[发明专利]一种纳米材料复合阻燃电缆及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体是一种纳米材料复合阻燃电缆及其制作方法。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，电缆的使用量和铺设密集程度越来越高，近年来由电气引起的火灾逐年增多，而其中由于电线电缆原因所引发的火灾占相当大的比例。在火灾中，由于电缆起火蔓延而释放出的腐蚀性及有毒气体、产生的大量烟雾等所造成的“二次灾害”，已引起人们的重视，因此有关部门对电缆防火、阻燃等特性的要求也越来越高，不仅要求电缆线路具有高的可靠性，而且要求它对周围环境的安全性。GB50217-94《电力工程电缆设计规范》已把采用阻燃电缆、耐火电缆等作为电缆防火的重要措施，明确规定在某些场所应选用阻燃电缆或其它类型的防火电缆。

就目前而言，电缆行业习惯将阻燃、耐火、低烟低卤或低烟无卤型阻燃电缆统称为防火电缆。然而，这些产品因其性能指标、制造技术的不同，其应用的范围也不同。普通的阻燃电线电缆不易着火或着火后燃烧仅局限在一定范围之内，因此它能抑制火焰蔓延，可以提高整条电缆线路的防火水平，通常用于电缆敷设密集程度较高的空旷而通风良好的场所。耐火电缆的主要特点是在着火燃烧的情况下仍能保持一定时间的安全运行，以保证火灾时消防、报警系统、应急供电回路等都能继续通电，使救灾工作能够正常进行。而低烟低卤、低烟无卤型阻燃电缆在燃烧时产生的烟雾和有害气体较少，可以将“二次灾害”带来的损失减至较低程度，因此适用于要求比较高的地铁、隧道、船舶和车辆、发电站以及重要的高层建筑等。但这几种电缆在火势凶猛、风力强劲、高温、高压情况下就失去了它的正常特性而不能满足使用要求，因为它们多为有机材料，在着火情况下容易燃烧，并发出很多热量，加速电缆的燃烧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米材料复合阻燃电缆及其制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纳米材料复合阻燃电缆，包括多股电缆内芯以及多股电缆内芯外依次包覆的陶瓷纤维耐火带、第二有机硅复合材料阻燃层、第二阻燃绝缘层和纳米阻燃外护套，每股所述电缆内芯均包括导体芯组，以及导体芯组外依次包覆的第一有机硅复合材料阻燃层、金属铠装层和第一阻燃绝缘层，所述导体芯组是由多股高强度99.99%无氧退火镀锡超细软铝丝向右旋转绞合而成，所述金属铠装层内部设有一根铝丝加热线；在多股电缆内芯相互之间，以及电缆内芯与陶瓷纤维耐火带之间均填充有阻燃填充料；

所述阻燃填充料按照重量份的组分为：微米级高岭土50-100份、纤维素醚10-30份、硅酸钠1-10份、纳米氮化硅5-15份、基体树脂10-20份、硼酸锌10-20份、热分解石墨10-30份、硬硅钙石10-30份、玻璃纤维15-35份、结集石墨10-20份；

所述第一有机硅复合材料阻燃层和第二有机硅复合材料阻燃层的材料相同，按照重量份的组分为：有机硅橡胶50-150份、膨胀蛭石30-50份、硅酸钠1-5份、热分解石墨20-30份、钢纤维2-8份、硅烷偶联剂1-10份、硼酸锰15-35份、焦磷酸铁5-15、纳米氮化硼2-10份；

所述第一阻燃绝缘层和第二阻燃绝缘层的材料相同，按照重量份的组分为：水性丙烯酸树脂60-80份、重质碳酸钙25-45份、水滑石1-10份、三氧化二锑10-25份、聚醚改性硅油5-25份、增塑剂0.5-1.5份、十二碳醇酯5-25份、防老剂1-4份；

所述纳米阻燃外护套按照重量份的组分为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80份、纳米氮化硼10-20份、纳米氧化镁2-10份、纳米介孔分子筛10-20份、纳米氮磷类膨胀阻燃剂1-10份、纳米活性剂10-15份、促进剂1-8份、增塑剂0.5-2.5份、防老剂2-6份。

作为本发明进一步的方案：所述阻燃填充料按照重量份的组分为：微米级高岭土60-80份、纤维素醚15-25份、硅酸钠2-8份、纳米氮化硅6-12份、基体树脂12-18份、硼酸锌12-18份、热分解石墨15-25份、硬硅钙石15-25份、玻璃纤维20-30份、结集石墨12-18份。

作为本发明进一步的方案：所述第一有机硅复合材料阻燃层和第二有机硅复合材料阻燃层的材料相同，按照重量份的组分为：有机硅橡胶70-120份、膨胀蛭石35-45份、硅酸钠2-4份、热分解石墨22-28份、钢纤维3-7份、硅烷偶联剂2-8份、硼酸锰20-30份、焦磷酸铁6-12、纳米氮化硼3-8份。