CN105976902B - 一种建筑用电力电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑用电力电缆，包括导电线芯，以及包覆于所述导电线芯上的交联聚烯烃绝缘层，其特征在于，所述绝缘层的绝缘料由如下重量比分的物质混合而成：二步法硅烷交联聚乙烯料：65‑72％；十溴二苯乙烷阻燃母料：20‑28％；耐日光色母料：3‑5％；和有机硅酮润滑剂：1‑3％。本发明的建筑用电力电缆具有优良的电气和物理性能，电缆通过阻燃FT4、低烟ST1、‑40℃耐低温、PRI耐油和720h耐日光等性能测试，润滑性能提高15％，10种绝缘颜色符合相应RAL K7色标卡要求。本发明电缆提高了产品的综合特性，扩大了产品的使用环境，并给施工、敷设、接头和维护等带来极大的便利。
Description
技术领域
本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种建筑用电力电缆及其制造方法。
背景技术
在建筑电路系统中，需要一种电力电缆，这种类型的电力电缆主要用于管道、线槽、走廊和缆沟等场合，作为电能的用户引入、馈电和分支电路之用。这种电缆一般应用于AC电路系统，电压级从600V到2000V，额定工作温度为90℃，敷设场合为干燥或潮湿。
这种电缆的结构为8000#铝合金导体(8000系列铝合金导体)和该铝热固性交联聚烯烃绝缘层。因为这类电缆没有绝缘层之外的附加结构，电缆所有的电气和非电气性能只能依靠绝缘层实现。目前在导体结构基本一致的情况下，该类电缆只能达到电气和机械物理性能要求，阻燃等级为FT2，绝缘颜色为黑色。
随着该类建筑电缆用途的拓展，用户对该类电缆提出了更高的性能要求。该类电缆要求具有阻燃FT4、低烟、耐油、耐低温和耐日光等特性，而且为了便于施工、敷设、接头、维护和线相辨识，电缆要求表面润滑、绝缘颜色达10种。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑用电力电缆，该电缆在干燥和潮湿时的工作温度均为90℃，额定工作电压为600V到2000V，电缆只有导体和绝缘层，电缆应具有电气、物理、阻燃、低烟、耐油、耐低温和耐日光等特性，电缆表面要求润滑，绝缘颜色符合10种颜色色谱要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种建筑用电力电缆，包括导电线芯，以及包覆于该导电线芯上的交联聚烯烃绝缘层，其特征在于：该绝缘层的绝缘料由如下重量比分的物质混合而成：
二步法硅烷交联聚乙烯料：65-72％；
阻燃母料即十溴二苯乙烷阻燃母料：20-28％；
耐日光色母料：3-5％；
有机硅酮润滑剂：1-3％。
在所述二步法硅烷交联聚乙烯料中，低密度聚乙烯含量为95％，交联剂、催化剂和抗氧剂含量为5％。
在所述十溴二苯乙烷阻燃母料中，低密度聚乙烯含量为50-60％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含量为10-20％，十溴二苯乙烷含量为26-32％，消烟剂含量为1.5-3％。
在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯含量为26-30％。
在所述耐日光色母料中，以低密度聚乙烯为载体的色母含量为75-80％，CAS光稳定剂含量为20-25％。十种颜色分别为黄、橙、红、蓝、绿、灰、棕、紫、黑、白。
在本发明优选实施方式中，所述二步法硅烷交联聚乙烯料：70％，十溴二苯乙烷阻燃母料：25％，有机硅酮润滑剂：2％，耐日光色母料：3％；所述十溴二苯乙烷阻燃母料中，低密度聚乙烯：53％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：15％，十溴二苯乙烷：30％，二茂铁消烟剂：2％；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯含量为28％；所述耐日光色母料中，光稳定剂：23.5％，色母含量为76.5％。
