一种适用于建筑物内的安全电缆的制作方法

allin2023-03-13  66



1.本发明属于电缆制备相关技术领域,具体为一种适用于建筑物内的安全电缆。


背景技术:

2.电缆是一种电能或信号传输装置,通常是由几根或几组导线组成。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等。随着经济的发展,需要使用电缆的场所变得多样化,对电缆用护套材料的性能指标有了更加严格和多样的要求,比如绝缘性、拉伸强度、使用温度、阻燃性能等指标均有严格的要求,不断的提高护套材料的性能,是经济和社会发展的迫切需求。
3.电缆外层包皮大多选用弹性体材料制备得到,如eva材料,而绝大多数弹性体材料自身的阻燃性能不佳,为了解决电缆包皮材料的阻燃性,现有技术大多采用加入阻燃剂的方式进行,例如:氢氧化镁、氢氧化铝、app体系的ifr阻燃剂等。但是现有技术仍然存在以下问题:1.无机金属盐如氢氧化镁、氢氧化铝需要加入一定的量后才能起到有效的阻燃作用,但此时弹性体材料往往会出现不同程度的韧性下降问题,而电缆在建筑物内使用时,由于排线需要和后期维护需要,电缆往往是安装在建筑物的顶棚内或过道吊顶内或地板凹槽内,只有少部分电缆会封装在墙体内。此时,建筑物内的电缆在日常工作过程中往往会伴随着与墙体、管道的碰撞和磨损,低韧性的电缆包皮会在使用过程中磨损后导致其失效,引发严重的漏电、短路等安全隐患。2.有机无卤阻燃剂可以与电缆料,如eva,具有良好的形容性,部分新型的有机无卤阻燃剂还可以对eva起到增强增韧等等作用,但是有机无卤阻燃剂的阻燃效率一般不佳,且燃烧过程易散发大量烟雾。
4.此外,由于建筑物内使用的电缆由于安装需要,电缆经常会与墙体折角、电缆走线通道等发生接触性或压触性的磨损,使得电缆的使用寿命往往不及预期。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种适用于建筑物内的安全电缆,以解决现有电缆在建筑物内使用时存在的阻燃问题。
6.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种适用于建筑物内的安全电缆,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹;所述内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层;所述外包层为:第二阻燃eva树脂层。
7.进一步的,以质量份数计,所述第一改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土7-10份,所述第一改性剂为含有p、n的有机物或含有p、n的组合物。
8.进一步的,所述第一改性剂为:丙烯腈与丙烯酸共聚物、磷酸的组合物。
9.进一步的,第一改性剂改性蒙脱土的结构式为:
[0010][0011]
其中,x的取值为20-40,y的取值为6-8。
[0012]
进一步的,丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的68-73%,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的20-25%。
[0013]
进一步的,第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。
[0014]
进一步的,以质量份数计,所述第二改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂5-8份;所述第二改性剂为含有p、n、s的有机物或含有p、n、s的组合物。
[0015]
进一步的,所述第二改性剂为丙烯腈-烯丙基硫脲-乙烯基磷酸的共聚物。
[0016]
进一步的,所述第二改性剂的结构表达式为:
[0017][0018]
其中,n的取值为30-40,m的取值为4-6,k的取值为6-8。
[0019]
进一步的,以导电线的直径记为100,则所述第一阻燃eva树脂层的厚度为8-10,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为1-2,腈纶层的厚度为:5-8,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:3-5;第二阻燃eva树脂层的厚度为:10-13。
[0020]
本发明至少具有以下优点之一:
[0021]
1.本发明显著提升了eva电缆的耐磨特性,提高了其在建筑物内的使用寿命。同时有效避免了由于电缆在使用过程中磨损导致的短路以及漏电的风险。
[0022]
2.本发明显著改善了超高分子量聚乙烯织物改性eva电缆的阻燃性能,氧指数最高可提升至28以上,垂直燃烧达到v0级别,且损毁长度较小,自熄性较好。
附图说明
[0023]
图1为本发明适用于建筑物内的安全电缆的结构示意图。
具体实施方式
[0024]
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案、技术效果更加清楚明白,以下结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地详细描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
