。該項(xiàng)目產(chǎn)品性能優(yōu)、造價(jià)低、用途廣泛，目前在國(guó)內(nèi)及世界上其它國(guó)家均沒有使用。所 制備的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧指數(shù)> 60% )，耐高溫 (正常工作溫度180°C)、隔熱、無鹵、具有長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)耐火性能（因形成薄型層黃土層，能耐溫 濕5000°C以上），抗張強(qiáng)度高，制作簡(jiǎn)便。該半導(dǎo)電高阻燃包帶專用于中壓耐火電纜、中壓 高阻燃電纜內(nèi)部線芯捆扎、繞包，具有消除靜電及阻燃等作用。
[0028] 上述制作方法中，關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)：一是混合液配制，二是噴槍噴涂技術(shù)控制及真 空干燥技術(shù)，這兩個(gè)技術(shù)之間相互關(guān)聯(lián)。實(shí)用新型人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究后，得到了最 佳工藝參數(shù)，包括：第一方面，配制混合液的步驟包括：將混合液包含15~30wt%的納米導(dǎo) 電顆粒、45~70wt%的黃沙土和15~30wt%的丙稀酸乳液進(jìn)行混合攪拌，得到混合液。第 二方面，采用智能噴槍進(jìn)行噴涂，其中噴涂壓力為2~4kg/m2,噴涂量為5~150g/m2,噴涂 速度為10~20kg/小時(shí)；真空烘干的步驟中，烘干壓力小于等于負(fù)一個(gè)大氣壓，烘干溫度為 150 ~180°C。
[0029] 其中，壓力設(shè)定在2~4kg/m2的目的是使噴嘴噴出液體要達(dá)到霧狀的智能噴槍。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述最佳工藝參數(shù)所制備的納米導(dǎo)電顆粒涂層的半導(dǎo)電性能更高、耐 高溫更好、防水性更好。當(dāng)然，混合液配制、噴槍噴涂技術(shù)控制及真空干燥技術(shù)的工藝參數(shù) 并不僅限于上述實(shí)施例。
[0030] 優(yōu)選地，玻纖布為：經(jīng)紗45支兩股，密度在1公分內(nèi)有12-16股；煒紗30支單股或 45支雙股，密度在1公分內(nèi)有12-14根。
[0031] 當(dāng)然，半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法還包括后續(xù)步驟，例如收卷，真空包裝等，其 具體方法及參數(shù)為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0032] 本實(shí)用新型還提供了一種電纜，包括線芯，以及包裹線芯的半導(dǎo)電高阻燃包帶，其 中半導(dǎo)電高阻燃包帶為本實(shí)用新型提供的上述半導(dǎo)電高阻燃包帶。
[0033] 下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶及其制作方 法。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 本實(shí)施例提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶包括玻纖布，以及設(shè)置于玻纖布表面上的阻燃 涂層，其中阻燃涂層的厚度為0. 05mm，阻燃涂層為包括40wt%的納米導(dǎo)電顆粒和60wt%黃 沙土的