本發(fā)明屬于輸配電線路器材領(lǐng)域，涉及一種電纜及其制備方法，尤其涉及一種新型阻燃電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

在火災(zāi)中，火焰會引燃電纜中的護套和絕緣材料，致使火焰蔓延，導(dǎo)致火災(zāi)事故進一步擴大。特別是電力、化工、高層建筑等重要應(yīng)用領(lǐng)域和場所，火災(zāi)中的火焰將消防設(shè)備的控制線路、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的信號傳輸線路、消防廣播線路和消防電話線路等破壞后，會延誤救援時間，造成更大的生命財產(chǎn)算損失。因此，設(shè)計和研制具有高阻燃性能的電纜至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種具備阻燃聚乙烯絕緣層以及阻燃聚烯烴護套的新型阻燃電纜。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種新型阻燃聚乙烯電纜，由鋁合金導(dǎo)體、阻燃聚乙烯絕緣層和阻燃聚烯烴護套組成。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述阻燃聚乙烯絕緣層由線性低密度聚乙烯(LLDPE)100重量份、有機蒙脫土(OMMT)3-4重量份、碳酸鎳(NC)2-3重量份、聚磷酸銨(APP)5-6重量份、季戊四醇(PER)2-4重量份、氨基硅油(ASO)2-3重量份、氫氧化鎂5-8重量份、膨脹石墨(EG)3-6重量份制成；所述線性低密度聚乙烯的密度為0.92g/cm³，所述有機蒙脫土的粒徑為50nm，所述碳酸鎳的粒徑為20μm，所述聚磷酸銨粒徑為50μm，所述季戊四醇粒徑為20μm，所述氨基硅油的氨值為1.2，所述氫氧化鎂粒徑為0.8-1.1μm，所述膨脹石墨的粒徑為50nm。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述阻燃聚烯烴護套層由線性低密度聚乙烯(LLDPE)100重量份、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)66-80重量份、有機蒙脫土(OMMT)3-8重量份、碳酸鎳(NC)2-5重量份、聚磷酸銨(APP)5-9重量份、季戊四醇(PER)2-3重量份、氨基硅油(ASO)2-3重量份、氫氧化鎂8-12重量份、膨脹石墨(EG)5-12重量份、硼酸鋅(ZB)4-5重量份制成；所述線性低密度聚乙烯的密度為0.92g/cm3，所述乙烯醋酸乙烯共聚物的粒徑為20μm，所述有機蒙脫土的粒徑為50nm，所述碳酸鎳的粒徑為20μm，所述聚磷酸銨粒徑為50μm，所述季戊四醇粒徑為20μm，所述氨基硅油的氨值為1.2，所述氫氧化鎂的粒徑為0.8-1.1μm，所述膨脹石墨的粒徑為50nm，所述硼酸鋅的粒徑為20μm。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述阻燃聚乙烯絕緣層抗張強度≥14.2MPa，斷裂伸長率≥250％，沖擊強度≥28.5kJ/m²；所述阻燃聚乙烯絕緣層的極限氧指數(shù)≥35％，熱釋放速率峰值≥172.3kW/m²，平均熱釋放速率≥99.8kW/m²。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述阻燃聚烯烴護套層的拉伸強度≥15MPa，斷裂伸長率≥250％，沖擊強度≥32kJ/m²；所述阻燃聚烯烴護套層的極限氧指數(shù)≥38％，熱釋放速率峰值≥185.8kW/m²，平均熱釋放速率≥115.6kW/m²。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種耐寒耐高溫電纜的制備方法，包括以下步驟：

一、導(dǎo)體線芯制備

采用鋁合金材料，經(jīng)過熔煉、連鑄連軋、拉絲、退火和絞合制得導(dǎo)體；

二、阻燃聚乙烯絕緣層制備

將100重量份的線性低密度聚乙烯、3-4重量份的有機蒙脫土、2-3重量份的碳酸鎳、5-6重量份的聚磷酸銨、2-4重量份的季戊四醇、2-3重量份的氨基硅油、5-8重量份的氫氧化鎂、3-6重量份的膨脹石墨混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃絕緣共混料；

