技术领域
[0001] 本
发明涉及电缆技术领域，更具体地，涉及一种阻燃耐高温加强型电缆及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着城市的扩大，
高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场不断的增加，地
铁、隧道交通的建设，以及大型公共体育、娱乐场所、公共交通设施的增加，
煤矿、化工、石油、医药、军事、核电站、
钢铁、
冶金、矿山、舰船等等，防火、防
水安全的重要性凸现出来，如何在雨水天气、或高温、火灾情况下，在一定时间内保障电
力和通讯的通畅，最大限度的赢得宝贵的抢救时间，减少人员的伤亡和生命财产的安全，很大程度需要依赖所用电缆的性能。
[0003] 除了保证电缆的基本绝缘和机械性能足够的前提外，还需要满足在高温环境下的耐高温性，甚至在火灾情况下的
阻燃性。因此，急需设计出这样一款综合性能满足要求的高性能电缆。
发明内容
[0004] 本发明旨在克服上述
现有技术的至少一种
缺陷(不足)，提供一种阻燃耐高温加强型电缆，不仅具有普通电缆的机械强度和绝缘要求，而且具有优异的耐高温和阻燃性，能够满足特殊环境下的长期性能
稳定性。
[0005] 本发明采取的技术方案是：
[0006] 一种阻燃耐高温加强型电缆，包括缆芯，所述缆芯由多根绝缘线芯绞合形成，绝缘线芯之间间隙通过阻燃耐高温填充绳填充圆整，所述缆芯及填充料外包覆有
阻燃带；
[0007] 所述阻燃耐高温填充绳由聚酯
纤维编织成绳后浸泡阻燃剂液体制成，所述阻燃剂的包括以下重量份百分比的组分：乳液
聚合物35～65份、
硅氮磷高效协同阻燃剂15～65份、成膜助剂3～8份、润湿剂0.1～0.5份、
流平剂0.1～0.2份、
增稠剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、
氨水0.1～0.5份、去离子水5～10份。
[0008] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维包括以下重量百分比的组分：活性有机硅-聚酰亚胺
树脂10～27份、二元醇20～37份、聚乙二醇10～24份、对苯二
甲酸二甲酯20～27份、缩聚催化剂0.3～0.7份、稳定剂0.5～0.9份、抗卤剂0.2～0.6份、二
氧化
钛3～7份。
[0009] 具体的，包覆在所述缆芯及填充料外的阻燃带采用低烟无卤阻燃带。
[0010] 本发明中所述阻燃剂中含有能起协同阻燃作用的硅、磷、氮三种元素，可发挥很好的协同阻燃效应；高效阻燃剂设计分子的结构中集酸源、炭源和气源于一体，在燃烧时可促进成炭，形成致密的硅炭层，防止高分子材料在燃烧时因熔融滴落而产生二次燃烧，为高分子材料提供更好的阻燃性能；不影响涂层的耐水性及耐候性；在燃烧时可以形成较高的阻燃效率，不含卤素不会对环境造成污染。
[0011] 本发明中使用的聚酯纤维，采用含有活泼Si-H键的活性有机硅-聚酰亚胺树脂(改性聚酯纤维，两者通过Si-0键相连，这样制备出的改性聚酯纤维面料具有较好的爽滑性、耐高温性以及阻燃性的特点。
[0012] 本发明提供的一种阻燃耐高温加强型电缆不仅在绝缘线芯之间间隙通过阻燃耐高温填充绳填充圆整，并且在缆芯及填充料外包覆有阻燃带，所述阻燃耐高温填充绳采用改性聚酯纤维编织绳浸泡特殊配方制备的阻燃剂制备而成，阻燃耐高温效果好，采用本技术方案获得的整个电缆能达到的阻燃和耐高温级别高。
[0013] 作为优选的一种方案，所述硅氮磷高效协同阻燃剂包括带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含
