[发明专利]一种陶瓷化耐火聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

一种陶瓷化耐火聚烯烃复合材料，包括聚烯烃50～100份，硅橡胶5～30份，白炭黑0～50份，硅油1～10份，偶联剂0.1～5份，催化剂2～20份，瓷化粉50～300份，阻燃剂5～100份，助溶剂1～50份，铂络合物或铂化合物以铂计算0.00001～1份，抗氧剂0.1～1.5份，润滑剂0.1～2份。本发明的陶瓷化耐火聚烯烃复合材料，无需冷却开练，挤出工艺等同于聚烯烃原料，可直接作用于隔氧层挤出，并且无需绕包，自带阻燃绝缘功能，使用常规挤出机设备即可加工，有效降低了防火电缆制造的成本和加工难度，且通过了RoSH认证，满足TICW8‑2012耐火隔离层要求，制成的电缆满足BS6387标准的C.W.Z级别要求、GB31247‑2014 B1级和GB31248‑2014等耐火电缆标准。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，涉及陶瓷化聚烯烃隔氧料，具体涉及一种陶瓷化聚烯烃柔性防火电缆专用隔氧层电缆料及其制备方法。

背景技术

我国防火电缆于上世纪六十年代开发生产，20世纪末开始批量生产，21世纪进入国家防火设计规范并在国内大量使用。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。我国的防火电缆行业虽然受到国家的高度重视，但刚性防火电缆在生产的规格、长度、敷设安装等受到很大限制是业界不争的事实。中国是发展中国家，国家建筑形式日益复杂、用电量剧增，电气火灾形势格外严峻，不受规格和长度限制的柔性绝缘防火电缆应运而生。

氧化镁矿物耐火绝缘电缆(即刚性防火电缆)在制造与应用方面存在以下缺点：第一，设备成本高，氧化镁矿物耐火绝缘电缆需要专门的生产加工设备，价格昂贵，设备成本较高；第二，生产成本高，因氧化镁矿物耐火绝缘电缆的外护层是全铜的，铜的价格高，使得生产成本较高，在实际应用方面，受到一定程度的限制；第三，生产加工、运输、线路的敷设安装和使用不方便，由于铜护套氧化镁矿物防火绝缘电缆在生产加工、运输、线路的敷设安装和使用过程中有特殊要求，如氧化镁矿物防火绝缘电缆的生产加工不能像高分子材料那样加工便捷，敷设安装繁琐复杂，原材料成本造价高，很难大规模普及应用，特别是民用建筑等，直到现在没能得到广泛、普遍的应用。

而云母带缠绕的耐火电缆(即柔性防火电缆)，在生产过程中，需要多层缠绕，由于工艺条件的限制，往往造成搭接缝处出现搭接缺陷，加上火烧后云母带容易发脆、脱落，很大程度上降低了耐火效果，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。云母带密封也不好，且材料里常含氟，不符合一些无卤电缆的要求。因此，迫切需要一种耐火材料替代氧化镁矿物耐火绝缘或云母带缠绕的方式实现耐火的功能。

聚烯烃是一款应用十分广泛的高分子材料，通过填充可对分子结构与产品性能发生改变。聚烯烃物理、化学综合性能良好，可改造程度强，分子量、分子分布、反应链构成不同产品性能也截然不同，聚烯烃合成高分子材料可制成塑料、黏合剂、橡胶、纤维等。

在市面上，聚烯烃高分子材料常见于塑料中，可见聚烯烃有着耐磨，良好的电、绝缘等特点，可适用于电缆绝缘。然而，未经改性的聚烯烃遇火易燃，且燃烧后有大量黑烟和有毒气体，对人体有害，长期使用易老化、易变形，一旦使用仅用聚烯烃原料制备电缆导致发生灾害，对于环境和社会的损害是无法低估的。

目前柔性防火电缆采用聚乙烯加阻燃剂制造的护套来进行阻燃，但这种方法使电缆成本大幅度上升；另外，由于阻燃剂中含有大量卤素，电线电缆在燃烧时就会放出大量的毒气、酸雾和烟气，这些燃烧产物不仅危及生命安全，污染环境，还会造成设备和建筑物的严重腐蚀，给灭火、消防救生和人员撤离及抢救财产造成很大的障碍。因此促进人们研究和开发低烟、无卤、低毒的清洁环保型电力电缆，是当今防火电线电缆发展的趋势。

聚烯烃与其他原料相比，有着原料易得、易加工、低价格、高性能、质轻等优点，但未加工的聚烯烃易燃烧、粘结性差、性能不佳。

目前生产柔性防火电缆，隔氧层料的挤出，需要特殊的双螺杆挤出机，加绕包组成柔性防火电缆生产流水线，生产出BBTRZ,BTLY等柔性防火电缆，设备昂贵，生产成本较高。