采用塑料擠出機將干燥的阻燃絕緣共混料擠包在鋁合金導(dǎo)體外層，得到具有阻燃聚乙烯絕緣層的電纜芯；擠出溫度為150℃-165℃，擠出壓力為150MPa-165MPa；

三、成纜

將擠包絕緣后的絕緣線芯絞合成纜；

四、阻燃聚烯烴護套層制備

將100重量份的線性低密度聚乙烯、66-80重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、3-8重量份的有機蒙脫土、2-5重量份的碳酸鎳、5-9重量份的聚磷酸銨、2-3重量份的季戊四醇、2-3重量份的氨基硅油、8-12重量份的氫氧化鎂、5-12重量份的膨脹石墨、4-5重量份的硼酸鋅混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃護套共混料；

采用塑料擠出機將干燥的阻燃護套共混料擠包在單根的電纜芯或多根絞合的電纜芯外層；擠出溫度為150℃-165℃，擠出壓力為170MPa-190MPa。

根據(jù)本發(fā)明實施例所制備的新型阻燃聚乙烯電纜，綜合運用材料和創(chuàng)新性工藝制備阻燃聚乙烯絕緣層和阻燃聚烯烴護套層。其中，阻燃聚乙烯絕緣層抗張強度可達16.8MPa，斷裂伸長率可達290％，沖擊強度可達31.8kJ/m²，極限氧指數(shù)可達41％，熱釋放速率峰值可達198.2kW/m²，平均熱釋放速率可達108.8kW/m²；阻燃聚烯烴護套層的拉伸強度可達19.8MPa，斷裂伸長率可達265％，沖擊強度可達38kJ/m²，極限氧指數(shù)可達45％，熱釋放速率峰值可達202.3kW/m²，平均熱釋放速率可達128.5kW/m²。采用本發(fā)明制備的阻燃聚乙烯絕緣層和阻燃聚烯烴護套層的電纜具有優(yōu)異的阻燃性能。

本發(fā)明實施例提供一種以阻燃聚乙烯材料為絕緣層，以阻燃聚烯烴材料為護套層的電纜，與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明實施例的阻燃電纜的結(jié)構(gòu)及制作工藝簡單，具有優(yōu)異的阻燃性能，可以顯著提高電纜在極端環(huán)境中的服役壽命，使電纜應(yīng)用更安全。

具體實施方式

為使本發(fā)明技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，通過以下幾個具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

1、采用鋁合金材料，經(jīng)過熔煉、連鑄連軋、拉絲、退火和絞合制得導(dǎo)體。

2、按重量份，將100份密度為0.92g/cm³的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、3份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、2份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、5份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、2份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、2份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、5份粒徑為1.1μm的氫氧化鎂、3份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃絕緣共混料。

3、采用塑料擠出機將干燥的阻燃絕緣共混料擠包在鋁合金導(dǎo)體外層，得到具有阻燃聚乙烯絕緣層的電纜芯；擠出溫度為150℃，擠出壓力為150MPa。

4、按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚乙烯絕緣層抗張強度為14.2MPa，斷裂伸長率為250％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為28.5kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得制得的阻燃聚乙烯絕緣層的極限氧指數(shù)為35％；按ASTM 1354熱釋放速率峰值172.3kW/m²，平均熱釋放速率為99.8kW/m²。

5、將擠包絕緣后的絕緣線芯絞合成纜。

6、按重量份，將100份密度為0.92g/cm3的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、80份粒徑為20μm的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、3份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、2份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、5份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、2份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、2份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、8份粒徑為1.1μm的氫氧化鎂、5份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)、4份粒徑為20μm的硼酸鋅(ZB)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃護套共混料。

7、采用塑料擠出機將干燥的阻燃護套共混料擠包在單根的電纜芯或多根絞合的電纜芯外層；擠出溫度為150℃，擠出壓力為170MPa。

8、根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚烯烴護套層的拉伸強度為15MPa，斷裂伸長率為250％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為32kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得所述阻燃聚烯烴護套層的極限氧指數(shù)為38％，按ASTM 1354測得熱釋放速率峰值185.8kW/m²，平均熱釋放速率為115.6kW/m²。

