一种阻燃耐磨电缆及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 15:47:50
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，更具体为一种阻燃耐磨电缆及其制备方法。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。阻燃电缆，就是指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。根本特性是：在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行，但可阻止火势的蔓延。通俗地讲，电线万一失火，能够把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。
目前，现有的电缆阻燃和耐磨效果较差，使用过程中容易造成电缆表面破损，降低其耐磨阻燃效果。为此，需要设计一个新的方案给予改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃耐磨电缆及其制备方法，解决了现有的电缆阻燃和耐磨效果较差，使用过程中容易造成电缆表面破损，降低其耐磨阻燃效果的问题，满足实际使用需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃耐磨电缆，包括：电缆芯和阻燃耐磨套，所述阻燃耐磨套包括设置在电缆芯外的绝缘层，包裹在气凝胶绝缘层外的加强层，包裹在加强层外的护套层，所述护套层与加强层之间形成有阻燃腔，所述阻燃腔内填充有阻燃剂，所述护套层的外壁上均匀设置有十个呈环形分布的耐磨层，所述耐磨层呈弧形结构且内部与护套层之间形成有耐磨腔，所述耐磨腔的内部填充有高燃点速干胶；
所述阻燃耐磨套包括如下组份：丁腈橡胶40～50份、乙丙橡胶34～45份、静电剂6～8份、煅烧陶土10～15份、石蜡4～5份、硬脂酸锌0.5～1份、硫化剂1～2份、炭黑2～4份、促进剂1～2份；
所述阻燃剂包括如下组份：中法聚酯树脂30～50份、氢氧化镁11～13份、固化剂4～15份、流平剂1～4份、安息香1～3份、钛白粉4～8份、陶瓷粉3～8份、碳化硅5～8份、碳酸氢钠1～4份、加强纤维丝3～8份、沉淀硫酸钡1～2份。
作为本发明的一种优选实施方式，包括如下步骤：
S1：制备阻燃剂
将中法聚酯树脂、氢氧化镁、安息香、钛白粉、陶瓷粉、碳化硅、碳酸氢钠混合放入搅拌器进行搅拌，反应时间为2～2.5h，温度控制在70～90℃，搅拌速度为1400r/min,并在搅拌条件下滴入流平剂，在70～90℃下回流2h，将温度调整至120～140℃再加入催化剂，进行0.5～1小时的反应之后添加强纤维丝和沉淀硫酸钡，匀速搅拌拌加热至150℃进行反应1h，再加入固化剂搅拌阻燃剂1～1.5h，待温度降至50℃，即得到阻燃剂；
S2：制备阻燃耐磨套原料溶体
向混合搅拌机中加入丁腈橡胶、乙丙橡胶，然后以5℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到80℃时停止升温，向搅拌机中依次加入静电剂、煅烧陶土、石蜡、硬脂酸锌，边加入边搅拌，然后以2℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当温度达到80℃时，停止升温，向搅拌机依次加入硫化剂、炭黑、促进剂，接着以每1℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到90℃时停止升温，保持1～2h，制得阻燃耐磨套原料溶体；
S3：制作阻燃耐磨电缆
将S2中获得的原料溶体加入到包覆机中，并挤压包裹在电缆芯中形成绝缘层，将加强层的加强件套设在绝缘呈外，将护套层挤出并套设在加强层外，并在加强层与护套层之间形成阻燃腔，护套层外部挤出包裹耐磨层，并在耐磨层与护套层之间形成耐磨腔，将阻燃剂注入到阻燃腔中并呈阶段性封闭，将高燃点速干胶注入到耐磨腔中并呈阶段性封闭，制得耐磨电缆。
