本技術(shù)涉及電纜的，尤其是涉及一種新型耐火型電線電纜及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在火災(zāi)等緊急情況下保持電路的完整性和電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是確保關(guān)鍵應(yīng)急系統(tǒng)的功能安全的必要條件。耐火電纜具有優(yōu)異的耐火性能，能夠在火焰燃燒的情況下保持一定時(shí)間的安全運(yùn)行，這對(duì)于消防應(yīng)急設(shè)備正常工作至關(guān)重要。主要用途包括應(yīng)急電源至用戶消防設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警設(shè)備、通風(fēng)排煙設(shè)備、緊急電源插座以及緊急用電梯等供電回路上。這些場(chǎng)所對(duì)電氣系統(tǒng)的可靠性和安全性要求極高，耐火電纜的應(yīng)用能夠有效地保障這些關(guān)鍵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)提升整體的安全水平具有極其重要的意義。

2、cn220367762u公開了一種高性能防火電纜，其主要結(jié)構(gòu)為多根銅線絞合的導(dǎo)體，導(dǎo)體外施加氟金云母帶、絕緣層，將多根線芯絞合成纜并制備繞包層，纜芯外施加無(wú)鹵外護(hù)層。以上結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的耐火電纜，采用云母帶繞包，但繞包過程中易造成云母層脫落，損害云母帶的耐火性能，只能增加繞包層數(shù)保證產(chǎn)品性能，因此該產(chǎn)品無(wú)法兼顧靈活的小外徑以及優(yōu)異的耐火性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種新型耐火型電線電纜及其制作方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種新型耐火型電線電纜，包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的線芯、繞包層和防護(hù)層，還包括與所述線芯抵接并共同設(shè)置于所述繞包層內(nèi)部的填充物，所述線芯包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的導(dǎo)體、耐火層以及絕緣層，所述耐火層的所用原料包括以下重量份的組分：粘結(jié)劑28-30份；無(wú)機(jī)耐火填料60-70份；發(fā)泡材料20-24份；助劑30-32份；光引發(fā)劑8-12份，所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮甲醛或丙烯酸樹脂乳液，所述光引發(fā)劑含有雙吸收波峰，其吸收波峰1范圍為270-290nm，吸收波峰2范圍為360-380nm；所述絕緣層的所用原料為聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯或聚烯烴中的任一種；所述防護(hù)層的所用原料為聚乙烯、阻燃聚乙烯以及低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴中的任一種。

3、優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)耐火填料包括云母和納米氧化鎂。

4、優(yōu)選的，所述助劑包括三氧化銻、氫氧化鎂和納米蒙脫土。

5、在本技術(shù)中，云母和納米氧化鎂的重量比為3:1，三氧化銻、氫氧化鎂以及納米蒙脫土的重量比為20:70:5，絕緣層的所用原料為聚氯乙烯，防護(hù)層的所用原料為低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴，但本技術(shù)中的物質(zhì)僅作說明，在實(shí)際使用中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，不同的物料配比以及物質(zhì)選擇均包含在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

6、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)利用均具有良好粘結(jié)力的聚乙烯醇縮甲醛或丙烯酸樹脂乳液作為耐火層所用原料中的粘結(jié)劑，又利用了二者均能夠紫外固化的特性，輔以體系內(nèi)的光引發(fā)劑，可使得本技術(shù)的耐火層能夠通過光固化的形式包覆于導(dǎo)體表面，避免了云母帶脫落導(dǎo)致的耐火性能受損的問題出現(xiàn)；本技術(shù)又加入了云母和納米氧化鎂作為無(wú)機(jī)耐火填料，有效提升了耐火層的熱穩(wěn)定性、隔熱能力和耐火度，還改善了耐火層中的微觀結(jié)構(gòu)致密度；本技術(shù)還加入了發(fā)泡材料，利用其多孔結(jié)構(gòu)有效阻止了熱傳導(dǎo)和熱輻射，還能夠吸收和緩沖熱應(yīng)力，提高耐火層的熱穩(wěn)定性；最后本技術(shù)加入了三氧化銻、氫氧化鎂的納米蒙脫土復(fù)配作為助劑，在耐火層受熱燃燒時(shí)能夠起到良好的阻燃、煙氣抑制、增強(qiáng)性能和改善微觀結(jié)構(gòu)的效果，顯著提升了耐火層的阻燃性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。