磷酸基团的化合物，所述带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物的
质量比为(1.5～6.2):(0.5～2.5):(0～l.0):(0.1～2)。
[0014] 作为优选的一种方案，所述带环氧基团的烷氧基硅烷为环氧硅氧烷
单体、环氧硅氧烷低聚物、环氧改性硅树脂低聚物，
丙烯酸改性环氧有机硅，酚
醛改性环氧有机硅中的一种或多种。
[0015] 作为优选的一种方案，所述成膜助剂为醇酯-12，所述润湿剂为U3010水性润湿剂，所述流平剂为流平剂SN4710，所述增稠剂为增稠剂U605，所述消泡剂为消泡剂6028，所述
杀菌剂为杀菌剂6081。
[0016] 作为优选的一种方案，所述含磷酸基团的化合物为磷酸、多聚磷酸、磷酸一酯或磷酸二酯中的一种。具体的，所述环氧硅氧烷单体为KH560。
[0017] 作为优选的一种方案，所述稳定剂为
硬脂酸镁、硬脂酸锉、硬脂酸
铝、硬脂酸
钾中的至少一种；所述抗卤剂为氟
硅酸钠、三
乙醇胺、聚乙烯醇中的至少一种。
[0018] 本发明的另一个目的在于提供上述阻燃耐高温加强型电缆的制备方法，其主要包括阻燃耐高温填充绳的制备方法，其具体制备方法如下：
[0019] S1：聚酯纤维编织绳的制备：
[0020] 酯化合成：在通氮气的反应装置中，依次加入二元醇、聚乙二醇、对苯二甲酸二甲酯、缩聚催化剂，搅拌溶解均匀后，加热溶液至70～90℃反应2～3h，然后向其中逐滴滴加入稳定剂，约10～20min滴加完毕，同时加入活性有机硅-活性有机硅-聚酰亚胺树脂、抗卤剂、二氧化钛，在50～70℃继续反应5～6h,，得到改性聚合物纤维液；
[0021] 聚酯纤维编制绳的制备：将改性聚合物纤维液缓慢加入至结晶釜中
蒸发结晶，结晶
温度为165～175℃得到改性聚酯纤维晶体，然后将聚酯纤维晶体在180～190℃下干燥2～5h冷却切片，得到聚酯纤维切片，切片经
拉丝得聚酯纤维，聚酯纤维经编制后即得到聚酯纤维编织绳；
[0022] S2：聚酯纤维编织绳中加入阻燃剂：
[0023] 调配液态阻燃剂液体：将乳液聚合物加入到容器中，加入氨水及少量水100～200r/min的搅拌速度搅拌均匀；将硅氮磷高效协同阻燃剂、成膜助剂、润湿剂、流平剂、增稠剂及消泡剂按比例加入混合后，采用700～800r/min条件边搅拌边加入，添加完成后继续搅拌10～20min；
[0024] 聚酯纤维编织绳在阻燃剂液体中浸泡：将聚酯纤维编织绳置于阻燃剂液体中浸泡10～16h，至其增重0.5％～2％后取出，在250～350℃条件下烘干20～40min。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0026] 本发明提供的一种阻燃耐高温加强型电缆及其制备方法，所述阻燃耐高温加强型电缆中所用的填充绳为阻燃耐高温填充绳，所述阻燃耐高温填充绳采用改性聚酯纤维编织绳浸泡特殊配方制备的阻燃剂制备而成，复合了聚酯纤维的爽滑性、耐高温性以及阻燃特性与该特殊配方的阻燃剂的高效阻燃性，获得的填充绳阻燃等级高，另外，本技术方案的电缆在缆芯及填充料外包覆有阻燃带，这样设置多重阻燃保护技术，使得不仅具有普通电缆的机械强度和绝缘要求，而且具有优异的耐高温和阻燃性，能够满足特殊环境下的长期性能稳定性。
具体实施方式
[0027] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
[0028] 本实施例提供的一种阻燃耐高温加强型电缆，包括缆芯，所述缆芯由多根绝缘线芯绞合形成，绝缘线芯之间间隙通过阻燃耐高温填充绳填充圆整，所述缆芯及填充料外包覆由阻燃带；
