[发明专利]氧化铝矿物质隔离型防火电缆及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，包括多组绝缘线芯组、屏蔽层、增强层、耐高温层和防护层，每组绝缘线芯组由多根绝缘线芯绞合而成，每根绝缘线芯由导体和包覆于导体外的高温绝缘层构成，所述屏蔽层缠绕于绝缘线芯组外周，增强层包裹在屏蔽层外表面，耐高温层设于增强层外表面，防护层包覆于耐高温层外表面，任意两组绝缘线芯组之间均填充有氧化铝矿物质混合物，所述高温绝缘层为乙烯-四氟乙烯共聚物层；其中，所述氧化铝矿物质混合物的制备方法包括以下步骤：

S1、将重量份为5~10份的云母粉加入重量份为10~20的聚乙二醇的水溶液中，于温度为60~90℃下浸泡1~2h，然后加入重量份为20~30份的三氧化二铝、10~20份的二氧化硅、5~10份的硅酸钠，搅拌得到第一混料；其中，云母粉、三氧化二铝、二氧化硅的目数分别为180~220目、250~300目、220~250目；

S2、向第一混料中加入重量份为1~2份的氧化铈、0.5~1份的氧化钇、0.5~1份的氧化镧、0.1~0.5份的铬酸镧、0.1~0.5份的玻璃纤维、0.5~1份的氧化钼、0.1~0.5份的碳酸铯、0.1~0.2份的硅化铌、0.5~1份的碳化铝于温度为100~120℃下保温30~60min，然后以3~5℃/min的升温速率升温至450~500℃，并在温度为230~240℃、400~410℃下保温20~30min；然后再以升温速率为6~10℃/min的升温速率升温至800~900℃，并在温度为550℃、750℃下保温40~45min；最后以升温速率为5~7℃/min升温至1050~1100℃；然后以10~15℃/min的降温速率降温至600~650℃，再以4~6℃/min降温至室温得到第二混料；

S3、将重量份为3~5份的碳纳米管加入重量份为150~180份的浓硫酸与浓硝酸的混酸中，于温度为110~120℃下回流8~10h，过滤，得到处理后的碳纳米管；其中，浓硫酸与浓硝酸的体积比为1:4~5；

S4、取重量份为1~2份的处理后的碳纳米管、2~4份的石墨、1~2份的炭黑加入第二混料中，搅拌均匀，并于温度为350~400℃下锻烧1~2h，冷却至室温即得氧化铝矿物质层混合物。

2.如权利要求1所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，所述耐高温层包括以下重量份原料：云母颗粒5~10份，聚氯乙烯树脂粉50~60份，聚丙乙烯酸脂30~35份，硅橡胶10~15份，抗氧剂2~4份，石蜡油5~8份，玻璃纤维10~15份，增韧剂6~8份，超细滑石粉25~30 份，轻质碳酸钙22~30份，丙烯酸酯橡胶 5~10份，癸二酸二辛酯1~3份，胶粘剂0.5~4份，硬脂酸钡5~ 10份，纳米氧化钙0.5~5份。

3.如权利要求2所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，防护层包括以下重量份原料：酚醛树脂40~50份，氢氧化镁20~30份，聚乙烯30~45份，三聚氰胺氰尿酸盐2~4份，气相二氧化硅5~7份，Ca/Zn复合稳定剂5~7份，硬脂酸镁2~3份，次磷酸铈5~10份，无卤膨胀型阻燃剂10~15份，三氧化二锑5~8份，硼酸锌2~3份，聚四氟乙烯10~15份，耐磨剂3~5份，增塑剂5~7份。

4.如权利要求1所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，所述屏蔽层为由聚烯烃和炭黑导电复合材料制成的非金属屏蔽层。

5.如权利要求1所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，增强层为绕包聚酯带。

6.如权利要求3所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆，其特征在于，所述增塑剂为工业白油、环烷油、石蜡油的一种或多种混合物。

7.如权利要求3所述的氧化铝矿物质隔离型防火电缆的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

S1、将圆形金属丝拉丝退火分别绞制成导体，将导体先在绝缘漆中浸涂后，再在导体外挤包高温绝缘层构成绝缘线芯，多根绝缘线芯相互绞合构成绝缘线芯组；

S2、在每个绝缘线芯组外表面绕包屏蔽层，再在屏蔽层外表面包覆增强层；在包覆增强层与绝缘线芯组之间填充氧化铝矿物质混合物；

S3、制备耐高温材料：先按量配备各组分材料，将配备好的云母颗粒、聚氯乙烯树脂粉、聚丙乙烯酸脂、硅橡胶、抗氧剂、玻璃纤维、增韧剂、丙烯酸酯橡胶、癸二酸二辛酯

加入搅拌机中搅拌20~30分钟，同时通过喷淋装置喷淋石蜡油，充分混合均匀后，然后至于密炼机上塑炼5~10分钟，再加入超细滑石粉、轻质碳酸钙、硬脂酸钡混炼、胶粘剂、纳米氧化钙混炼10~20分钟，再将混合料加入双螺旋杆挤出机中成型，并对成型的制品进行二次加热，加热温度控制在115~150℃，时间控制在10~30秒之间，得到耐高温材料成品，将耐高温材料成品置入140~150℃的干燥箱内保温干燥3~5小时，再将干燥后的耐高温材料成品置入热压机内压制成型，热压机的温度为280~320℃，压力为15~20Mpa，从而得到耐高温层；将制得的耐高温层绕包于增强层外周；

S4、制备防护层材料：先按量配备各组分材料，将酚醛树脂通过破碎机制成直径小于

5mm的酚醛树脂颗粒；将酚醛树脂颗粒与配备好的氢氧化镁、高密度聚乙烯、三聚氰胺氰尿酸盐、气相二氧化硅、硬脂酸镁、次磷酸铈、三氧化二锑、硼酸锌和聚四氟乙烯加入搅拌机搅拌30~40min，充分混合后送入高压聚合釜中，同时将去离子水加入高压聚合釜中，投入Ca/Zn复合稳定剂、耐磨剂和增塑剂，升温至90~100℃，保持釜内恒温；1~2小时后加入无卤膨胀型阻燃剂，同时加入发泡剂，密封反应釜，升温至100~110℃并保温，得到防护层材料珠粒，将得到的成品置入100~120℃的干燥箱内保温干燥2小时；将干燥后的防护层材料珠粒加热至熔融后，冷却即制得防护层；将制得的防护层绕包于耐高温层外周，从而得到氧化铝矿物质隔离型防火电缆。