[发明专利]柔性耐高温防火电缆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性耐高温防火电缆及其制备方法，要解决的技术问题是提高防火电缆的防火性能，降低成本。本发明的缆芯外包覆有防火隔热的复合凝胶层，复合凝胶层外包覆有金属护套层。本发明的方法，包括以下步骤：制备电缆的缆芯和纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆湿凝胶，老化、干燥处理，包覆防火隔热的复合凝胶层，固化处理，包覆金属护套层。本发明与现有技术相比，纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆凝胶层具有极低的导热系数，隔热性能优异，同时使电缆具有极其优异的弯曲性能，退火铜波纹管作为第一道防火屏障，在保障电缆内部组件不受外界机械因素损伤的同时，保障了电缆的弯曲性能，材料成本大大降低，使电缆的生产、运输、安装更加方便。

技术领域

本发明涉及一种电缆及其制备方法，特别是一种柔性电缆及其制备方法。

背景技术

现有技术的防火电缆主要为矿物绝缘电缆(Mineral Insulated Cable)，简称MI电缆，按结构可以分为刚性和柔性两种。19世纪末，瑞士工程师Arnold Francois Borel提出刚性矿物绝缘电缆的设想，20世纪三、四十年代投入生产后得到快速发展。上世纪六十年代，我国开始引进和吸收转化刚性矿物绝缘电缆的技术，并逐渐将产品推向应用。由于采用氧化镁作为矿物绝缘材料，刚性矿物绝缘电缆在实际生产和应用中存在有很多不足：受制于极其复杂的制备工艺，多芯的刚性矿物绝缘电缆截面面积只能达到35mm²，且刚性矿物绝缘电缆不能制成较长长度，最大长度仅为几百米，各制造长度之间形成大量的接头，接头处极易吸潮，降低绝缘电阻，大大降低了应用时的可靠性。

上世纪七十年代，瑞士斯图特电缆公司研制了柔性矿物绝缘防火电缆。近年来，柔性矿物绝缘防火电缆所占应用份额持续增大，其主要是采用以玻璃纤维带为载体的云母带绕包进行绝缘，并采用轧纹铜管做外护套。在发生火灾后，柔性结构中的云母易脱落，失去防火的作用，而且这种电缆的材料成本和制造成本都很高。

近年来，出现了以隔氧结壳材料挤包或绕包的防火电缆产品。此类产品中，采用挤包形式的防火电缆，隔氧材料作为填充材料置于护套内，该填充材料需要保证一定的量，通常填充后护套的外径须比常规增大4～5mm，不仅增加了材料和工艺成本，更增加了后续工艺的难度。采用绕包形式的防火电缆，实际是以隔氧结壳材料通过粘接剂涂覆在绕包载体上，在发生火灾后，隔氧结壳材料同样易脱落，因此其防火性能并不理想。

因此，现有技术的防火电缆成本高昂、制造工艺复杂、安装敷设不便，随着经济社会发展，如何在降低防火电缆产品全周期成本的同时，提高电缆产品的防火性能，意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性耐高温防火电缆及其制备方法，要解决的技术问题是提高防火电缆的防火性能，降低成本。

本发明采用以下技术方案：一种柔性耐高温防火电缆，由单根或多根绝缘线芯绞合制得电缆的缆芯，所述缆芯外包覆有防火隔热的复合凝胶层，复合凝胶层外包覆有金属护套层。

本发明的复合凝胶层为纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆凝胶层，纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆凝胶层由硅酸锆溶胶和纳米氧化锆纤维按重量份100：12～18组成，硅酸锆溶胶中，Zr：Na：Si的摩尔比为1：0.3：1.2～1.5，纳米氧化锆纤维长度为52～120nm、直径为15～39nm。

本发明的纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆凝胶层的纳米孔被分割成三维连续网状，以纳米氧化锆纤维为骨架，纳米孔的孔隙率为91.8～92.5％，纳米孔的平均孔径51～59nm。

本发明的纳米氧化锆纤维复合增强硅酸锆凝胶层的密度为0.52～0.88g/cm³，在室温下的等效热导率为0.058～0.069W/m·k，在1300℃时的热导率为0.082～0.099W/m·k。

本发明的金属护套层为退火铜波纹管。

一种柔性耐高温防火电缆的制备方法，包括以下步骤：