[0025]
本发明示例性的提供了一种适用于建筑物内的安全电缆,如图1所示,包括:至少2根导电线1;每根所述导电线1外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层6包裹。内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层2、第一改性超高分子量聚乙烯织物层3、腈纶层4、第二改性超高分子量聚乙烯织物层5。外包层6为:第二阻燃eva树脂层。
[0026]
其中,第一阻燃eva树脂层2、第二阻燃eva树脂层均采用市售v0级eva树脂制备得到。
[0027]
申请人经过研究,现有的多导线电缆,一般都是在导线外包覆弹性体材料作为导线包层,然后再用一弹性体外层包裹全部包裹有导线包层的导线,形成多导线电缆。常用的包裹材料如eva等均为易燃材料,出于安全性考虑,需要进行阻燃改性。现有的电缆用eva在进行阻燃改性时,比较常见的方式就是加入无机阻燃剂或有机无卤阻燃剂。对于无机阻燃剂,虽然其具有良好的阻燃效果以及自熄能力,但是其由于添加量较高,且与eva相容性较差,因此会导致eva韧性降低,导致eva电缆料在建筑物内日常使用时其使用寿命往往低于预期,尤其是在经常会发生磨损的建筑物内部,如折角处、高层建筑等。而现有的有机无卤阻燃剂,如ifr阻燃剂,虽然有效克服了阻燃剂与eva的相容性问题,但是有机无卤阻燃剂的阻燃效率一般会显著低于无机阻燃剂,且自熄性较弱,一点发生燃烧,往往会蔓延至较大范围形成足够大面积的隔热碳层后才会熄灭。且现有阻燃eva由于添加了大量阻燃剂,其增强剂、增韧剂的添加量受到影响,因此有时对力学性能呈负面影响,或能小幅度的改善,但是仍不能有效解决eva电缆在建筑物内使用时使用寿命不足的问题。
[0028]
为此,本技术改进得到了一种适用于建筑物内的安全电缆,采用本技术安全电缆结构,在传统的第一阻燃eva树脂层2外部还设有:第一改性超高分子量聚乙烯织物层3、腈纶层4、第二改性超高分子量聚乙烯织物层5。其中腈纶层4中的腈纶在被加热或点燃后会释放大量不燃气体,如no2、h2o、co2等,以及可捕获o自由基的小分子物质,可显著改善电缆的自熄性,避免火势蔓延。但是腈纶自身的韧性和耐磨性较差,直接包覆在第一阻燃eva树脂层2外部,容易在使用过程中发生磨损,导致腈纶层4的腈纶掉落,从而致使腈纶层4分布不均匀,影响阻燃效果。因此,本发明在腈纶层4分别设置第一改性超高分子量聚乙烯织物层3和第二改性超高分子量聚乙烯织物层5。一方面,设置的超高分子量聚乙烯织物层由于其高耐磨、光滑度高等特点,无特殊情况下不会产生磨损,因此也不会出现由于导电线1之间相互磨损导致的第一阻燃eva树脂层2破损,也就不会出现导电线1外露引发短路的风险,还可以起到防止腈纶层4直接磨损消耗的问题,增加了电缆的使用寿命的。另一方面本发明利用了超高分子量聚乙烯织物层本身具有的高强度特性,可以显著提高电缆的力学性能,扩大了电缆的安装范围和使用方式。同时还可以在外包层6磨损破坏后,起到对第一阻燃eva树
脂层2的保护作用,避免继续磨损第一阻燃eva树脂层2,导致导电线1外露引发短路以及漏电的风险。
[0029]
但是,超高分子量聚乙烯织物层自身是一种易燃物,一但被点燃极易烧毁其他包层,导致火势蔓延的同时引发导电线1的短路以及漏电风险。在部分情况下,其燃烧时还会产生熔滴,导致火势的进一步大范围蔓延。因此,本技术对超高分子量聚乙烯织物层分别进行了改性,以克服其缺点。
[0030]
本发明示例性的提供了一种第一改性超高分子量聚乙烯层,以质量份数计,包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土7-10份,所述第一改性剂为含有p、n的有机物或含有p、n的组合物。
[0031]
本发明示例性的提供了一种第一改性剂,为:丙烯腈与丙烯酸共聚物、磷酸的组合物。
[0032]
本发明示例性的提供了一种第一改性剂改性蒙脱土,其结构表达式为:
[0033][0034]
其中,x的取值为20-40,y的取值为6-8。
[0035]
本发明示例性提供的第一改性剂改性蒙脱土中,丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的68-73%,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的20-25%。
[0036]
本发明示例性提供的第一改性剂改性蒙脱土中,第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。
[0037]
由于超高分子量聚乙烯的易燃特性,大部分有机无卤阻燃剂都很难对其起到良好的阻燃作用,申请人经过研究发现,同时添加含有p、n类元素的阻燃剂可显著改善超高分子量聚乙烯的阻燃性能,但是现有的p、n阻燃剂与超高分子量聚乙烯的相容性不是很好,例如:app、pam等,难以加入到超高分子量聚乙烯中进行阻燃改性,而是采用涂刷或接枝的方法在超高分子量聚乙烯的表面进行阻燃改性。但是涂刷或接枝在超高分子量聚乙烯表面的阻燃剂容易在电缆使用过程中逐渐磨损,导致阻燃效果逐渐降低至失效。此外,现有p、n阻燃剂改性超高分子量聚乙烯,会在燃烧时产生较多的烟雾。
