CN1052211A

CN1052211A - 阻燃专用电缆

Info

Publication number: CN1052211A
Application number: CN 89104136
Authority: CN
Inventors: 邹斌
Original assignee: XINDU ELECTRIC CABLE FACTORY
Current assignee: XINDU ELECTRIC CABLE FACTORY
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-06-12

Abstract

本发明由导电线芯，有机硅防火云母带，耐温阻燃电缆料制的绝缘层、护套层组成。电缆料的阻燃耐温配方由多种阻燃和耐温原材料组成，且直接与聚烯烃树脂融为一体，聚合成新的聚烯烃聚合物，故其结构紧密，电气、机械物理性能良好，特别具有优良的耐高温阻燃性。适合于室内通信，高层建筑、矿井、地铁、船舶、核电站等特殊场合。

Description

本发明与基本电气元件有关，尤其与耐温阻燃电线电缆和通信电缆有关。

目前的耐温阻燃电缆的绝缘层和护套层一般是将单一的阻燃剂与电缆料混合制成。大量使用的阻燃剂为卣素类阻燃剂，有不延燃性，但燃烧时生成大量烟雾和毒性气体，其量随燃烧温度增高而增大，故只能用于低温阻燃。新近使用的无卤素阻燃剂烟雾少，毒性小或无毒，但含有大量水合物质，温度高时由于脱水反应降低了电缆的物理、机械性能，所以阻燃温度也不能高。总之，由于使用单一的阻燃材料，电缆不是产生大量烟雾和有毒气体就是因脱水反应而降低电缆性能，从而影响电缆的阻燃温度和阻燃时间。

本发明的目的是提供一种既能耐温甚至耐高温又具有优良阻燃性能的，物理、机械性能优良的专用于安全要求高场合的电缆。

本发明由导电线芯，绝缘层，护套层组成。缆芯外可绕包有机硅防火云母带;有机硅云母带是用有机硅将云母粉粘结于玻璃纤维丝带上制成，生产厂家为四川川西云母厂。绝缘层，护套层的阻燃料由十种以上阻燃物质接一定比例配比组成。不同阻燃物质及不同比例配成不同阻燃温度和用途的配方。90-200份复合阻燃料和100份聚烯烃树脂直接聚合成不同阻燃温度和用途的阻燃耐温绝缘层和护套层材料。阻燃专用电缆料的阻燃组合物配方可分成耐温配方和耐高温配方。

耐温阻燃配方主要由多种耐温酸脂和其它阻燃物质组成。分为105℃，135℃，365℃耐温阻燃三个系列，配方为如下所示：

105℃耐温阻燃组合物配方：（重量%）

邻苯二甲酸二异癸脂 10-15

双季戍四醇脂 20-30

偏苯三酸三辛脂 10-15

均苯四酸四辛脂 13-25

T.S 4-6

D.S 2-4

PD-St 1.0-1.5

Pa-St 0.8-1.2

BPA 0.4-0.9

填充剂（自贡市化工厂产） 13-25

135℃耐温阻燃组合物配方：（重量%）

环氧氯烃 11.5-14.5

三盐 2.0-3.0

二盐 3.0-4.0

Ca-St 0.7-1.0

Ba-St 0.3-0.5

双酚A 0.3-0.5

炭黑 1.4-2.0

Al（OH）₃14-20

TCP 8-11

DOP 34-43

DOS 11-16

365℃耐温阻燃配方：（重量%）

环氧氯烃 13-17

三盐 2-4

二盐 3-5

Ca-St 0.8-1.2

Ba-St 0.4-0.6

双酚A 0.4-0.6

炭黑 1.5-2.5

Al（OH）₃8-10

TCP 8-12

DOP 30-40

DOS 8-12

十溴联苯醚 8-12

耐高温阻燃配方主要选用无卤阻燃用料中多种脱水反应温度低，吸热量大、抑制燃烧温度上升好，着火温度高的材料和少量卤素类阻燃用料中低烟、低毒，高不延燃性的材料。这些材料接一定的比例配方组合与聚烯烃树脂直接聚合成新型耐高温阻燃电缆绝缘料和护套料。耐高温阻燃配方具体如下：

三盐 2.5-3.5

二盐 3.5-4.5

Ca-St 0.5-1.5

Ba-St 0.4-0.6

双酚A 0.4-0.6

炭黑 1.3-1.7

氯蜡-42 13-17

AL（OH）₃8-12

TCP 13.5-17.5

DOP 18-22

DOS 23-27

耐高温阻燃组合物配方也可为：重量%

三盐 2.5-3.5

二盐 3.5-4.5

Ca-St 0.5-1.5

Ba-St 0.4-0.6

双酚A 0.4-0.6

炭黑 1.3-1.7

氯蜡 8-12

Al（OH）₃4-6

Sb₂O₃18-22

TCP 4-6

DOP 22-26

DOS 22-26

本发明具有独特的多层次阻燃特点，并保证了电缆的各种优良性能。本发明的外护套本身阻燃，保证火焰不向内部温延，中层绕包的云母带着火温度高、延燃过程中不燃烧，可起隔热作用。绝缘层也耐高温防火。电缆芯线受到三重保护。

