半導(dǎo)電高阻燃包帶、其制作方法及電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)電技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)電高阻燃包帶、其制作方法 及電纜。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力電纜主要包括導(dǎo)體，包繞在導(dǎo)體外的絕緣層，以及設(shè)置在絕緣層外的阻燃包 帶。阻燃包帶一般是將單一的阻燃劑與線(xiàn)纜料混合制成，大量使用的阻燃劑，在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn) 生大量煙霧和有毒氣體，而且極易受到雨水的沖刷，受潮后易變性，穩(wěn)定性差，阻火有效性 能受到嚴(yán)重影響。這種電力電纜作為地鐵軌道交通用時(shí)，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于地下，防火和防水 性能要求。用于中高壓電纜還要具有良好的半導(dǎo)電性能。
[0003] 為了解決上述問(wèn)題，技術(shù)人員嘗試在無(wú)紡布或其它玻纖布表面涂覆AL(0H)3、 MG (OH) 2與水性半導(dǎo)電丙烯酸混合液，經(jīng)烘干、收卷，分切后形成阻燃包帶。比如，中國(guó)專(zhuān)利 101950623A公開(kāi)了一種半導(dǎo)電阻燃膠，包括丙烯酸粘合劑、粒徑為1~15微米的氫氧化鎂 或氫氧化鋁、三氯乙基磷酸酯和導(dǎo)電碳黑。然而，在高溫（250-350°C)下AL(0H) 3、MG(0H)2 能吸收熱量及分解成水等成分，而起阻燃作用。但在持久高溫下，將失去阻燃效果且無(wú)隔熱 層形成，高溫易進(jìn)入線(xiàn)芯內(nèi)部，無(wú)短時(shí)間耐火性能。
[0004] 技術(shù)人員還通過(guò)在聚合物基體中添加無(wú)機(jī)阻燃填料，然后再成型得到阻燃包帶。 例如，中國(guó)專(zhuān)利CN 101916612 A公開(kāi)了一種阻燃包帶，該包含由聚合物基體和無(wú)機(jī)阻燃填 料組成的阻燃組合物和脫水劑，其制備過(guò)程為：將聚合物基體和無(wú)機(jī)阻燃填料放入密閉式 Banbury混合機(jī)中混合，當(dāng)溫度升至200°C時(shí)添加脫水劑，充分混合10-15分鐘，然后將此組 合物從機(jī)筒中擠出在包含絕緣層的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(xiàn)上。然而，上述方法的工藝步驟復(fù)雜、 成本較高，且所制備的阻燃包帶的阻燃性較差，且不具備導(dǎo)電性能。
[0005] 綜上所述，如何以提供一種阻燃持久、隔絕高溫的半導(dǎo)電阻燃材料，成為本領(lǐng)域亟 待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)電高阻燃包帶、其制作方法及電纜，以提供 一種阻燃持久、隔絕高溫的半導(dǎo)電阻燃材料。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)電高阻燃包帶，該半導(dǎo)電高阻燃包帶包 括玻纖布和設(shè)置于玻纖布的兩個(gè)相對(duì)表面上的阻燃涂層，阻燃涂層為包括納米導(dǎo)電顆粒和 黃沙土的涂層。
[0008] 進(jìn)一步地，阻燃涂層為包括10~40wt %的納米導(dǎo)電顆粒和60~90wt %黃沙土的 涂層。
[0009] 進(jìn)一步地，阻燃涂層由包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙的混合液進(jìn)行噴涂和烘干后得 到。
[0010] 進(jìn)一步地，混合液包含15~30wt %的納米導(dǎo)電顆粒、45~70wt %的黃沙土和 15~30wt%的丙稀酸乳液。
[0011] 進(jìn)一步地，納米導(dǎo)電顆粒選自納米碳黑、納米中空碳管或納米銀顆粒中的任一種 或多種。
[0012] 進(jìn)一步地，阻燃涂層的厚度為0. 025~0. 05mm，玻纖布的厚度為0. 05~0. 5mm。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述的半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法，該制 作方法包括以下步驟：配制包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙土的混合液；將混合液噴涂至玻纖布 的兩個(gè)相對(duì)表面上，然后對(duì)混合液進(jìn)行真空烘干。
[0014] 進(jìn)一步地，配制混合液的步驟包括：將混合液包含15~30wt %的納米導(dǎo)電顆粒、 45~70wt%的黃沙土和15~30wt%的丙稀酸乳液進(jìn)行混合攪拌，得到混合液。