7、總體來(lái)說，本技術(shù)的耐火層具有耐火能力優(yōu)異、耐火穩(wěn)定性良好以及阻燃能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，最終得到的新型耐火型電線電纜也就具有十分良好的耐火、阻燃以及熱穩(wěn)定性，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該電纜在施加3.5kv交流電壓、持續(xù)電擊5min時(shí)間仍保持絕緣不擊穿，施加2.4kv交流電壓、持續(xù)電擊4h時(shí)間仍保持絕緣不擊穿，負(fù)載下最大伸長(zhǎng)率為70％，冷卻后永久伸長(zhǎng)率為0％，130℃的溫度下熱處理1h，絕緣收縮率為1％，燃燒試驗(yàn)中，上支架下緣與炭化部分起點(diǎn)間距330mm，燃燒向下延伸至上支架下緣距離450mm，在火焰溫度為950-1000℃、供火時(shí)間為180min、施加電壓1000v的條件下，導(dǎo)體未出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，電壓也仍舊保持正常。

8、優(yōu)選的，所述發(fā)泡材料包括三聚氰胺、季戊四醇、硅烷包覆聚磷酸銨以及膨脹石墨，其中硅烷包覆聚磷酸銨以及膨脹石墨的重量比為1:(0.5-1.5)。

9、其中，本技術(shù)的三聚氰胺、季戊四醇、硅烷包覆聚磷酸銨的重量比為3:1:1，但本技術(shù)中的物質(zhì)配比僅作說明，在實(shí)際使用中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，不同的物料配比均包含在本技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

10、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)利用三聚氰胺以及季戊四醇作為發(fā)泡材料，在高溫下形成保護(hù)性氣體和穩(wěn)定的碳化層，隔絕氧氣，同時(shí)還能夠改善無(wú)機(jī)耐火填料的抗侵蝕性和抗裂性，使其在高溫和腐蝕性環(huán)境中更加穩(wěn)定，減少在燃燒環(huán)境中裂紋的形成數(shù)量；同時(shí)又利用了硅烷包覆聚磷酸銨以及膨脹石墨二者復(fù)配，在高溫下產(chǎn)生相互作用形成了致密的膨脹層，同時(shí)分解產(chǎn)生了難燃物質(zhì)，降低了可燃物質(zhì)的占比，多種物質(zhì)彼此配合，有效提升了發(fā)泡材料的耐火、隔熱能力，以此優(yōu)化了電纜的耐火能力和阻燃能力。并且本技術(shù)嚴(yán)格控制了硅烷包覆聚磷酸銨以及膨脹石墨的重量比，確保膨脹石墨能夠在燃燒過程中提供適量的碳源，同時(shí)還確保了硅烷包覆聚磷酸銨能夠起到最佳的釋放難燃物質(zhì)的效果，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，硅烷包覆聚磷酸銨以及膨脹石墨的重量比為1:(0.5-1.5)時(shí)，電纜的耐火能力和阻燃能力處于較高水平。

11、第二方面，本技術(shù)提供了一種新型耐火型電線電纜的制作方法，包括以下步驟：

12、s1、制作導(dǎo)體：采用單絲直徑為2.22-2.23mm的銅絲絞合形成導(dǎo)體，絞合成型為圓形，其中所用銅絲的斷裂伸長(zhǎng)率為30-35％，電阻率≤0.017241ω·mm2/m，最終制得的導(dǎo)體標(biāo)稱截面積4mm2，20℃下的直流電阻≤4.61ω/km；

13、s2、在所述步驟s1中得到的導(dǎo)體外制備耐火層，隨后在所述耐火層的外側(cè)進(jìn)行串聯(lián)生產(chǎn)，立即擠包絕緣層，得到線芯，所述耐火層由耐火混合料固化而成，耐火混合料的制備方法包括以下步驟：按重量份將粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)耐火填料和助劑在800-1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，隨后在600-800r/min的轉(zhuǎn)速下，以5kg/min的投料速度投入發(fā)泡材料，投入完畢后在1200-1400r/min的轉(zhuǎn)速下勻料5min，然后在400-600r/min的轉(zhuǎn)速下，以5kg/min的投料速度投入光引發(fā)劑，攪拌至液面無(wú)粉料堆積，最后在1200-1400r/min的轉(zhuǎn)速下勻料25min，得到耐火混合料；

14、s3、將步驟s2中得到的多個(gè)線芯螺旋絞合，并在各個(gè)線芯的間隙內(nèi)設(shè)置填充物，隨后在所述填充物與所述線芯外側(cè)設(shè)置繞包層，確保所述線芯沿所述繞包層的內(nèi)側(cè)壁呈周向排列，并與所述繞包層的內(nèi)側(cè)壁緊密抵接，隨后在繞包層外側(cè)設(shè)置防護(hù)層，最終得到新型耐火型電線電纜。