本发明的绝缘层和护套层耐高温阻燃效果是由于阻燃材料的合理选择和配比而实现。目前大量采用的卤素类阻燃剂是依造卤素制抑制游离OH基引起的发热反应和卤类非燃性气体隔断供氧，以达到阻燃目的。优点是不延燃性好，不影响电缆性能;缺点是发烟量大，排出大量气体有毒且有腐蚀性。着火温度越高其缺点越显著，不能作高温阻燃剂。

现在开始使用的无卤化阻燃剂是靠大量填充的金属水合物的脱水吸热反应和使用分解温度较高的耐热性聚合物，以抑制可燃性物质生成，达到阻燃的目的。优点是耐高温，着火温度较高，耐火时间长，发烟量少，毒性气体极微，缺点是易使电气性能下降，不延燃性差。为保证电气性能，其阻燃温度也不能过高。

本发明的高温阻燃电缆配方主要选用无卤阻燃物中多种脱水反应温度低，吸热量大，抑制燃烧温度上升好、着火温度高的材料，一方面又选用了少量卤素类阻燃用料中低烟、低毒、高不延燃性的材料。很好的利用了两类阻燃料的优点而避开了其不足之处。这些材料经过试验接一定的比例配方组合与聚烯烃树脂直接聚合成电缆的绝缘料和护套料。在着火时，两种阻燃作用同时产生以达到阻燃目的。

本发明的阻燃绝缘料和护套料，具有优良的电缆料的物理，机械性能和耐温阻燃性能。耐温阻燃料的拉伸强度，断裂伸长率，冲击脆化温度，200℃热稳定时间，体积电阻率，介电强度等性能指标都优于国际标准和国家标准。耐高温阻燃配方根据IEC标准试验，在机械性能，老化性能，耐低温性能，绝缘电阻，烟雾的暗度，烟害指数，毒性指数，烟雾的酸值等性能指标都达到或优于IEC标准。对成品电缆进行的试验表明：成品电缆100℃×7天老化后，对不同组成部分的粘接程度进行检查，结果优良。3500伏5分钟介质强度检查合格，-15℃低温弯曲和冲击试验优。按照NFC32070（或IEC332-1）进行延燃试验，表明具有高阻燃性。进行不燃性能试验，不燃性840℃以上达3.5小时，3-5秒火焰熄灭。本发明的生产不需增另新的设备和改变生产操作过程和步骤，只须作适当的工艺改进。容易实现大批量生产。产品成本低。本发明产品价格预计比普通同规格电缆价格高出一至二倍。而国外此类产品则一般高出普通电缆四倍。本发明包括各种建筑专用电缆，电力电缆和通信电缆，可广泛用于高层建筑、高炉、地铁，矿山，计算机、配电房、火警、市内通信、卫星通信等专用电缆。

如下是本发明的附图：

图1为实施1的结构图。

图2为实施例1的另一种结构图。

图3为实施例2的结构图。

图4为实施例2的另一种结构图。

图5为实施例3的结构图。

图6为实施例3的另一种结构图。

如下是本发明的实施例：

实施例1：铜芯聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电话电缆。电话电缆包括铜芯1，普通聚乙烯绝缘层2，有机硅防火云母带包层3，105℃PVC耐温护套4。护套电缆料耐温阻燃料配方如下：重量%