[0015] 進(jìn)一步地，采用智能?chē)姌屵M(jìn)行噴涂，其中噴涂壓力為2~4kg/m2,噴涂量為5~ 150g/m 2,噴涂速度為10~20kg/小時(shí)；真空烘干的步驟中，烘干壓力小于等于負(fù)一個(gè)大氣 壓，烘干溫度為150~180°C。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種電纜，包括線(xiàn)芯，以及包裹線(xiàn)芯的半導(dǎo)電高阻 燃包帶，其中半導(dǎo)電高阻燃包帶為本發(fā)明提供的上述半導(dǎo)電高阻燃包帶。
[0017] 本發(fā)明提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧指數(shù) > 60% )，耐高溫（正常工作溫度180°C )、隔熱、無(wú)鹵、具有短時(shí)間內(nèi)有耐火性能，抗張強(qiáng)度 高，制作簡(jiǎn)便。該半導(dǎo)電高阻燃包帶專(zhuān)用于中壓耐火電纜、中壓高阻燃電纜內(nèi)部線(xiàn)芯捆扎、 繞包，具有消除靜電及阻燃等作用。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0019] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式所提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0021] 需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根 據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式 也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)"包含"和/或"包 括"時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0022] 本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)電高阻燃包帶。如圖1所示，該半導(dǎo)電高阻燃包帶包括玻 纖布和設(shè)置于玻纖布的兩個(gè)相對(duì)表面上的阻燃涂層，阻燃涂層為包括納米導(dǎo)電顆粒和黃沙 土的涂層。
[0023] 本發(fā)明提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧指數(shù) > 60% )，耐高溫（正常工作溫度180°C )、隔熱、無(wú)鹵、具有短時(shí)間內(nèi)有耐火性能，抗張強(qiáng)度 高，制作簡(jiǎn)便。該半導(dǎo)電高阻燃包帶專(zhuān)用于中高壓耐火電纜、中高壓高阻燃電纜內(nèi)部線(xiàn)芯捆 扎、繞包，具有消除靜電及阻燃等作用。
[0024] 其阻燃防火原理為：玻纖布是很好的阻燃材料熔點(diǎn)在500°C以上，而黃沙土是一 種高性能不燃物體，在5000°C的高溫下不熔化、不失重不熔化及蒸發(fā)，而且在高溫下，黃沙 土還是一種很好的隔熱材料，用黃沙土做涂覆材料既可填充玻纖布紡織中的網(wǎng)格空間，中 間在燃燒狀態(tài)下防止火焰從中間竄過(guò)，又可在玻纖布表面在高溫下形成一層薄層的阻燃耐 火層。
[0025] 因阻燃涂層含有納米導(dǎo)電顆（例如納米導(dǎo)電碳黑），涂覆后表面電阻可小于 1Χ102Ω. cm，體積電阻小于1Χ1〇3Ω. cm即具有導(dǎo)電性能，又具有阻燃、耐火特性，特別是 在生產(chǎn)中壓阻燃船用電纜、高壓阻燃礦用電纜及中壓阻燃特種電纜中更具有優(yōu)越性能。
[0026] 優(yōu)選地，阻燃涂層為包括10~40wt %的納米導(dǎo)電顆粒和60~90wt %黃沙土的涂 層。且具體地，阻燃涂層可由包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙的混合液進(jìn)行噴涂和烘干后得到。 混合液可以采用本領(lǐng)域中常見(jiàn)的類(lèi)型，只要混合液中包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙并且能夠進(jìn) 行噴涂即可。而發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混合液包含15~30wt%的納米導(dǎo)電顆粒、 45~70wt%的黃沙土和15~30wt%的丙稀酸乳液，所制備得到的半導(dǎo)電高阻燃包帶的絕 緣性更高、耐高溫更好更好。
[0027] 本發(fā)明提供的納米導(dǎo)電顆粒涂層中，納米導(dǎo)電顆?？梢圆捎帽绢I(lǐng)域中常見(jiàn)的類(lèi) 型，例如納米導(dǎo)電顆粒選自納米碳黑、納米中空碳管或納米銀顆粒中的任一種或多種。優(yōu)選 地，納米導(dǎo)電顆粒的粒徑小于l〇〇nm。阻燃涂層的厚度可以為0. 025~0. 05mm，玻纖布的厚 度可以為〇· 05~0· 5臟。