[0038]
而采用本发明第一改性剂改性蒙脱土对超高分子量聚乙烯进行阻燃改性,一方面第一改性剂改性蒙脱土与超高分子量聚乙烯具有良好的相容性,因此可直接加入超高分子量聚乙烯中进行改性,从而直接制备得到具有阻燃性能的超高分子量聚乙烯纤维,进而得到具有阻燃性能的超高分子量聚乙烯织物。另一方面,采用本发明第一改性剂改性蒙脱土阻燃改性的超高分子量聚乙烯,在燃烧时的烟雾量显著降低,且燃烧过程不产生熔滴。而且,第一改性剂改性蒙脱土对超高分子量聚乙烯进行阻燃改性后,超高分子量聚乙烯燃烧
后不仅可形成具有一定结构强度的膨胀碳层,起到阻碍热量传播的作用。同时残留的硅酸盐、硅氧化合物会大量富集在碳层中,当导电线受力靠近时,即使膨胀碳层受力破碎,也能通过富集的硅酸盐、硅氧化合物隔绝导电线,最大限度的防止短路、漏电现象。
[0039]
本发明示例性的提供了一种第二改性超高分子量聚乙烯层,以质量份数计,包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂5-8份;所述第二改性剂为含有p、n、s的有机物。
[0040]
本发明示例性的提供了一种第二改性剂,为:丙烯腈-烯丙基硫脲-乙烯基磷酸的共聚物。
[0041]
本发明示例性的提供了一种第二改性剂,其结构表达式为:
[0042][0043]
其中,n的取值为30-40,m的取值为4-6,k的取值为6-8。
[0044]
采用本发明第二改性剂对超高分子量聚乙烯进行阻燃改性时,一方面第二改性剂与超高分子量聚乙烯具有良好的相容性,因此可直接加入超高分子量聚乙烯中进行改性,从而直接制备得到具有阻燃性能的超高分子量聚乙烯纤维,进而得到具有阻燃性能的超高分子量聚乙烯织物。另一方面,采用本发明第二改性剂改性蒙脱土阻燃改性的超高分子量聚乙烯,在燃烧后会形成相比膨胀碳层具有较高强度的质密碳层,隔绝氧气和氧自由的内外交换,抑制热氧断链反应的进行,从而显著提高了超高分子量聚乙烯的自熄性,燃烧过程不产生熔滴,有效抑制外部火势向电缆内部,或内部火势向电缆外部蔓延。而且质密碳层还可以起到良好的隔绝导电线之间相互接触的作用,尽可能避免短路或漏电现象的发生。
[0045]
同时,采用如本发明所示的第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层,可以产生协同作用,阻燃效果得到显著提升。
[0046]
本发明示例性的提供了一种安全电缆中各层的厚度:以导电线的直径记为100,则所述第一阻燃eva树脂层的厚度为8-10,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为1-2,腈纶层的厚度为:5-8,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:3-5;第二阻燃eva树脂层的厚度为:10-13。
[0047]
该各层组成厚度一方面可起到良好的阻燃作用,另一方面又可以有效控制包层厚度,降低制备和使用成本。尤其是第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度,腈纶层的厚度,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度,只有在特定的组成方式下才能取得最佳的阻燃效果,任一层的过渡增厚或减薄都会严重影响整体的阻燃效果。
[0048]
为更详细的解释本技术技术方案,以下结合具体实施例、对比例、测试结果对本技术技术进行进一步具体表述。
[0049]
测试方法:
[0050]
氧指数测试:采用gb 2406-80方法测试三次,取均值得到loi,计量单位为%。
[0051]
垂直燃烧测试:采用ul94垂直燃烧测试方法,测试三次,取均值得到损毁长度l,计量单位为cm、自熄时间t,计量单位为s、脱脂棉是否被点燃,并对标得到阻燃等级。
[0052]
锥形量热测试:采用iso5660测试方法,记录thr为总热量释放,计量单位为mj/m2、pkhrr为峰值热释放量,计量单位为kw/m2,tsr为总烟雾释放量,计量单位为m2/m2。
[0053]
实施例1
[0054]
一种适用于建筑物内的安全电缆,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹。内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层。外包层为:第二阻燃eva树脂层。以导电线的直径记为100(无量数),则第一阻燃eva树脂层的厚度为9,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为2,腈纶层的厚度为:6,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:4;第二阻燃eva树脂层的厚度为:11。其中:
[0055]
第一阻燃eva树脂层采用市售v0级
[0056]