實施例2：

1、采用鋁合金材料，經(jīng)過熔煉、連鑄連軋、拉絲、退火和絞合制得導(dǎo)體。

2、按重量份，將100份密度為0.92g/cm³的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、3份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、2份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、5份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、3份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、2份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、6份粒徑為1.1μm的氫氧化鎂、4份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃絕緣共混料。

3、采用塑料擠出機將干燥的阻燃絕緣共混料擠包在鋁合金導(dǎo)體外層，得到具有阻燃聚乙烯絕緣層的電纜芯；擠出溫度為160℃，擠出壓力為155MPa。

4、按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚乙烯絕緣層抗張強度為16.8MPa，斷裂伸長率為290％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為31.8kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得制得的阻燃聚乙烯絕緣層的極限氧指數(shù)為41％；按ASTM 1354熱釋放速率峰值198.2kW/m²，平均熱釋放速率為108.8kW/m²。

5、將擠包絕緣后的絕緣線芯絞合成纜。

6、按重量份，將100份密度為0.92g/cm3的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、72份粒徑為20μm的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、5份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、3份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、7份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、3份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、2份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、10份粒徑為0.8μm的氫氧化鎂、9份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)、4份粒徑為20μm的硼酸鋅(ZB)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃護套共混料。

7、采用塑料擠出機將干燥的阻燃護套共混料擠包在單根的電纜芯或多根絞合的電纜芯外層；擠出溫度為165℃，擠出壓力為180MPa。

8、根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚烯烴護套層的拉伸強度為19.8MPa，斷裂伸長率為265％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為38kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得所述阻燃聚烯烴護套層的極限氧指數(shù)為45％，按ASTM 1354測得熱釋放速率峰值202.3kW/m²，平均熱釋放速率為128.5kW/m²。

實施例3：

1、采用鋁合金材料，經(jīng)過熔煉、連鑄連軋、拉絲、退火和絞合制得導(dǎo)體。

2、按重量份，將100份密度為0.92g/cm³的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、4份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、3份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、6份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、4份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、3份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、8份粒徑為1.1μm的氫氧化鎂、6份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃絕緣共混料。

3、采用塑料擠出機將干燥的阻燃絕緣共混料擠包在鋁合金導(dǎo)體外層，得到具有阻燃聚乙烯絕緣層的電纜芯；擠出溫度為150℃-165℃，擠出壓力為150MPa-165MPa。

4、按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚乙烯絕緣層抗張強度為15.2MPa，斷裂伸長率為272％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為30.1kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得制得的阻燃聚乙烯絕緣層的極限氧指數(shù)為36％；按ASTM 1354熱釋放速率峰值190.2kW/m²，平均熱釋放速率為102.5kW/m²。

5、按重量份，將100份密度為0.92g/cm3的線性低密度聚乙烯(LLDPE)、66份粒徑為20μm的乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、8份粒徑為50nm的有機蒙脫土(OMMT)、5份粒徑為20μm的碳酸鎳(NC)、9份粒徑為50μm的聚磷酸銨(APP)、3份粒徑為20μm的季戊四醇(PER)、3份氨值為1.2的氨基硅油(ASO)、12份粒徑為0.8μm的氫氧化鎂、12份粒徑為50nm的膨脹石墨(EG)、5份粒徑為20μm的硼酸鋅(ZB)混合均勻，并在80℃溫度下烘干4h，得到干燥的阻燃護套共混料。

6、將擠包絕緣后的絕緣線芯絞合成纜。

7、采用塑料擠出機將干燥的阻燃護套共混料擠包在單根的電纜芯或多根絞合的電纜芯外層；擠出溫度為165℃，擠出壓力為190MPa。

8、根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，按照GB/T 1040-2006測得所述阻燃聚烯烴護套層的拉伸強度為18.1MPa，斷裂伸長率為265％；按照GB/T 1843-2008測得沖擊強度為36.3kJ/m²；按照GB/T 2406-2009測得所述阻燃聚烯烴護套層的極限氧指數(shù)為38％，按ASTM 1354測得熱釋放速率峰值190.8kW/m²，平均熱釋放速率為125.6kW/m²。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。