另外，本发明还提供上述电力电缆的制造方法，包括如下步骤：混合步骤，将二步法硅烷交联聚乙烯料、十溴二苯乙烷阻燃母料、耐日光色母料和有机硅酮润滑剂在自动搅拌机中混合均匀，吸入挤塑机料斗；挤出步骤，采用挤塑机进行绝缘挤出，挤出模具为半挤管方式；冷却步骤，挤出后的绝缘线芯在冷却水槽中采用分段冷却的方式进行冷却；以及交联步骤，挤好的成盘绝缘线芯，放在蒸汽房中进行交联。
所述挤塑机采用长径比为25的分离型螺杆挤塑机(BM螺杆挤塑机)。
所述冷却步骤中热水槽温度为60℃～70℃，长度不小于3m；室温水槽长度不小于15m；交联步骤中所述蒸汽房的温度为90℃以上，交联时间不小于6h。
采用上述技术方案，本发明的建筑用电力电缆具有优良的电气和物理性能，电缆通过阻燃FT4、低烟ST1、-40℃耐低温、PRI耐油和720h耐日光等性能测试，润滑性能提高15％，10种绝缘颜色符合相应RAL K7色标卡要求。本发明的电缆提高了产品的综合特性，扩大了产品的使用环境，并给施工、敷设、接头和维护等带来极大的便利。
附图说明
图1为本发明的建筑用电力电缆的结构示意图；
图2为本发明电缆的润滑试验装置示意图；
图3为本发明电缆的制造方法的流程图。
符号说明：1-8000#铝合金紧压导体，2-交联聚烯烃绝缘，3-电缆试样，4-PE塑料管，5-定滑轮，6-砝码
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。以下实施例并不是对本发明的限制。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。
如图1所示，本发明的建筑用电力电缆，由导电线芯1，包覆于导电线芯1之上的交联聚烯烃绝缘层2构成。
导电线芯1例如为8000#铝合金紧压，由8000#铝合金丝经拉模紧压绞合而成，绞制好的导体进行退火韧炼处理。
交联聚烯烃绝缘层2的绝缘料如图3所示通过下述方法制成：
混合步骤，将二步法硅烷交联聚乙烯料、阻燃母料(十溴二苯乙烷阻燃母料)、耐日光色母料和有机硅酮润滑剂在自动搅拌机中混合均匀，吸入挤塑机料斗；
挤出步骤，采用长径比为25的分离型螺杆挤塑机即BM螺杆挤塑机进行绝缘挤出，挤出模具为半挤管式；
冷却步骤，挤出后的绝缘线芯在冷却水槽中采用分段冷却的方式，冷却水槽包括热水槽和室温水槽，热水槽温度为60℃～70℃，优选地为65℃，长度不小于3m；室温水槽长度不小于15m；以及
交联步骤，挤好的成盘绝缘线芯，放在90℃以上的蒸汽房中进行交联，交联时间不小于6h，从而完成交联后形成热固型交联聚烯烃绝缘2。
用于挤出的绝缘料，由重量比70％的二步法硅烷交联聚乙烯料，重量比25％的十溴二苯乙烷阻燃母料，重量比2％的有机硅酮润滑剂，重量比3％的耐日光色母料，经自动搅拌机混合均匀而得。
所述十溴二苯乙烷阻燃母料中，低密度聚乙烯：53％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：15％，十溴二苯乙烷：30％，二茂铁消烟剂：2％；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯含量为28％；所述耐日光色母料中，光稳定剂：23.5％，色母：76.5％。
采用本发明方法制成的建筑用电力电缆(包括单芯电力电缆)具有良好的电气和物理性能，且具有阻燃、低烟、耐低温、耐油、耐日光和表面润滑等优点，绝缘颜色为10种。十种颜色分别为黄、橙、红、蓝、绿、灰、棕、紫、黑、白。
经检验，本发明的建筑用电力电缆的性能指标具体如下：
电缆在干燥和潮湿环境下的工作温度为90℃；
电缆的额定工作电压为600V、1000V和2000V；
电缆通过UL2556的FT4垂直托架燃烧试验：电缆样品垂直置于试验托架上，经20min的燃烧，托架中心的试样炭化高度不大于1.5m；
电缆通过UL2556的有限烟雾试验(ST1)：电缆总的烟雾释放不超过150m2；电缆的最大烟雾释放率不超过0.40m2/s；
电缆通过UL44的-40℃低温弯曲试验：电缆在-40℃低温下放置4h后，经过弯曲和卷绕，电缆表面不开裂；
电缆通过UL44的-40℃低温冲击试验：电缆在-40℃低温下放置4h后，在-40℃环境下进行冲击试验，10个试样至少8个试样表面不开裂；
