[发明专利]一种高阻燃填充料和制备方法、及由其制成的矿用高阻燃软电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种高阻燃填充材料领域，尤其是一种高阻燃填充料和制备方法、及由其制成的矿用高阻燃软电缆。 

背景技术

目前，出于人们对矿山坑道中安全传送电能、数据、信息的需要，对矿山机械设备和通信、照明设备的安全依赖显著增加。新技术的出现使得这方面的设备联机和网络化成为可能，导致了地面与井下电力、通信系统的快速发展。为了连接这些设备，需要在这些结构和领域中使用大量的矿用电缆。典型地，在井下通风系统和矿井巷道中安装矿用高阻燃软电缆是便利的应用。由于鼓风机和矿井巷道是通过这些装置与电源连接的，电缆绝缘和护套材料的阻燃防火特性是基本要求，即要求这些材料有不延燃和自熄特性，以及在井下不利环境条件下具有良好的机械物理性能及电气性能。

目前的矿用电缆的绝缘层或护套层一般是将单一的阻燃剂与电缆料混合制成。大量使用的阻燃剂为卤素类阻燃剂，虽有一定的不延燃性，但燃烧时生成大量烟雾和毒性气体，其量随燃烧温度增高而增大，故只能用于低温阻燃。新近使用的无卤素阻燃剂烟雾少，毒性小或无毒，但含有大量水合物质，温度高时由于脱水反应降低了电缆的物理、机械性能，所以阻燃温度也不能高。总之，由于使用单一的阻燃材料，电缆不是产生大量烟雾和有毒气体就是因脱水反应而降低电缆性能，从而影响电缆的阻燃温度和阻燃时间。众所周知，矿井坑道湿度较大，而传统的电缆沟内所采用的防火封堵材料的无机堵料或阻火包等产品，易受潮变形，稳固性能差，防火有效性能受到严重影响，难以达到阻燃、防火、防潮的效果。

现有的含氟电缆绝缘结构的某些缺点已被聚氯乙烯/聚四氟乙烯/聚偏氟乙烯绝缘电缆结构的出现所克服。在USP4，605，815（美国专利公开号）中，公开了一种电缆结构，由至少一种采用聚氯乙烯涂层绝缘的导体，浸渍四氟乙烯的编织玻璃外皮和聚偏氟乙烯防护外套组成，虽然该电缆结构提供了良好的不导电性，阻燃阻烟性，但还需要对其阻燃阻烟性进一步改进。

由于制定了更为严格的防火安全标准，矿用电缆绝缘材料需要改进它的燃烧和自熄性能，同时保持优良的机械物理性能，对低费用电线电缆绝缘材料组合物来讲需要改进其火焰传播和发烟特性，同时要有优良的物理性质。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高阻燃填充料和制备方法、及由其制成的矿用高阻燃软电缆，可以解决现有软电缆阻燃、自熄性能差的缺陷，具有优异的物理，机械性能和耐温阻燃性能，自熄性能好。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种矿用高阻燃软电缆，包括由多根绝缘线芯组成的缆芯，缆芯外包裹有外护套层，绝缘线芯外涂覆有固化防火涂料层，多根绝缘线芯与外护套层之间填充有高阻燃填充料层。

绝缘线芯由导体以及包裹在导体外的绝缘层组成，绝缘层外涂覆有固化防火涂料层。

绝缘层的厚度为1.2～5.5mm。

绝缘线芯的数量为3～5根，相互螺旋缠绕在一起组成缆芯。

固化防火涂料层所用的固化防火涂料的制备步骤如下：

1）将二聚亚油酸与乙二胺按摩尔比为0.92～1.12∶1的比例准确称量；

2）将二聚亚油酸预热到125～130℃，逐渐滴加混合乙二胺，在20～50min内滴完，按20℃/h升温速度缓慢提升反应温度，直至温度升高至235℃；

3）加入预热至40～60℃的液态聚异丁烯橡胶，加入量为二聚亚油酸及乙二胺总质量的8～12%，保持235℃的加热温度至少1小时，并计量蒸馏出的水，当蒸馏出水的质量达到二聚亚油酸、乙二胺和聚异丁烯橡胶总质量的0.05%时，逐步减压至高真空环境下反应2～12小时得到混合物；

4）充入氮气至常压下，向混合物种加入邻苯二甲酸二辛脂、亚磷酸和三氧化二锑粉末，搅拌30min制得固化防火涂料。

步骤3）中的高真空环境为压力≤100Pa的环境。

步骤4）中，加入邻苯二甲酸二辛脂的质量为步骤3）制得混合物质量的0.02～0.08％，亚磷酸的质量为步骤3）制得混合物质量的0.01～0.05%，三氧化二锑粉末的质量为步骤3）制得混合物质量的1.2～8%。

高阻燃填充料层所用高阻燃填充料的各组分的重量份配比为：

超细滑石粉28～38    轻质碳酸钙22～35   丙烯酸酯橡胶5～15

癸二酸二辛酯1～3    胶粘剂  0.2～3.5   硬脂酸钡  1～8

纳米级氧化钙0.2～5  二氧化硅0.2～2 。

高阻燃填充料层所用高阻燃填充料由以下重量份配比的组分组成：