以质量份数计,第一改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土8份。第一改性剂改性蒙脱土的结构式为:
[0057][0058]
第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。其中,x的取值为32,y的取值为7。丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的70%,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的22%。
[0059]
以质量份数计,第二改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂6份。
[0060]
第二改性剂的结构表达式为:
[0061][0062]
其中,n的取值为35,m的取值为5,k的取值为7。
[0063]
实施例2
[0064]
一种适用于建筑物内的安全电缆,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹。内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层。外包层为:第二阻燃eva树脂层。以导电线的直径记为100(无量数),则第一阻燃eva树脂层的厚度为10,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为2,腈纶层的厚度为:8,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:5;第二阻燃eva树脂层的厚度为:13。其中:
[0065]
以质量份数计,第一改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土10份。第一改性剂改性蒙脱土的结构式为:
[0066][0067]
第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。其中,x的取值为40,y的取值为8。丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的73%,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的25%。
[0068]
以质量份数计,第二改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂8份。
[0069]
第二改性剂的结构表达式为:
[0070][0071]
其中,n的取值为40,m的取值为6,k的取值为8。
[0072]
其测试结果与实施例1相接近。
[0073]
实施例3
[0074]
一种适用于建筑物内的安全电缆,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹。内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层。外包层为:第二阻燃eva树脂层。以导电线的直径记为100(无量数),则第一阻燃eva树脂层的厚度为8,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为1,腈纶层的厚度为:5,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:3;第二阻燃eva树脂层的厚度为:10。其中:
[0075]
以质量份数计,第一改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土7份。第一改性剂改性蒙脱土的结构式为:
[0076][0077]
第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。其中,x的取值为20,y的取值为6。丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的68%,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的20%。
[0078]
以质量份数计,第二改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂5份。
[0079]
第二改性剂的结构表达式为:
[0080][0081]
其中,n的取值为30,m的取值为4,k的取值为6。
[0082]
其测试结果与实施例1相接近。
[0083]
对比例1
[0084]
其余方法与实施例1一致,区别在于:使用纯超高分子量聚乙烯织物层替换第一改性超高分子量聚乙烯织物层和第二改性超高分子量聚乙烯织物层。
[0085]
对比例2
[0086]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性超高分子量聚乙烯织物层替换为纯超高分子量聚乙烯织物层。
[0087]
对比例3
[0088]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性超高分子量聚乙烯织物层替换为纯超高分子量聚乙烯织物层。