[0029] 所述阻燃耐高温填充绳由聚酯纤维编织成绳后浸泡阻燃剂液体制成，所述阻燃剂的包括以下重量份百分比的组分：乳液聚合物36份、硅氮磷高效协同阻燃剂54份、成膜助剂3.5份、润湿剂0.2份、流平剂0.2份、增稠剂0.2份、消泡剂0.5份、氨水0.4份、去离子水5份。
[0030] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维包括以下重量百分比的组分：活性有机硅-聚酰亚胺树脂11份、二元醇37份、聚乙二醇23份、对苯二甲酸二甲酯24份、缩聚催化剂0.4份、稳定剂0.6份、抗卤剂0.3份、二氧化钛3.7份。
[0031] 作为优选的一种方案，所述硅氮磷高效协同阻燃剂包括带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物，所述带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物的质量比为2.8：0.7：0.6:0.3。
[0032] 作为优选的一种方案，所述带环氧基团的烷氧基硅烷为环氧硅氧烷单体，具体的，所述环氧硅氧烷单体为KH560。
[0033] 作为优选的一种方案，所述含磷酸基团的化合物为磷酸。
[0034] 作为优选的一种方案，所述成膜助剂为醇酯-12，所述润湿剂为U3010水性润湿剂，所述流平剂为SN4710，所述增稠剂为增稠剂U605，所述消泡剂为消泡剂6028，所述杀菌剂为杀菌剂6081。
[0035] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维配方中的稳定剂为硬脂酸镁；所述抗卤剂为氟硅酸钠。
[0036] 本发明的另一个目的在于提供上述阻燃耐高温加强型电缆的制备方法，其主要包括阻燃耐高温填充绳的制备方法，其具体制备方法如下：
[0037] S1：聚酯纤维编织绳的制备：
[0038] 酯化合成：在通氮气的反应装置中，依次加入二元醇、聚乙二醇、对苯二甲酸二甲酯、缩聚催化剂，搅拌溶解均匀后，加热溶液至70℃反应2h，然后向其中逐滴滴加入稳定剂，约15min滴加完毕，同时加入活性有机硅-活性有机硅-聚酰亚胺树脂、抗卤剂、二氧化钛，在65℃继续反应5.2h,，得到改性聚合物纤维液；
[0039] 聚酯纤维编制绳的制备：将改性聚合物纤维液缓慢加入至结晶釜中蒸发结晶，结晶温度为165℃得到改性聚酯纤维晶体，然后将聚酯纤维晶体在180℃下干燥2.5h冷却切片，得到聚酯纤维切片，切片经拉丝得聚酯纤维，聚酯纤维经编制后即得到聚酯纤维编织绳；
[0040] S2：聚酯纤维编织绳中加入阻燃剂：
[0041] 调配液态阻燃剂液体：将乳液聚合物加入到容器中，加入氨水及少量水100r/min的搅拌速度搅拌均匀；将硅氮磷高效协同阻燃剂、成膜助剂、润湿剂、流平剂、增稠剂及消泡剂按比例加入混合后，采用700r/min条件边搅拌边加入，添加完成后继续搅拌18min。
[0042] 聚酯纤维编织绳在阻燃剂液体中浸泡：将聚酯纤维编织绳置于阻燃剂液体中浸泡10h，至其增重0.6％后取出，在250℃条件下烘干30min。
实施例2
[0043] 本实施例与实施例1不同之处，其提供的一种阻燃耐高温加强型电缆，包括缆芯，所述缆芯由多根绝缘线芯绞合形成，绝缘线芯之间间隙通过阻燃耐高温填充绳填充圆整，所述缆芯及填充料外包覆由阻燃带；
[0044] 所述阻燃耐高温填充绳由聚酯纤维编织成绳后浸泡阻燃剂液体制成，所述阻燃剂的包括以下重量份百分比的组分：乳液聚合物50份、硅氮磷高效协同阻燃剂35份、成膜助剂6份、润湿剂0.1份、流平剂0.2份、增稠剂0.2份、消泡剂0.3份、氨水0.2份、去离子水8份。
