[发明专利]一种阻燃电缆

说明书

一种无卤阻燃聚烯烃电线电缆材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯40‑80％、乙烯‑醋酸乙烯共聚物5‑20％、纳米复合阻燃剂15‑40％、助剂5‑20％、交联剂0.1‑0.5％。本发明与常规的将膨胀性阻燃剂与无机氢氧化物简单混合的电缆材料相比，本发明所述的电缆材料具有更好的物料均匀性，材料内部没有常见的微孔，具有更好的绝缘阻燃性能。

技术领域

本发明涉及一种阻燃电缆，尤其是一种包含无卤低烟阻燃电缆护层材料的阻燃电缆。

背景技术

随着国民经济的快速、稳步增长，城市建设的飞速发展，大批建造了各种功能的建筑物，由此发生火灾的几率相应增多。在人口相对比较密集的易发生火灾的场合，应采用高阻燃防火型电力电缆以满足使用要求。由于常见的高阻燃防火型电力电缆绝缘只采用无机复合绝缘材料云母带重叠绕包，云母带上面的云母粉容易脱落导致绝缘性能和防火性能下降，采用挤出填充型硅橡胶填充缆芯的空隙，这个工序需要专用的硅橡胶挤出设备才能进行，金属层采用纵包氩弧焊接铜带，成本较高。

聚合物主要含碳、氢等元素，在氧和热的作用下容易着火燃烧。当聚合物材料受热后，热量传导进入材料内部，材料首先吸热熔融；随着温度升高，聚合物开始出现键的断裂，发生热分解并释放出含碳氢的可燃性气体；足够多的可燃气体在一定温度下和氧气作用发生燃烧；气相燃烧产生的热量又传回未分解的固体，进一步加快聚合物的分解，产生更多可燃性气体，使燃烧更为剧烈。由此可见，可燃物、热量和氧气是维持燃烧的三个基本要素，三者缺一不可。因此，在对聚合物进行阻燃改性时，切断维持燃烧的三要素中之一，就能达到阻燃目的。

聚合物的阻燃改性与研究其燃烧过程和特性息息相关。从本质上说，阻燃就是通过阻止或减弱燃烧三要素中的一个或几个来实现的。阻燃机理实际上就是阻燃剂对燃烧三要素具体的阻止或减弱效应。阻燃机理具体可划分为多种类型，如形成非可燃性保护膜、产生高密度气体隔离层、捕捉自由基终止链反应、提高聚合物的热稳定性等。概括地说，针对聚合物的阻燃改性以凝聚相阻燃、气相阻燃、协效阻燃及中断热交换等四种机理为主。

金属氢氧化物阻燃剂分解温度高、不易挥发、成本低，除具有阻燃效果外，还具有无毒、抑制发烟的性质，被誉为无公害阻燃剂。但金属氢氧化物阻燃剂存在填充量大、与聚合物相容性差和对聚合物的加工、力学性能影响较大等缺点，这些是金属氢氧化物阻燃剂在研发和应用中必须解决的问题。

膨胀型阻燃剂主要由含有氮、磷、碳等元素的物质复合而成，各元素之间具有阻燃协同作用。发生燃烧时，膨胀型阻燃剂会在塑料表面生成泡沫碳层，从而起到隔热、抑烟、防熔滴等效果，实现阻燃。目前对膨胀型阻燃剂的报道虽多，但其研究仍属于刚起步的阶段，实际应用较少。另外，膨胀型阻燃剂确实具有优良的阻燃潜质，但其与聚合物相容性差、易吸潮等缺点在一定程度上制约其工业化的进程。未来对膨胀型阻燃剂的研究将从耐水、相容性和扩大分子尺度等方面着手改进。

发明内容

一种阻燃电缆，其特征在于包含无卤阻燃聚烯烃电线电缆材料作为护层，所述护层包括以下重量百分比的原料：聚乙烯40-80％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-20％、纳米复合阻燃剂15-40％、助剂5-20％、交联剂0.1-1.5％。

所述助剂是环己烷、甲苯、正辛烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种；

所述纳米复合阻燃剂是经过亚磷酸酯胺盐改性的纳米氢氧化铝。所述按照以下方法制备：在铝酸钠溶液中加入碳酸氢钠溶液，调节pH值到10-11，控制温度在55-65℃，反应10-30min，抽滤，洗涤，干燥，得到纳米氢氧化铝；将所述亚磷酸酯胺盐溶解在溶剂中，加入纳米氢氧化铝，静置24-36h，过滤，干燥，即得所述亚磷酸酯胺盐改性的纳米氢氧化铝。

所述纳米复合阻燃剂中亚磷酸酯胺和氢氧化铝的质量比是1:3-5，优选是1:4。

所述溶剂是季戊四醇、己二醇，丁二醇中的一种，优选是季戊四醇。