[0089]
测试结果如表1所示:
[0090]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例221.24.215是92.3963.9425.3对比例320.84.116是91.5953.4425.4
[0091]
由对比例2和3与对比例1的对比结果可知,单纯采用本发明第一改性超高分子量聚乙烯织物层或第二改性超高分子量聚乙烯织物层作为腈纶层的一侧夹层,另一侧采用纯超高分子量聚乙烯织物层时,相比两侧均采用纯超高分子量聚乙烯织物层,阻燃效果并未得到显著提升,其原因在于:超高分子量聚乙烯的总含量超过一定程度后,由于其极易燃的特性,即使使用了阻燃剂改性,仍难以起到应有的阻燃效果。
[0092]
对比例4
[0093]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性超高分子量聚乙烯织物层和第二改性超高分子量聚乙烯织物层,均采用本发明第一改性超高分子量聚乙烯织物层。
[0094]
对比例5
[0095]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性超高分子量聚乙烯织物层和第二改性超高分子量聚乙烯织物层,均采用本发明第二改性超高分子量聚乙烯织物层。
[0096]
测试结果如表2所示:
[0097]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例425.73.48否82.3863.9385.3对比例524.63.16否85.5883.4365.4
[0098]
由对比例4、5与对比例1的对比结果可知,单纯采用本发明第一改性超高分子量聚乙烯织物层或第二改性超高分子量聚乙烯织物层作为腈纶层的两侧夹层,相比采用纯超高分子量聚乙烯织物层,阻燃性能得到了明显的改善。
[0099]
但是,对比例4和5与实施例1的对比结果可知,同时采用本发明第一改性超高分子量聚乙烯织物层和第二改性超高分子量聚乙烯织物层作为腈纶层的两侧夹层,相比仅采用第一改性超高分子量聚乙烯织物层或第二改性超高分子量聚乙烯织物层作为腈纶层的两侧夹层时,阻燃性能得到了进一步的明显改善,可见本发明第一改性超高分子量聚乙烯织物层和第二改性超高分子量聚乙烯织物层可产生阻燃协效作用。
[0100]
对比例6
[0101]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性超高分子量聚乙烯层中,第一改性剂改性蒙脱土的质量份数为15份。
[0102]
对比例7
[0103]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性超高分子量聚乙烯层中,第一改性剂改性蒙脱土的质量份数为4份。
[0104]
对比例8
[0105]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性超高分子量聚乙烯层中,第二改性剂的质量份数为15份。
[0106]
对比例9
[0107]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性超高分子量聚乙烯层中,第二改性剂的质量份数为3份。
[0108]
测试结果如表3所示:
[0109]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例628.22.50否77.8768.4317.5对比例726.72.82否86.4834.2345.7对比例828.42.40否77.5764.9308.9对比例926.52.93否86.1835.8368.3
[0110]
由对比例6-7与对比例1和实施例1的对比结果可知,当第一改性剂改性蒙脱土的质量份数、第二改性剂的质量份数超出本发明规定的范围后,即使添加量增加了约50%,电缆的阻燃效果仍未得到明显的提升。而当第一改性剂改性蒙脱土的质量份数、第二改性剂的质量份数低于本发明规定的范围后,电缆的阻燃效果出现非常明显的下降。可见,本发明第一改性剂改性蒙脱土、第二改性剂需要添加特定的组份量才能起到较好的阻燃效果,高添加量不仅无法进一步改善阻燃效果,反而会影响超高分子量聚乙烯的力学性能。
[0111]
对比例10
[0112]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂中,x的取值为50,y的取值为7。
[0113]
对比例11
[0114]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂中,x的取值为10,y的取值为7。
[0115]
对比例12
[0116]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂中,x的取值为32,y的取值为11。
[0117]
对比例13
[0118]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂中,x的取值为32,y的取值为3。
[0119]
直接测试结果如表4所示:
