一种高寿命B1级防火电缆及其制备方法与流程

本发明涉及电缆，尤其涉及一种高寿命b1级防火电缆及其制备方法。

背景技术：

1、防火电缆，现阶段应用较广的防火线缆主要有ul系列阻燃电缆和阻燃低烟无卤电缆两大类，广泛应用于高层建筑、石油化工、机场、隧道、船舶、海上石油平台、航空航、钢铁冶金、购物中心、停车场、医院等场合。

2、目前，在柔性防火电缆的生产过程中，一般采用云母带多层绕包，并填充耐高温无机矿物填充物，使整个电缆较为笨重，在存储、运输时，更麻烦。由于云母带在较高温度的环境下容易发脆，且在火灾时，一些物体在燃烧时，容易掉落或砸到以及震动电缆所在的位置，导致云母带形成的壳体脱落、破碎，在一定程度上降低了防火效果，容易造成线路短路，从而难以保障电力、通讯在火灾的情况下的安全畅通。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种高寿命b1级防火电缆及其制备方法，用来解决背景技术中指出的，现有的b1级防火电缆较为笨重，且在遇到火灾导致外界物体影响电缆时，电缆防火层形成的壳体容易破碎的问题。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

3、一种高寿命b1级防火电缆，包括多股线芯、绝缘层、填充层、隔离层和护套层，所述绝缘层包覆在每股线芯上，所述隔离层包覆在绝缘层上，所述填充层填充在隔离层与绝缘层之间，所述护套层套设在隔离层上，所述隔离层为改性玄武岩纤维。

4、通过采用改性玄武岩纤维包覆在绝缘层和填充层之间，一方面，能够增强防火电缆的柔韧性和结构韧性，使电缆在遭遇火灾时，能够减轻外界环境对电缆的影响，从而避免形成的防火壳体脱落或破碎；另一方面，通过将玄武岩纤维与阻燃材料结合，能够进一步增强电缆的防火能力，同时，能够减轻整个电缆的重量5-12％。

5、进一步，所述隔离层包括第一隔离层和第二隔离层，所述第一隔离层绕包在线芯和绝缘层之间，所述第二隔离层绕包在绝缘层上。

6、通过将隔离层分为第一隔离层和第二隔离层，并将第一隔离层绕包在线芯上，能够有利于提升线芯的耐热性能和抗辐射性能，从而延长线芯的使用寿命，同时能够减轻外界电磁辐射对电缆的影响以及减轻线芯过载对绝缘层的影响。通过第二隔离层的设置，能够增强电缆的防火能力，同时，减少填充物的用量，从而减轻整个电缆的重量。

7、进一步，所述第一隔离层绕包重叠率为5-15％，所述第二隔离层绕包率为10-30％。

8、通过控制玄武岩纤维在线芯和绝缘层上的绕包重叠率，避免绕包过多，造成局部凸起，同时，避免绕包连接处强度不够，造成在高温情况下断裂的情况。

9、进一步，所述第一隔离层和第二隔离层的制备包括以下步骤：

10、s1、将玄武岩纤维束置于干净水中，加入柠檬酸，缓慢搅拌10-30min，抽滤，再加入稀盐酸，于35-45℃的条件下，缓慢搅拌4-8h，搅拌完成后，取出稀盐酸处理的玄武岩纤维束，干净水冲洗，烘干，备用；

11、s2、将经过s1步骤处理的玄武岩纤维束分别置于去离子水中，加入偶联剂，搅拌均匀，再加入足量金属氧化物粉末，于65-78℃的条件下重结晶，得到金属氧化物结晶水包覆的玄武岩纤维束；

12、s3、将进过s2步骤处理的玄武岩纤维束通过打磨，再通过编织机编织，编织密度为92-98％，得到改性玄武岩纤维布。

13、通过先将玄武岩纤维束用酸洗，去除表面污渍和附作物，再次酸浸泡，使玄武岩纤维束的表面粗糙度提升，再通过偶联剂和重结晶，将金属氧化物结晶水形成结晶包覆在玄武岩纤维束的表面，使玄武岩纤维束不仅具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗辐射、隔热等性能，还有利于提升玄武岩纤维束的阻燃性能；再通过打磨，使玄武岩纤维束表面平滑，有利于编织，再通过编织，将玄武岩纤维束编织成条状物，便于绕包机的绕包。

14、进一步，在s2步骤中，在重结晶过程中，采用超声波振荡，超声波振荡的功率为12-35w。

15、通过超声波振荡，有利于金属氧化物结晶水在玄武岩纤维表面形成更致密的结晶物。

16、进一步，所述金属氧化物粉末包括氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化钛中的一种或多种。