15、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的制備方法中利用了串聯(lián)生產(chǎn)的方式來(lái)制備耐火層和絕緣層，首先噴涂、固化耐火層，完成耐火層包覆后直接進(jìn)入擠塑機(jī)進(jìn)行絕緣層擠包，形成串聯(lián)式擠出方式，使得耐火層與絕緣層在同一道工序中完成，使得噴涂、固化的速度完全達(dá)到了擠包絕緣的生產(chǎn)水平，大大提升了生產(chǎn)效率，可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的5-8倍，同時(shí)通過對(duì)導(dǎo)體預(yù)熱定型和led光固化來(lái)制備耐火層，最大限度地保證了耐火層的均勻與完整性能，提升電纜耐火、阻燃性能的穩(wěn)定性。

16、優(yōu)選的，所述步驟s1中，還在導(dǎo)體的外側(cè)涂覆抗氧劑，所述抗氧劑包括重量比為(1-1.2):100的苯并三氮唑和75wt％乙醇。

17、優(yōu)選的，所述步驟s2中，制備耐火層的具體步驟如下：

18、將所述導(dǎo)體預(yù)熱至87-93℃，將所述耐火混合料加熱15-18s后噴涂，噴涂量為100-110g/m2，噴涂于導(dǎo)體

19、表面進(jìn)行初次定型，后經(jīng)過光固化得到耐火層，光固化的控制能量為uv波段下的800-1000mj/cm2，光固化線速度為90-100m/min。

20、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)通過高壓噴槍將耐火混合料均勻的噴涂在導(dǎo)體層表面，同時(shí)設(shè)計(jì)有感應(yīng)加熱的方式提升導(dǎo)體層表面溫度對(duì)耐火混合料進(jìn)行定型處理，后過led光固化機(jī)進(jìn)行照射固化形成完整的耐火層，使得最終得到的耐火層更為致密，耐火以及阻燃效果更佳，并且90-100m/min的光固化線速度能夠有效地縮短加工時(shí)間。

21、優(yōu)選的，所述步驟s2中，絕緣層的平均厚度為0.3-3.0mm。

22、優(yōu)選的，所述步驟s3中，繞包層的平均搭蓋率不低于15％，最小搭蓋率不低于10％。

23、優(yōu)選的，所述步驟s3中，防護(hù)層的平均厚度為1.4-5.0mm。

24、通過采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)通過嚴(yán)格控制各層的層厚以及搭蓋率，得到了兼具小尺寸、高耐火的電纜成品。

25、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益技術(shù)效果：

26、1.本技術(shù)的耐火層具有耐火能力優(yōu)異、耐火穩(wěn)定性良好的優(yōu)勢(shì)，最終得到的新型耐火型電線電纜也就具有十分良好的耐火、阻燃以及熱穩(wěn)定性，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該電纜在施加3.5kv交流電壓、持續(xù)電擊5min時(shí)間仍保持絕緣不擊穿，施加2.4kv交流電壓、持續(xù)電擊4h時(shí)間仍保持絕緣不擊穿，負(fù)載下最大伸長(zhǎng)率為70％，冷卻后永久伸長(zhǎng)率為0％，130℃的溫度下熱處理1h，絕緣收縮率為1％，燃燒試驗(yàn)中，上支架下緣與炭化部分起點(diǎn)間距330mm，燃燒向下延伸至上支架下緣距離450mm，在火焰溫度為950-1000℃、供火時(shí)間為180min、施加電壓1000v的條件下，導(dǎo)體未出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，電壓也仍舊保持正常；

27、2.本技術(shù)的制備方法中利用了串聯(lián)生產(chǎn)的方式來(lái)制備耐火層和絕緣層，首先噴涂、固化耐火層，完成耐火層包覆后直接進(jìn)入擠塑機(jī)進(jìn)行絕緣層擠包，形成串聯(lián)式擠出方式，使得耐火層與絕緣層在同一道工序中完成，使得噴涂、固化的速度完全達(dá)到了擠包絕緣的生產(chǎn)水平，大大提升了生產(chǎn)效率，可達(dá)現(xiàn)有技術(shù)的5-8倍，同時(shí)通過對(duì)導(dǎo)體預(yù)熱定型和led光固化來(lái)制備耐火層，最大限度地保證了耐火層的均勻與完整性能，提升電纜耐火、阻燃性能的穩(wěn)定性。