[发明专利]环保型复合阻燃电缆及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型复合阻燃电缆及制作方法，更确切地说，涉及一种环保型隔氧层复合高阻燃交联电缆及制作方法。属于电缆技术领域。

背景技术

为提高电气线路的安全水平，电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，电线电缆的阻燃化已成为线缆行业的一个综合性发展方向。同时在过去的许多火灾中，造成人身生命危险以及“二次危害”的往往主要是电缆燃烧后释放的酸气和有毒气体，因此交联聚乙烯绝缘电线电缆以其耐温等级高、电气性能好等优点越来越被广泛使用，但是交联聚乙烯材料氧指数较低，极易燃烧，这给交联聚乙烯绝缘电缆的阻燃设计增加一定的难度。目前IEC60502标准规定的电缆内外护层由热塑性混合物(PVC或PE)或弹性体混合物(聚氯丁烯、氯磺化聚乙烯或类似聚合物)，这些材料不是助燃物质，就是含有有毒元素材料，为此电力电缆以两个发展方向为代表，一是高阻燃型方向，二是纯非极性无毒元素绿色型方向，人们一直在不断努力。试图从材料更新换代方面入手，实现电缆的高阻燃与环保，但长期以来，当实现高阻燃后，电缆的绿色环保性能下降，而达到完全绿色后，电缆的电气和机械性能又不能令人满意。

目前在提高电缆阻燃性能的最有效和最常用的方法，是在制造电缆绝缘和护套的塑料中，配以适当的阻燃剂和阻燃填充料。但是，如果在交联聚乙烯绝缘料中混入大量的阻燃剂，就必然影响绝缘材料的电气性能和热稳定性以及加工工艺性能，特别是材料介电系数恶化，直接影响了交联聚乙烯绝缘材料的优良品质。因此，人们在没有改变交联聚乙烯绝缘结构的情况下，利用燃烧的三个要素进行阻燃，降低温度、隔绝氧气等，按照该思路，人们在电缆缆芯外加了具有高阻燃性能的隔氧层。

传统的隔氧层电缆是采用挤包填充工艺，电缆加工工艺复杂、工序多，加工场地污染严重。金属水合物和电缆内部结构易产生电化腐蚀，且水溶性混合物易流淌，造成电缆结构不稳定。另外电缆放置时间较长时，水溶性混合物树脂发硬，在电缆弯曲的会损伤电缆的绝缘层，即使这样，成品电缆虽然能够通过IEC60332-3(或GB 12666.5)标准规定的成束燃烧试验，但其绝缘单线却无法通过IEC60332-1(或GB12666.2)标准规定的单根垂直燃烧试验。

在电缆的绿色环保与能重复回收利用方面，虽有不同程度的研究，但仅仅是定性地分析产品的绿色可能性，而未进行定量地为电缆定绿色指标。如电缆燃烧时析出气体的PH值和导电率的测定、电缆在燃烧情况下的透光度与烟密度的测定、电缆燃烧时释放的毒性气体含量测定等等，只有合理确定和控制了电这些相关指标，才能真正实现电缆的阻燃、绿色环保。

当前，在国内外相应的法规规定下，无卤低烟阻燃电缆的研制和开发工作如雨后春笋似不断推出新品，新工艺。

例如“国外电缆材料的研究及发展趋势”一文[陈中强，电线电缆2001(3)：12-13]介绍了国外电线电缆材料开发研究的新的稳定剂、阻燃剂、交联剂和基体材料的发展和应用趋势，又如申请号为021110632的“一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法”的申请，仍存在三大缺陷，一是对铅、汞、砷、锑、硒等八种重金属仍无限量；二是阻燃性还不是很优异，绝大多数仍无法通过成束A类燃烧或单根燃烧试验；三是废弃物仍未重复利用，也即资源的重复使用性极差，一定程度上会造成污染。

发明内容

本发明目的在于提供一种环保型隔氧层复合阻燃电缆及其制作方法，以克服传统隔氧层结构电缆的不足，实现或达到最佳的阻燃性能，具有绿色环保要求的电缆在燃烧情况下PH值、导电率、透光度、烟密度、毒性气体释放量等指标。

为实现电缆的绿色环保，改变了传统阻燃结构，采用复合绿色结构，控制电缆材料中的影响绿色环保的材料和结构因素，这样不仅有效提高了高阻燃电缆的综合氧指数，多层阻燃结构形成严密的隔氧封闭层。

所提供的环保型复合阻燃电缆由里到外依次是由电缆导体芯、复合绝缘阻燃层、填充料层、隔氧阻燃层、内衬阻燃层、铠装层以及外保护阻燃层构成的。

其中

(1)电缆导体芯是按GB/T3956标准要求由多股铜丝或铝丝缠绕而成；

(2)得/复合绝缘阻燃层采用复合组合型，即内层采用交联聚乙烯，外层采用低烟无卤阻燃的聚烯烃材料，外层厚度0.5-1.0mm。