[0045] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维包括以下重量百分比的组分：活性有机硅-聚酰亚胺树脂27份、二元醇26份、聚乙二醇14份、对苯二甲酸二甲酯24份、缩聚催化剂0.7份、稳定剂0.8份、抗卤剂0.5份、二氧化钛7份。
[0046] 作为优选的一种方案，所述硅氮磷高效协同阻燃剂包括带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物，所述带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物的质量比为6：1.3：0.7：0.5。
[0047] 作为优选的一种方案，所述带环氧基团的烷氧基硅烷为环氧改性硅树脂低聚物。
[0048] 作为优选的一种方案，所述含磷酸基团的化合物为多聚磷酸。
[0049] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维配方中的稳定剂为硬脂酸铝；所述抗卤剂为三乙醇胺。
[0050] 本发明的另一个目的在于提供上述阻燃耐高温加强型电缆的制备方法，其主要包括阻燃耐高温填充绳的制备方法，其具体制备方法如下：
[0051] S1：聚酯纤维编织绳的制备：
[0052] 酯化合成：在通氮气的反应装置中，依次加入二元醇、聚乙二醇、对苯二甲酸二甲酯、缩聚催化剂，搅拌溶解均匀后，加热溶液至90℃反应3h，然后向其中逐滴滴加入稳定剂，约20min滴加完毕，同时加入活性有机硅-活性有机硅-聚酰亚胺树脂、抗卤剂、二氧化钛，在50℃继续反应5.2h,，得到改性聚合物纤维液；
[0053] 聚酯纤维编制绳的制备：将改性聚合物纤维液缓慢加入至结晶釜中蒸发结晶，结晶温度为175℃得到改性聚酯纤维晶体，然后将聚酯纤维晶体在190℃下干燥5h冷却切片，得到聚酯纤维切片，切片经拉丝得聚酯纤维，聚酯纤维经编制后即得到聚酯纤维编织绳；
[0054] S2：聚酯纤维编织绳中加入阻燃剂：
[0055] 调配液态阻燃剂液体：将乳液聚合物加入到容器中，加入氨水及少量水200r/min的搅拌速度搅拌均匀；将硅氮磷高效协同阻燃剂、成膜助剂、润湿剂、流平剂、增稠剂及消泡剂按比例加入混合后，采用800r/min条件边搅拌边加入，添加完成后继续搅拌10min。
[0056] 聚酯纤维编织绳在阻燃剂液体中浸泡：将聚酯纤维编织绳置于阻燃剂液体中浸泡15h，至其增重1.6％后取出，在320℃条件下烘干20min。
实施例3
[0057] 本实施例与实施例1不同之处，其提供的一种阻燃耐高温加强型电缆，包括缆芯，所述缆芯由多根绝缘线芯绞合形成，绝缘线芯之间间隙通过阻燃耐高温填充绳填充圆整，所述缆芯及填充料外包覆由阻燃带；
[0058] 所述阻燃耐高温填充绳由聚酯纤维编织成绳后浸泡阻燃剂液体制成，所述阻燃剂的包括以下重量份百分比的组分：乳液聚合物64份、硅氮磷高效协同阻燃剂24份、成膜助剂3份、润湿剂0.4份、流平剂0.1份、增稠剂0.2份、消泡剂0.2份、氨水0.1份、去离子水9份。
[0059] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维包括以下重量百分比的组分：活性有机硅-聚酰亚胺树脂20份、二元醇30份、聚乙二醇16份、对苯二甲酸二甲酯28份、缩聚催化剂0.3份、稳定剂0.5份、抗卤剂0.2份、二氧化钛5份。
[0060] 作为优选的一种方案，所述硅氮磷高效协同阻燃剂包括带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物，所述带环氧基团的烷氧基硅烷、三缩水甘油异氰尿酸酯、氨基咪唑及含磷酸基团的化合物的质量比为3：1.3：0.8：0.6。
[0061] 作为优选的一种方案，所述带环氧基团的烷氧基硅烷为酚醛改性环氧有机硅。