作为本发明的一种优选实施方式，所述加强纤维丝为长度小于2cm的，且加强纤维丝为玻璃纤维、石棉纤维和陶瓷纤维的一种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述加强件采用TPU材料制成，且共设置三个并呈环形分布，三个加强件之间采用胶水粘合。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明，在电缆芯外设置阻燃耐磨套，阻燃耐磨套有护套层、耐磨层和加强层组成，耐磨层与护套层之间形成的耐磨腔可以起到耐磨效果，同时耐磨腔内部填充的高燃点速干胶可以在耐磨层破损后对破损处进行修补，修补后的破损处呈白色，便于观察；在阻燃腔内填充阻燃剂，可以起到阻燃效果，避免电缆内部损伤，提高使用寿命；耐磨层内填充的速干胶和阻燃腔内填充的阻燃剂还提高了电缆的防干扰作用。
附图说明
图1为本发明所述阻燃耐磨电缆的结构图。
图中:1、护套层；2、耐磨层；3、耐磨腔；4、电缆芯；5、阻燃腔；6、加强层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种阻燃耐磨电缆，包括：电缆芯4和阻燃耐磨套，所述阻燃耐磨套包括设置在电缆芯4外的绝缘层，包裹在气凝胶绝缘层外的加强层6，包裹在加强层6外的护套层1，所述护套层1与加强层6之间形成有阻燃腔5，所述阻燃腔5内填充有阻燃剂，所述护套层1的外壁上均匀设置有十个呈环形分布的耐磨层2，所述耐磨层2呈弧形结构且内部与护套层1之间形成有耐磨腔3，所述耐磨腔3的内部填充有高燃点速干胶；
所述阻燃耐磨套包括如下组份：丁腈橡胶30份、乙丙橡胶40份、静电剂7份、煅烧陶土12份、石蜡4份、硬脂酸锌0.5份、硫化剂1.5份、炭黑2份、促进剂1.5份；
所述阻燃剂包括如下组份：中法聚酯树脂40份、氢氧化镁12份、固化剂10份、流平剂3份、安息香2份、钛白粉6份、陶瓷粉6份、碳化硅6份、碳酸氢钠3份、加强纤维丝6份、沉淀硫酸钡1份。
进一步改进地，包括如下步骤：
S1：制备阻燃剂
将中法聚酯树脂、氢氧化镁、安息香、钛白粉、陶瓷粉、碳化硅、碳酸氢钠混合放入搅拌器进行搅拌，反应时间为2h，温度控制在80℃，搅拌速度为1400r/min,并在搅拌条件下滴入流平剂，在80℃下回流2h，将温度调整至130℃再加入催化剂，进行0.8小时的反应之后添加强纤维丝和沉淀硫酸钡，匀速搅拌拌加热至150℃进行反应1h，再加入固化剂搅拌阻燃剂1～h，待温度降至50℃，即得到阻燃剂；
S2：制备阻燃耐磨套原料溶体
向混合搅拌机中加入丁腈橡胶、乙丙橡胶，然后以5℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到80℃时停止升温，向搅拌机中依次加入静电剂、煅烧陶土、石蜡、硬脂酸锌，边加入边搅拌，然后以2℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当温度达到80℃时，停止升温，向搅拌机依次加入硫化剂、炭黑、促进剂，接着以每1℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到90℃时停止升温，保持1～2h，制得阻燃耐磨套原料溶体；
S3：制作阻燃耐磨电缆
将S2中获得的原料溶体加入到包覆机中，并挤压包裹在电缆芯4中形成绝缘层，将加强层6的加强件套设在绝缘呈外，将护套层1挤出并套设在加强层6外，并在加强层6与护套层1之间形成阻燃腔5，护套层1外部挤出包裹耐磨层2，并在耐磨层2与护套层1之间形成耐磨腔3，将阻燃剂注入到阻燃腔5中并呈阶段性封闭，将高燃点速干胶注入到耐磨腔3中并呈阶段性封闭，制得耐磨电缆。
进一步改进地，所述加强纤维丝为长度小于2cm的，且加强纤维丝为玻璃纤维。
进一步改进地，所述加强件采用TPU材料制成，且共设置三个并呈环形分布，三个加强件之间采用胶水粘合。
耐磨层2与护套层1之间形成的耐磨腔3可以起到耐磨效果，同时耐磨腔3内部填充的高燃点速干胶可以在耐磨层2破损后对破损处进行修补，修补后的破损处呈白色，便于观察；在阻燃腔5内填充阻燃剂，可以起到阻燃效果，避免电缆内部损伤，提高使用寿命；耐磨层2内填充的速干胶和阻燃腔5内填充的阻燃剂还提高了电缆的防干扰作用。
实施例二