邻苯二甲酸二异癸脂 12.8

双季戊四醇脂 25.5

编苯三酸三辛脂 12.7

均苯四酸四辛脂 19.2

T.S 5.1

D.S 2.6

PD-St 1.3

Pa-St 1.0

BPA 0.6

填充剂（自贡化工厂产） 19.2

用100份耐温阻燃料与128份聚氯乙烯树脂直接聚合成105℃聚氯乙烯耐温阻燃电缆料。

105℃耐温阻燃料组合物主要性能如下：

拉伸强度＞18.8Mpa

断裂伸长率＞293%

老化后拉伸强度＞18.2Mpa拉伸强度变化率最大值：-3.2%

老化后断裂伸长率＞282%

断裂伸长率变化率最大值：-3.8%

热老化质量损失＜12g/m

冲击脆化温度-18℃

200℃热稳定时间＞168min

20℃体积电阻率＞9.3×10¹¹

95℃体积电阻率＞1.6×10¹¹

介电强度＞25MV/m

实施例2：铜芯多股软线聚乙烯（或聚氯乙烯）绝缘铝屏蔽聚氯乙烯护套广播电缆

广播电缆包括铜芯1，普通聚乙烯绝缘层2，防火云母带包层3，5，铝箔4，135℃PVC耐温阻燃电缆料护套6。也可有阻燃填充料7。

护套电缆料的耐温阻燃料配方如下：重量%

环氧氯烃 12.7

三盐 2.5

二盐 3.4

Ca-St 0.9

Ba-St 0.4

双酚A 0.4

炭黑 1.7

氯蜡 17

Sb₂O₃9.3

TCP 38.1

DOS 13.6

100份耐温阻燃配方料与85.7份聚氯乙烯直接聚合成135℃聚氯乙烯耐温阻燃电缆料。

实施例3：铜芯多股软线聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套火警电缆。

火警电缆包括铜芯1，耐高温聚氯乙烯绝缘层2，有机硅防火云母带包层3，耐高温PVC电缆料护套4，阻燃填充剂7。也可有阻燃填充绳8。

护套绝缘电缆料耐高温阻燃配方如下：重量%

三盐 3

二盐 4

Ca-St 1

Ba-St 0.5

双酚A 0.5

炭黑 1.5

氯蜡 14.8

AL（OH）₃19.9

Sb₂O₃5

TCP 24.9

100.5份阻燃耐高温料与100份聚氯乙烯直接聚俣成840℃聚氯乙烯阻燃耐高温电缆料。

耐温阻燃料配方主要性能见下表：

（一）绝缘材料的试验：

根据IEC540标准试验实测值：

1）机械性能，拉力强度：16MPa;拉断伸长率：320%。

2）120℃×10天烘箱加速老化，性能达到18.6MPa。

3）耐低温性能达-31℃。

4）绝缘电阻＞3000MΩ.Km

5）烟雾强度 Dm＜145 VoF4＜100

6）烟害指数：INC＜72

7）毒性指数：ITC＜4.8

8）烟雾的酸值：PH＞4

（二）护套材料的试验：

根据IEC标准试验实例值：

1）拉力强度：16.8Mpa，拉断伸长率：400%

2）100℃×10天烘箱加速老化性能：19.3MPa

3）耐低温性能达-32.5℃。

4）耐磨和抗撕性能：-4.2

5）烟雾暗度：Dm＜100 VoF4＜50。

6）烟害指数：INC＜78

7）毒性指数：ITC＜4.92

8）烟雾的酸值：PH＞4

（三）成品电缆试验：

1）成品电缆100°×7天老化后，对不同组成部分的粘接程度进行检查：优

2）3500伏5分钟介质强度检查：合格

3）-15℃低温弯曲和冲击试验：优

4）燃烧试验：

a、延燃试验按照NFC32070（或IEC332-1）进行：高阻燃性。

b、不燃性能试验接照NFC32070进行（试验在CSTB筒内进行）：不燃性840℃以上达3.5小时，3-5秒火焰熄灭。

Claims

1、阻燃专用电缆，包括导电线芯，绝缘层，护套层，其特征在于绝缘层和护套层由90-200份耐高温阻燃组合物与100份聚烯烃树脂聚合而成，缆芯外绕包有机硅防火云母带，耐高温阻燃组合物配方为：重量%

三盐 2.5-3.5

二盐 3.5-4.5

Ca-St 0.5-1.5

Ba-St 0.4-0.6

双酚A 0.4-0.6

炭黑 1.3-1.7

氯蜡-42 13-17

AL(OH)3 8-12

TCP 13.5-17.5

DOP 18-22

DOS 23-27

耐高温阻燃组合物配方也可为：重量%

三盐 2.5-3.5

二盐 3.5-4.5

Ca-St 0.5-1.5

Ba-St 0.4-0.6

双酚A 0.4-0.6

炭黑 1.3-1.7

氯蜡 8-12

AL(OH)3 4-6

Sb2O3 18-22

TCP 4-6

DOP 22-26

DOS 22-26

2、阻燃专用电缆，包括导电线芯，绝缘层，护套层，其特征在于绝缘层和护套层由耐温阻燃组合物与聚烯烃树脂聚合而成，缆芯外绕有机硅防火去母带，耐温阻燃组合物，配方为如下三个系列：

105℃耐温阻燃组合物配方：（重量%）

1、邻苯二甲酸二异癸脂 10-15

2、双季戍四醇脂 20-30

3、偏苯三酸三辛脂 10-15

4、均苯四酸四辛脂 13-25

5、T.S 4-6

6、D.S 2-4

7、PD-St 1.0-1.5

8、Pa-St 0.8-1.2

9、BPA 0.8-0.9

10、专用填充剂（自贡市化工厂产） 13-25

135℃耐温阻燃组合物配方：（重量%）

1、环氧氯烃 10-12

2、三盐 20-25

3、二盐 12-14

4、Ca-St 13-14

5、Ba-St 3-4

6、双酚A 2-3

7、炭黑 1.0-1.2

8、氯蜡-42 0.8-1.0

9、氯蜡-70 0.5-0.6

10、Al（OH）₃15-17

365℃耐温阻燃组合物配方：（重量%）

1、环氧氯烃 10-12

2、三盐 20-25

3、二盐 12-14

4、Ca-St 11-12

5、Ba-St 6-7

6、双酚A 3-4

7、炭黑 1.2-1.4

8、氯蜡-42 0.8-1.0

9、氯蜡-70 0.5-0.6

10、Al（OH）₃10-12

11、Sb₂O₃8-12