[0062] 作为优选的一种方案，所述含磷酸基团的化合物为磷酸二酯。
[0063] 作为优选的一种方案，所述聚酯纤维配方中的稳定剂为硬脂酸钾；所述抗卤剂为聚乙烯醇。
[0064] 本发明的另一个目的在于提供上述阻燃耐高温加强型电缆的制备方法，其主要包括阻燃耐高温填充绳的制备方法，其具体制备方法如下：
[0065] S1：聚酯纤维编织绳的制备：
[0066] 酯化合成：在通氮气的反应装置中，依次加入二元醇、聚乙二醇、对苯二甲酸二甲酯、缩聚催化剂，搅拌溶解均匀后，加热溶液至80℃反应2.5h，然后向其中逐滴滴加入稳定剂，约18min滴加完毕，同时加入活性有机硅-活性有机硅-聚酰亚胺树脂、抗卤剂、二氧化钛，在65℃继续反应5.5h,，得到改性聚合物纤维液；
[0067] 聚酯纤维编制绳的制备：将改性聚合物纤维液缓慢加入至结晶釜中蒸发结晶，结晶温度为172℃得到改性聚酯纤维晶体，然后将聚酯纤维晶体在185℃下干燥4h冷却切片，得到聚酯纤维切片，切片经拉丝得聚酯纤维，聚酯纤维经编制后即得到聚酯纤维编织绳；
[0068] S2：聚酯纤维编织绳中加入阻燃剂：
[0069] 调配液态阻燃剂液体：将乳液聚合物加入到容器中，加入氨水及少量水180r/min的搅拌速度搅拌均匀；将硅氮磷高效协同阻燃剂、成膜助剂、润湿剂、流平剂、增稠剂及消泡剂按比例加入混合后，采用670r/min条件边搅拌边加入，添加完成后继续搅拌15min。
[0070] 聚酯纤维编织绳在阻燃剂液体中浸泡：将聚酯纤维编织绳置于阻燃剂液体中浸泡15h，至其增重1％后取出，在300℃条件下烘干30min。
对比例1
[0071] 本对比例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的电缆，所采用的填充绳为普通聚酯纤维编织成绳，且不浸泡阻燃剂液体。对比例2
[0072] 本对比例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的电缆只采用与实施例1中的聚酯纤维，但不浸泡实施例1中的助燃液体。对比例3
[0073] 本对比例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的电缆，所采用的填充绳为普通聚酯纤维编织成绳，然后浸泡与实施1中相同的阻燃剂成分，制备方法省去步骤S1中的聚酯纤维编织绳的制备。
[0074] 将实施例1～3制备的阻燃耐高温加强型电缆以及对比例1～3制备的电缆进行了一下测试，绝缘
电阻采用UL1581-920参考标准，拉伸/抗张强度采用UL1581-470参考标准，耐热等级采用GB 755-2008，耐热等级采用GB 755-2008，耐火性检测采用GB 75943-1987。项目 绝缘电阻/MΩ 拉伸/抗张强度/MPa 耐热等级 耐火性
实施例1 1.33 26.52 C级 A类
实施例2 1.35 28.56 C级 A类
实施例3 1.31 27.56 C级 A类
对比例1 0.72 22.52 F级 C类
对比例2 0.85 23.50 F级 C类
对比例3 0.91 21.51 C级 B类
[0075] 通过以上数据可以看出采用本发明提供的电缆具有较对比例1～3具有更高的阻燃耐火性、耐热性、绝缘性、拉伸和抗拉伸性能，耐火耐热等级及绝缘性也会高于对比例1～3，说明本
申请中提供的电缆具有更优的阻燃耐高温综合性能。另外，本综合上看，实施例2具有最好的性能。
[0076] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明
权利要求书的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