一种阻燃耐磨电缆，包括：电缆芯4和阻燃耐磨套，所述阻燃耐磨套包括设置在电缆芯4外的绝缘层，包裹在气凝胶绝缘层外的加强层6，包裹在加强层6外的护套层1，所述护套层1与加强层6之间形成有阻燃腔5，所述阻燃腔5内填充有阻燃剂，所述护套层1的外壁上均匀设置有十个呈环形分布的耐磨层2，所述耐磨层2呈弧形结构且内部与护套层1之间形成有耐磨腔3，所述耐磨腔3的内部填充有高燃点速干胶；
所述阻燃耐磨套包括如下组份：丁腈橡胶40份、乙丙橡胶34份、静电剂6份、煅烧陶土10份、石蜡4份、硬脂酸锌0.5份、硫化剂1份、炭黑2份、促进剂1份；
所述阻燃剂包括如下组份：中法聚酯树脂30份、氢氧化镁11份、固化剂4份、流平剂1份、安息香1份、钛白粉4份、陶瓷粉3份、碳化硅5份、碳酸氢钠1份、加强纤维丝3份、沉淀硫酸钡1份。
进一步改进地，包括如下步骤：
S1：制备阻燃剂
将中法聚酯树脂、氢氧化镁、安息香、钛白粉、陶瓷粉、碳化硅、碳酸氢钠混合放入搅拌器进行搅拌，反应时间为2h，温度控制在70℃，搅拌速度为1400r/min,并在搅拌条件下滴入流平剂，在70℃下回流2h，将温度调整至120℃再加入催化剂，进行0.5小时的反应之后添加强纤维丝和沉淀硫酸钡，匀速搅拌拌加热至150℃进行反应1h，再加入固化剂搅拌阻燃剂1～h，待温度降至50℃，即得到阻燃剂；
S2：制备阻燃耐磨套原料溶体
向混合搅拌机中加入丁腈橡胶、乙丙橡胶，然后以5℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到80℃时停止升温，向搅拌机中依次加入静电剂、煅烧陶土、石蜡、硬脂酸锌，边加入边搅拌，然后以2℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当温度达到80℃时，停止升温，向搅拌机依次加入硫化剂、炭黑、促进剂，接着以每1℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到90℃时停止升温，保持1h，制得阻燃耐磨套原料溶体；
S3：制作阻燃耐磨电缆
将S2中获得的原料溶体加入到包覆机中，并挤压包裹在电缆芯4中形成绝缘层，将加强层6的加强件套设在绝缘呈外，将护套层1挤出并套设在加强层6外，并在加强层6与护套层1之间形成阻燃腔5，护套层1外部挤出包裹耐磨层2，并在耐磨层2与护套层1之间形成耐磨腔3，将阻燃剂注入到阻燃腔5中并呈阶段性封闭，将高燃点速干胶注入到耐磨腔3中并呈阶段性封闭，制得耐磨电缆。
进一步改进地，所述加强纤维丝为长度小于2cm的，且加强纤维丝为石棉纤维。
进一步改进地，所述加强件采用TPU材料制成，且共设置三个并呈环形分布，三个加强件之间采用胶水粘合。
耐磨层2与护套层1之间形成的耐磨腔3可以起到耐磨效果，同时耐磨腔3内部填充的高燃点速干胶可以在耐磨层2破损后对破损处进行修补，修补后的破损处呈白色，便于观察；在阻燃腔5内填充阻燃剂，可以起到阻燃效果，避免电缆内部损伤，提高使用寿命；耐磨层2内填充的速干胶和阻燃腔5内填充的阻燃剂还提高了电缆的防干扰作用。
实施例三
一种阻燃耐磨电缆，包括：电缆芯4和阻燃耐磨套，所述阻燃耐磨套包括设置在电缆芯4外的绝缘层，包裹在气凝胶绝缘层外的加强层6，包裹在加强层6外的护套层1，所述护套层1与加强层6之间形成有阻燃腔5，所述阻燃腔5内填充有阻燃剂，所述护套层1的外壁上均匀设置有十个呈环形分布的耐磨层2，所述耐磨层2呈弧形结构且内部与护套层1之间形成有耐磨腔3，所述耐磨腔3的内部填充有高燃点速干胶；
所述阻燃耐磨套包括如下组份：丁腈橡胶50份、乙丙橡胶45份、静电剂8份、煅烧陶土15份、石蜡5份、硬脂酸锌1份、硫化剂2份、炭黑4份、促进剂2份；
所述阻燃剂包括如下组份：中法聚酯树脂50份、氢氧化镁13份、固化剂15份、流平剂4份、安息香3份、钛白粉8份、陶瓷粉8份、碳化硅8份、碳酸氢钠4份、加强纤维丝8份、沉淀硫酸钡2份。
进一步改进地，包括如下步骤：
S1：制备阻燃剂
将中法聚酯树脂、氢氧化镁、安息香、钛白粉、陶瓷粉、碳化硅、碳酸氢钠混合放入搅拌器进行搅拌，反应时间为2.5h，温度控制在90℃，搅拌速度为1400r/min,并在搅拌条件下滴入流平剂，在90℃下回流2h，将温度调整至140℃再加入催化剂，进行1小时的反应之后添加强纤维丝和沉淀硫酸钡，匀速搅拌拌加热至150℃进行反应1h，再加入固化剂搅拌阻燃剂1.5h，待温度降至50℃，即得到阻燃剂；
S2：制备阻燃耐磨套原料溶体
