[發明專利]一種無鹵阻燃耐火電纜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710623272.0
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107424667A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 葛欣國;劉微;尹朝露;李平立;張秉浩;黃浩
• 申請（專利權）人: 公安部四川消防研究所
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;H01B7/29;H01B7/295;H01B13/14;H01B13/24;H01B13/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 劉奇

技術領域

本發明涉及電氣元件技術領域，特別涉及一種無鹵阻燃耐火電纜及其制備方法。

背景技術

近年來的相關數據統計顯示，在全國各類火災事故中因電氣引起的火災所占比重最大，電氣引發的較大以上等級的火災事故最多。2000年～2008年，對重特大火災的直接原因進行統計分析發現，導致重特大火災的直接原因中最多的是電氣火災，占統計火災總數的33％。自2008年起，由電線短路、電線電纜的老化、負荷過載及電氣設備故障等電氣原因，導致線纜引燃、火焰蔓延等而引起的火災就占火災總數的30％以上，且有逐年遞增的趨勢。2005年12月15日，吉林省遼源市中心醫院發生特大火災事故，造成39人遇難，直接經濟損失821萬元，火災起因是該醫院使用了質量不合格的電纜，導致中心醫院配電室電纜溝內發生電纜短路起火引燃了可燃物。2010年1月5日，湖南省湘潭市湘潭縣譚家山鎮立勝煤礦井下240米處在生產過程中發生電纜起火，導致34名礦工遇難，直接經濟損失2962萬元；《國務院對三起特別重大事故調查處理報告作出批復》中指出該次火災事故直接原因是立勝煤礦中間立井三道暗立井內敷設的非阻燃電纜老化破損，短路著火，引燃電纜外套塑料管，產生大量有毒有害氣體，造成人員窒息傷亡。一系列的火災案例表明，一旦引發這類火災事故，不僅造成巨額的財產損失，還會導致重大人員傷亡，這就使得電線電纜的防火安全問題及無鹵阻燃電線電纜的研發與應用變得極為重要和緊迫。為了應對嚴峻的電氣火災形勢，我國對電線電纜燃燒性能分級判據采用了更為合理和更加嚴格的判定方法，頒布實施了新的強制性國家標準GB 31247-2014《電纜及光纜燃燒性能分級》，對電纜及光纜的防火阻燃性能提出了更高的要求。

耐火電纜的性能直接關系到火災中消防用電設備能否正常啟動工作。目前國內外廣泛采用的耐火電纜主要有氧化鎂礦物絕緣電纜和云母帶繞包耐火電纜。氧化鎂礦物絕緣電纜生產成本高，工藝、設備復雜，電纜無柔性，長度受生產設備的限制，因而接頭多敷設工序復雜，且氧化鎂極易與空氣中的水發生化學反應，生成導電的氫氧化鎂，易導致電纜的供電能力下降。云母帶繞包耐火電纜盡管有柔性，但需要多層繞包云母帶，生產速度慢且增加了設備和工序，受云母帶自身質量不穩定的影響，電纜的耐火性能也不夠穩定，而且著火后云母帶絕緣層中有機膠變為碳化層，遇水導電，若線纜鋪設施工中多次彎折會導致云母片層從云母帶膠粘基層上脫落而使得絕緣層破壞，電纜的供電能力受損，甚至會短路斷電。因此開發抗火性能優異，加工性能好的耐火絕緣材料及耐火電纜已成為消防科技、社會發展的必然趨勢。

硅橡膠的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍工技術部門的特種材料使用，而且也用于國民經濟各部門，其應用范圍已擴展到：建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫藥醫療等領域。澳大利亞于2004年成功研制出陶瓷化耐火硅橡膠電纜，并得到了商業運用。陶瓷化耐火硅橡膠用于電纜絕緣層或者護套層時，均具有良好的拉伸強度、較高的柔性和斷裂伸長率、較好的耐火性能及絕緣性能，然而陶瓷化耐火硅橡膠的瓷化性能和阻燃性能存在矛盾，即常規無鹵阻燃劑加入后，都會導致產品瓷化性能降低而失去耐火性能，這就導致電纜的陶瓷化耐火功能與阻燃性能發生沖突。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無鹵阻燃耐火電纜及其制備方法。本發明提供的無鹵阻燃耐火電纜不僅具有優異的陶瓷化耐火功能，且防火阻燃性能達到了最高的燃燒性能等級(A級)，解決了電纜用陶瓷化材料阻燃與耐火相矛盾的問題。

本發明提供了一種無鹵阻燃耐火電纜，包括銅導體以及依次包覆于所述銅導體外的陶瓷化耐火硅橡膠絕緣層、A級不燃陶瓷化填充層、防火隔熱繞包層和低煙無鹵阻燃聚烯烴護套。

優選的，所述A級不燃陶瓷化填充層包括以下質量份的組分：瓷化粉100份，膠黏劑60～150份和納米增強助劑1～50份。

優選的，所述瓷化粉包括高嶺土、滑石粉、云母粉、碳酸鍶、硅酸鎂、硅酸鋁、硅酸鈣、硅酸鋯、硅酸鋇、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈣、氧化鋯、氧化鎂和氧化鋅中的一種或多種。

優選的，所述膠黏劑包括氯氧鎂水泥基膠黏劑、復合磷硅酸鹽無機膠黏劑、鋰水玻璃、鈉水玻璃和鉀水玻璃中的一種或多種。

優選的，所述納米增強助劑包括納米蒙脫土、納米二氧化硅、碳納米管、納米層狀雙氫氧化物、納米磷酸鋯、聚倍半硅氧烷和氧化石墨烯中的一種或多種。

優選的，所述A級不燃陶瓷化填充層的厚度為高于絕緣層外表面1～10mm。