[0120]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例1028.62.20否77.3758.2308.8对比例1126.72.83否83.5847.2325.4对比例1227.82.61否80.4822.6319.4对比例1328.52.40否78.2763.4310.7
[0121]
来回弯折100次后测试结果如表5所示:
[0122]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.22.40否78.3776.4309.8对比例123.14.618是94.6995.8465.0对比例1025.63.79否84.7836.8323.6对比例1126.72.83否83.5847.2325.4对比例1227.82.61否80.4822.6319.4对比例1325.33.59否84.9845.2336.1
[0123]
由表4和表5可知,第一改性剂中丙烯腈与丙烯酸共聚物的配比特定的要求。如对比例10-13所示,该表了丙烯腈与丙烯酸共聚物的配比,会出现下述问题:1.增加丙烯腈与丙烯酸共聚物中丙烯酸的含量,则阻燃性能出现比较明显的下降。2.增加丙烯腈与丙烯酸共聚物中丙烯腈的含量,虽然阻燃性能相比实施例1有微小的提升,但是在来回弯折100次后,阻燃性能相比实施例1出现大幅度的下降。可见,只有在本发明特定的丙烯腈与丙烯酸共聚物的配比下,第一改性剂改性蒙脱土才能起到本发明预期的阻燃效果。
[0124]
对比例14
[0125]
其余方法与实施例1一致,区别在于:丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的80%。
[0126]
对比例15
[0127]
其余方法与实施例1一致,区别在于:丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量为第一改性剂总质量的60%。
[0128]
测试结果如表6所示:
[0129]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr
实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例1427.72.61否79.3788.4313.6对比例1527.32.61否78.8782.4316.2
[0130]
由对比例14-15与对比例1和实施例1的对比结果可知,增加或减小丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量在第一改性剂中的总质量都会导致电缆阻燃性能的较为明显的下降。其原因在于增加或减小丙烯腈与丙烯酸共聚物的质量百分比,都会破坏第一改性剂内的p、n元素组成的平衡,导致电缆在受热燃烧时,丙烯腈、丙烯酸、磷酸之间没有形成良好的协同效果,不能配合蒙脱土形成具有一定强度的残炭层,从而导致阻燃性能出现下降。
[0131]
对比例16
[0132]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的30%。
[0133]
对比例17
[0134]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的15%。
[0135]
测试结果如表6所示:
[0136][0137][0138]
由对比例14-15与对比例1和实施例1的对比结果可知,增加第一改性剂相对蒙脱土的的总质量比,并未显著改善电缆的阻燃性能。而降低了第一改性剂相对蒙脱土的的总质量比,则会非常显著的降低电缆的阻燃性能。可见,仅当第一改性剂的总质量相对蒙脱土的的总质量处于一个特定的比例时,才能取得本发明预期的阻燃改性效果,且不会额外增加改性成本。
[0139]
对比例18
[0140]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为35,m的取值为5,k的取值为10。
[0141]
对比例19
[0142]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为35,m的取值为5,k的取值为5。
[0143]
对比例20
[0144]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为35,m的取值为8,k的取值为7。
[0145]
对比例21
[0146]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为35,m的取值为3,k
的取值为7。
[0147]
对比例22
[0148]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为40,m的取值为5,k的取值为7。
[0149]
对比例23
[0150]
其余方法与实施例1一致,区别在于:第二改性剂中,n的取值为30,m的取值为5,k的取值为7。
[0151]
测试结果如表6所示:
[0152]