向混合搅拌机中加入丁腈橡胶、乙丙橡胶，然后以5℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到80℃时停止升温，向搅拌机中依次加入静电剂、煅烧陶土、石蜡、硬脂酸锌，边加入边搅拌，然后以2℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当温度达到80℃时，停止升温，向搅拌机依次加入硫化剂、炭黑、促进剂，接着以每1℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到90℃时停止升温，保持2h，制得阻燃耐磨套原料溶体；
S3：制作阻燃耐磨电缆
将S2中获得的原料溶体加入到包覆机中，并挤压包裹在电缆芯4中形成绝缘层，将加强层6的加强件套设在绝缘呈外，将护套层1挤出并套设在加强层6外，并在加强层6与护套层1之间形成阻燃腔5，护套层1外部挤出包裹耐磨层2，并在耐磨层2与护套层1之间形成耐磨腔3，将阻燃剂注入到阻燃腔5中并呈阶段性封闭，将高燃点速干胶注入到耐磨腔3中并呈阶段性封闭，制得耐磨电缆。
进一步改进地，所述加强纤维丝为长度小于2cm的，且加强纤维丝为陶瓷纤维的一种。
进一步改进地，所述加强件采用TPU材料制成，且共设置三个并呈环形分布，三个加强件之间采用胶水粘合。
耐磨层2与护套层1之间形成的耐磨腔3可以起到耐磨效果，同时耐磨腔3内部填充的高燃点速干胶可以在耐磨层2破损后对破损处进行修补，修补后的破损处呈白色，便于观察；在阻燃腔5内填充阻燃剂，可以起到阻燃效果，避免电缆内部损伤，提高使用寿命；耐磨层2内填充的速干胶和阻燃腔5内填充的阻燃剂还提高了电缆的防干扰作用
实施例四
一种阻燃耐磨电缆，包括：电缆芯4和阻燃耐磨套，所述阻燃耐磨套包括设置在电缆芯4外的绝缘层，包裹在气凝胶绝缘层外的加强层6，包裹在加强层6外的护套层1，所述护套层1与加强层6之间形成有阻燃腔5，所述阻燃腔5内填充有阻燃剂，所述护套层1的外壁上均匀设置有十个呈环形分布的耐磨层2，所述耐磨层2呈弧形结构且内部与护套层1之间形成有耐磨腔3，所述耐磨腔3的内部填充有高燃点速干胶；
所述阻燃耐磨套包括如下组份：丁腈橡胶30份、乙丙橡胶40份、静电剂7份、煅烧陶土12份、石蜡4份、硬脂酸锌0.5份、硫化剂1.5份、炭黑2份、促进剂1.5份；
进一步改进地，包括如下步骤：
S1：制备阻燃耐磨套原料溶体
向混合搅拌机中加入丁腈橡胶、乙丙橡胶，然后以5℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到80℃时停止升温，向搅拌机中依次加入静电剂、煅烧陶土、石蜡、硬脂酸锌，边加入边搅拌，然后以2℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当温度达到80℃时，停止升温，向搅拌机依次加入硫化剂、炭黑、促进剂，接着以每1℃/min的升温速率进行升温，在升温的过程中持续搅拌，当达到90℃时停止升温，保持1～2h，制得阻燃耐磨套原料溶体；
S2：制作阻燃耐磨电缆
将S1中获得的原料溶体加入到包覆机中，并挤压包裹在电缆芯4中形成绝缘层，将加强层6的加强件套设在绝缘呈外，将护套层1挤出并套设在加强层6外，并在加强层6与护套层1之间形成阻燃腔5，护套层1外部挤出包裹耐磨层2，并在耐磨层2与护套层1之间形成耐磨腔3，将阻燃剂注入到阻燃腔5中并呈阶段性封闭，将高燃点速干胶注入到耐磨腔3中并呈阶段性封闭，制得耐磨电缆。
进一步改进地，所述加强纤维丝为长度小于2cm的，且加强纤维丝为玻璃纤维。
进一步改进地，所述加强件采用TPU材料制成，且共设置三个并呈环形分布，三个加强件之间采用胶水粘合。
只能起到简单的耐磨作用，其阻燃效果不足。
取实施例一、二、三、四所制备的电缆在测试机中进行耐磨、阻燃测试：
由表1可知，按照实施例一、二、三配方制得的阻燃电缆在拉伸强度、断裂伸长率、维卡软化点和年腐蚀深度都有一定的提升，说明本发明的阻燃电缆及其制备方法使得阻燃电缆在具有阻燃的性能上同时具有防腐蚀性，提高了使用寿命，降低了使用成本，而且也提高了该电缆一定的力学性能，保证芯体的的承载力和稳定性，提高了使用强度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。