电缆通过UL44的PR I耐油试验：绝缘试样在IRM 902油经100℃96h浸放，伸长率和抗张强度保留率不小于50％；
电缆通过UL44的耐气候试验：电缆经过720h氙弧或碳弧照射后，绝缘的抗张强度和伸率不小于照射前的80％；
电缆的表面润滑性提高了15％，即摩擦系数降低了15％：将同样规格和长度的电缆试样3(包括本发明的电缆和现有该类电缆)，分别置于如图2所示的润滑试验装置的PE塑料管4中，调整砝码6测得电缆的静摩擦力，换算得到电缆的静摩擦系数。经过平衡比对试验，本发明电缆的摩擦系数降低15％以上。
电缆表面的10种颜色符合应RAL K7色标卡要求：
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (10)
1.一种建筑用电力电缆，包括导电线芯，以及包覆于所述导电线芯上的交联聚烯烃绝缘层，其特征在于，所述绝缘层的绝缘料由如下重量比分的物质混合而成：
二步法硅烷交联聚乙烯料：65-72％；
以十溴二苯乙烷为阻燃剂，低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为主要载体，以消烟剂为助剂的阻燃母料：20-28％；
以光稳定剂为耐日光助剂、以低密度聚乙烯为载体的耐日光色母料：3-5％；和
有机硅酮润滑剂：1-3％。
2.根据权利要求1所述的建筑用电力电缆，其特征在于，在所述二步法硅烷交联聚乙烯料中，低密度聚乙烯含量为95％，交联剂、催化剂和抗氧剂含量为5％。
3.根据权利要求1所述的建筑用电力电缆，其特征在于，在所述阻燃母料中，低密度聚乙烯含量为50-60％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物含量为10-20％，十溴二苯乙烷含量为26-32％，消烟剂含量为1.5-3％。
4.根据权利要求3所述的建筑用电力电缆，其特征在于，在所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯含量为26-30％。
5.根据权利要求1所述的建筑用电力电缆，其特征在于，在所述耐日光色母料中，以低密度聚乙烯为载体的色母含量为75-80％，光稳定剂含量为20-25％。
6.根据权利要求5所述的建筑用电力电缆，其特征在于，所述绝缘料的颜色包括黄、橙、红、蓝、绿、灰、棕、紫、黑、白十种颜色；所述十种颜色符合RALK7色标卡。
7.根据权利要求1所述的建筑用电力电缆，其特征在于，所述绝缘料的较佳实施方式为：所述二步法硅烷交联聚乙烯料：70％，阻燃母料：25％，有机硅酮润滑剂：2％，耐日光色母料：3％；所述阻燃母料中，低密度聚乙烯：53％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：15％，十溴二苯乙烷：30％，二茂铁消烟剂：2％；所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯含量为28％；所述耐日光色母料中，光稳定剂：23.5％，色母含量为76.5％。
8.一种根据权利要求1～7中任一项所述的建筑用电力电缆的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
混合步骤，将二步法硅烷交联聚乙烯料、阻燃母料、耐日光色母料和有机硅酮润滑剂在自动搅拌机中混合均匀，吸入挤塑机料斗；
挤出步骤，采用挤塑机进行绝缘挤出，挤出模具为半挤管方式；
冷却步骤，挤出后的绝缘线芯在水槽中采用分段冷却的方式进行冷却；以及
交联步骤，挤好的成盘绝缘线芯，放在蒸汽房中进行交联。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述挤塑机采用长径比为25的分离型螺杆挤塑机。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，冷却步骤中热水槽温度为60℃～70℃，长度不小于3m；室温水槽长度不小于15m；交联步骤中所述蒸汽房的温度为90℃以上，交联时间不小于6h。
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