17、通过选用具有阻燃性能的金属氧化物，使金属氧化物与结晶水共同作用，能够进一步增强电缆的防火性能。

18、进一步，所述护套层包括以下重量份原料：80-100份橡胶、30-45份复合填充剂、3-6份分散剂、0.5-2份热稳定剂、5-8份润滑剂、1-2份硫化剂。

19、作为一种可选的实施方式，橡胶优选为热塑性三元乙丙橡胶，分散剂优选为硬脂酸镁，热稳定剂优选为钙锌稳定剂，润滑剂优选为微晶蜡，硫化剂优选为硫磺。

20、进一步，所述护套层材料的制备包括以下步骤：

21、a1、将玄武岩纤维置于容器中，加入金属氧化物结晶水混合均匀，加入钛酸脂偶联剂，于35-50℃的条件下，搅拌15-25min，搅拌均匀后，得到复合填充剂，备用；

22、a2、将橡胶置于混料机中，于100-120℃的条件下，搅拌5-10min，再加入复合填充剂和分散剂，继续搅拌3-5min，搅拌完成后，升温至150-165℃，加入热稳定剂、润滑剂和硫化剂，搅拌5-8min，再转入螺杆挤出机中，挤出、造粒、冷却，得到护套层的材料。

23、作为一种可选的实施方式，玄武岩纤维为玄武岩短纤维，金属氧化物结晶水为氢氧化铝结晶水和氢氧化镁结晶水，通过将玄武岩纤维和金属氧化物结晶水在钛酸酯偶联剂的作用，相互交联，有利于后续的添加，同时，能够提高复合填充剂的耐热性能以及烧结后的成壳稳定性。再通过复合填充剂与三元乙丙橡胶的混炼，使制备出的护套材料，具有良好的耐热性能、弹性、柔韧性。

24、本技术实施例还公开了一种防火电缆的制备方法，包括以下步骤：

25、步骤一、将每股线芯的绞线盘与成缆设备连接，使每股线芯均置于成缆设备上，每股线芯能够在成缆设备上移动；

26、步骤二、每股线芯分别通过绕包设备，通过绕包设备将改性玄武岩纤维布绕包在每股线芯上，改性玄武岩纤维布在每股线芯上的绕包重叠率为5-15％；

27、步骤三、将改性玄武岩纤维布绕包的线芯在成缆设备上继续移动，通过挤塑设备，挤塑设备将绝缘树脂挤塑包覆在玄武岩纤维布上，形成绝缘层，绝缘层的厚度为2-4mm；

28、步骤四，通过成缆设备将多股绝缘包覆线芯的并拢，在多股绝缘层外再次通过绕包机绕包改性玄武岩纤维布，绕包重叠率为10-30％，然后将复合填充剂填充在多股线芯和改性玄武岩纤维布之间，填充密度为94％-99％；

29、步骤五、通过成缆设备将多股线芯继续移动，通过挤塑设备将护套层挤塑在改性玄武岩纤维布上，护套层的挤塑厚度为5-10mm，再通过冷却，标记、绞盘，得到防火电缆。

30、通过在线芯上依次绕包改性玄武岩纤维布和绝缘树脂，能够增强线芯的抗扭转性能、耐热性能、抗辐射性能和电绝缘性能，再通过在多股线芯上绕包改性玄武岩纤维布，能够进一步增强整个线芯的耐热性能和柔韧性，并通过将护套层挤塑包覆在改性玄武岩纤维布上，不仅能够增强对线芯部分的耐热性能，还能够增强对外界的耐热性能，从而延长整个电缆的使用寿命。

31、进一步，所述步骤四中，在将改性玄武岩纤维布绕包在绝缘层上时，每隔3-6m套设卡箍。

32、通过在改性玄武岩纤维布上增设卡箍，有利于将复合填充层牢固的束缚在线芯和改性玄武岩纤维布之间，同时，能够避免在遇到火灾时，玄武岩纤维布发生断裂，从而能够维持烧结壳体的稳定性。

33、采用上述技术方案的发明，具有如下有益效果：

34、通过在线芯上绕包第一层改性玄武岩纤维布，有利于提升线芯的耐热性能和抗扭曲性能，再通过在多股线芯的绝缘层外绕包第二层改性玄武岩纤维布，并将护套层挤塑在第二改性玄武岩纤维布上，一方面，能够进一步增强整个电缆的耐热性能、耐腐蚀、抗氧化、抗辐射、隔热等性能，还有利于提升电缆的阻燃性能，从而达到更好的防火效果，另一方面，能够增强整个电缆的柔性形、耐扭曲性能和耐老化性能，从而延长电缆的使用寿命。