[0028] 進(jìn)一步地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米導(dǎo)電顆粒為納米中空碳管，或者納米中空碳管和納 米碳黑時(shí)，所制備得到的半導(dǎo)電高阻燃包帶的絕緣性更高、耐高溫更好。當(dāng)然，納米導(dǎo)電顆 粒的類(lèi)型并不限于上述實(shí)施例，還可以為其他導(dǎo)電顆粒，例如納米鋁顆粒，或者鍍鋁銀顆粒 等。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種上述半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法，該制 作方法包括以下步驟：配制包含納米導(dǎo)電顆粒和黃沙土的混合液；將混合液噴涂至玻纖布 的兩個(gè)相對(duì)表面上，然后對(duì)混合液進(jìn)行真空烘干。
[0030] 上述生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，制作過(guò)程環(huán)境友好，采用高溫真空烘干技術(shù)，達(dá)到高效、節(jié)能 目的。該項(xiàng)目產(chǎn)品性能優(yōu)、造價(jià)低、用途廣泛，目前在國(guó)內(nèi)及世界上其它國(guó)家均沒(méi)有使用。所 制備的半導(dǎo)電高阻燃包帶具有良好的半導(dǎo)電性能且阻燃性能優(yōu)（氧指數(shù)> 60% )，耐高溫 (正常工作溫度180°C )、隔熱、無(wú)鹵、具有短時(shí)間內(nèi)有耐火性能，抗張強(qiáng)度高，制作簡(jiǎn)便。該 半導(dǎo)電高阻燃包帶專(zhuān)用于中高壓耐火電纜、中高壓高阻燃電纜內(nèi)部線(xiàn)芯捆扎、繞包，具有消 除靜電及阻燃等作用。
[0031] 上述制作方法中，關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)：一是混合液配制，二是噴槍噴涂技術(shù)控制及真 空干燥技術(shù)，這兩個(gè)技術(shù)之間相互關(guān)聯(lián)。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和理論研究后，得到了最佳工 藝參數(shù)，包括：第一方面，配制混合液的步驟包括：將混合液包含15~30wt %的納米導(dǎo)電顆 粒、45~70wt %的黃沙土和15~30wt %的丙稀酸乳液進(jìn)行混合攪拌，得到混合液。第二 方面，采用智能?chē)姌屵M(jìn)行噴涂，其中噴涂壓力為2~4kg/m2,噴涂量為5~150g/m 2,噴涂速 度為10~20kg/小時(shí)；真空烘干的步驟中，烘干壓力小于等于負(fù)一個(gè)大氣壓，烘干溫度為 150 ~180°C。
[0032] 其中，壓力設(shè)定在2~4kg/m2的目的是使噴嘴噴出液體要達(dá)到霧狀的智能?chē)姌尅?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述最佳工藝參數(shù)所制備的納米導(dǎo)電顆粒涂層的絕緣性更高、耐高溫 更好、防水性更好。當(dāng)然，混合液配制、噴槍噴涂技術(shù)控制及真空干燥技術(shù)的工藝參數(shù)并不 僅限于上述實(shí)施例。
[0033] 優(yōu)選地，玻纖布為：經(jīng)紗45支兩股，密度在1公分內(nèi)有12-16股；煒紗30支單股或 45支雙股，密度在1公分內(nèi)有12-14根。
[0034] 當(dāng)然，半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法還包括后續(xù)步驟，例如收卷，真空包裝等，其 具體方法及參數(shù)為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0035] 本發(fā)明還提供了一種電纜，提供了一種電纜，包括線(xiàn)芯，以及包裹線(xiàn)芯的半導(dǎo)電高 阻燃包帶，其中半導(dǎo)電高阻燃包帶為本發(fā)明提供的上述半導(dǎo)電高阻燃包帶。
[0036] 下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶及其制作方法。 [0037] 實(shí)施例1
[0038] 本實(shí)施例提供的半導(dǎo)電高阻燃包帶包括玻纖布，以及設(shè)置于玻纖布表面上的阻燃 涂層，其中阻燃涂層的厚度為0. 05mm，阻燃涂層為包括40wt%的納米導(dǎo)電顆粒和60wt%黃 沙土的涂層，玻纖布（經(jīng)紗45支兩股，密度在1公分內(nèi)有16股；煒紗30支單股或45支雙 股，密度在1公分內(nèi)有14根，厚度為0.5_)。
[0039] 上述半導(dǎo)電高阻燃包帶的制作方法包括以下步驟：（1)配制混合液：將30wt%的 納米導(dǎo)電顆粒、45wt %的黃沙土和25wt %的丙稀酸乳液進(jìn)行混合攪拌，得到混合液（2)采 用智能?chē)姌寣⒒旌弦簢娡恐?