编号loilt脱脂棉thrpkhrrtsr实施例128.32.40否78.1776.8312.5对比例123.14.517是94.3988.6462.6对比例1827.32.61否79.6787.5316.7对比例1927.42.61否79.2785.9321.0对比例2026.92.50否78.9792.2318.5对比例2127.12.60否79.1788.8318.3对比例2227.12.51否79.1792.3320.7对比例2327.22.50否79.3789.7319.4
[0153]
由对比例18-23与对比例1和实施例1的对比结果可知,增加或减小丙烯腈-烯丙基硫脲-乙烯基磷酸的共聚物中任一组分的聚合度,均会导致电缆阻燃性能的下降,且下降幅度较为明显,尤其是对电缆自熄性的影响,降低幅度约为1%,属于较为明显的下降。其原因在于,增加或减小丙烯腈-烯丙基硫脲-乙烯基磷酸的共聚物中任一组分的聚合度,都会破坏第二改性剂内的p、n、s元素组成的协效关系,导致电缆在受热燃烧时,丙烯腈、烯丙基硫脲、乙烯基磷酸之间没有形成良好的协同效果,从而没有形成质密的碳层,不能有效隔绝热量、自由基、氧气的内外交流,进而导致电缆阻燃性能出现下降。
[0154]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征:
1.一种适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹;所述内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃eva树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层;所述外包层为:第二阻燃eva树脂层。2.根据权利要求1所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,以质量份数计,所述第一改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第一改性剂改性蒙脱土7-10份,所述第一改性剂为含有p、n的有机物或含有p、n的组合物。3.根据权利要求2所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,所述第一改性剂为:丙烯腈与丙烯酸共聚物、磷酸的组合物。4.根据权利要求3所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,第一改性剂改性蒙脱土的结构式为:其中,x的取值为20-40,y的取值为6-8。5.根据权利要求3所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,第一改性剂的总质量为蒙脱土总质量的20-25%。6.根据权利要求3所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,第一改性剂通过与蒙脱土片层表面的-oh基反应后,插入蒙脱土层间,得到所述第一改性剂改性蒙脱土。7.根据权利要求1所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,以质量份数计,所述第二改性超高分子量聚乙烯层包括:超高分子量聚乙烯100份,第二改性剂5-8份;所述第二改性剂为含有p、n、s的有机物或含有p、n、s的组合物。8.根据权利要求7所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,所述第二改性剂为丙烯腈-烯丙基硫脲-乙烯基磷酸的共聚物。9.根据权利要求8所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,所述第二改性剂的结构表达式为:
其中,n的取值为30-40,m的取值为4-6,k的取值为6-8。10.根据权利要求1所述适用于建筑物内的安全电缆,其特征在于,以导电线的直径记为100,则所述第一阻燃eva树脂层的厚度为8-10,第一改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为1-2,腈纶层的厚度为:5-8,第二改性超高分子量聚乙烯织物层的厚度为:3-5;第二阻燃eva树脂层的厚度为:10-13。

技术总结
本发明公开了一种适用于建筑物内的安全电缆,包括:至少2根导电线;每根所述导电线外部均包裹有内包层,全部包裹有内包层的导电线被外包层包裹;所述内包层自导电线向外包层依次为:第一阻燃EVA树脂层、第一改性超高分子量聚乙烯织物层、腈纶层、第二改性超高分子量聚乙烯织物层;所述外包层为:第二阻燃EVA树脂层。本发明显著提升了EVA电缆的耐磨特性,提高了其在建筑物内的使用寿命。同时有效避免了由于电缆在使用过程中磨损导致的短路以及漏电的风险。且本发明显著改善了超高分子量聚乙烯织物改性EVA电缆的阻燃性能,氧指数最高可提升至28以上,垂直燃烧达到V0级别,且损毁长度较小,自熄性较好。自熄性较好。自熄性较好。


技术研发人员:林奕利 王海勇
受保护的技术使用者:广东金源宇电线电缆有限公司
技术研发日:2022.04.21
技术公布日:2022/7/5
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