一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料

摘要

本发明涉及电缆填充料制备技术领域，具体公开了一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其制备原料包含如下组分：粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂。该电缆填充料制备成本低；且由其制得的电缆具有优异的阻燃、防火、耐火以及绝缘性；尤其是材料不固化，硬度低，易敷设安装。

权利要求

1.一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，其制备原料包含如下组分：粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂；

所述的软化剂由重量比为1：2～4：2的邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯和癸二酸二丁酯组成。

2.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，其制备原料包含如下重量份的组分：粘土100份；瓷化粉10‑20份；助熔剂5‑10份；阻燃剂5‑20份；无机填料100‑200份；软化剂20‑50份。

3.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，其制备原料包含如下重量份的组分：粘土100份；瓷化粉12‑18份；助熔剂6‑8份；阻燃剂5‑10份；无机填料120‑180份；软化剂30‑45份。

4.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，所述的粘土选自高岭土、蒙脱土、石英和长石中的任意一种或两种以上的混合。

5.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，所述的瓷化粉选自粉末状的方解石、钠硼解石、硼砂、硼镁石、硼酸铵、硼酸锌和硼熔块中的任意一种或两种以上的混合。

6.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，所述的助熔剂选自玻璃粉、氧化硼和硼酸锌中的任意一种或两种以上的混合。

7.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，所述的阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝和微胶囊红磷中的任意一种或两种以上的混合。

8.根据权利要求1所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，所述的无机填料 选自滑石粉或/和碳酸钙。

说明书

一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料

技术领域

[0001] 本发明涉及电缆填充料制备技术领域，具体涉及一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

背景技术

[0002] 目前传统的各种防火电缆填充料很多，归纳起来主要有阻燃填充绳、陶瓷化聚烯烃或硅橡胶、无机矿物质陶瓷化填充泥三种。传统的各种材料都存在许多缺点。如阻燃填充
绳的价格最便宜，但防火性能最差，生产的电缆产品很难达到防火产品的要求。

[0003] 发明专利CN110437529A提供了一种低释热高结炭性低烟无卤聚烯烃隔氧料，包括乙华平橡胶和陶瓷化母粒，并配以氢氧化铝、氢氧化镁等无机材料作阻燃剂，阻燃性能较
好，但价格较贵，主要是用于电缆的隔氧层，而且因为隔氧层使电缆外径增大而大幅度提高
电缆的成本。

[0004] 发明专利CN105632592A提供了一种无机矿物质陶瓷化防火耐火隔氧填充泥组合物，防火性能较好，价格较低，但存在几个致命的缺点：一方面，该材料中含有大量的水份，
容易使电缆的绝缘电阻显著下降，造成电缆绝缘电阻不合格；另一方面，该材料是固化型，
电缆生产出来的一段时间后材料就固化变硬，给电缆的敷设安装带来极大的困难。目前，该
材料在各电缆生产企业基本停用，因此，迫切需要一种优质、低成本防火电缆填充料。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种成本价格低，且具有阻燃及绝缘性能的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0006] 本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

[0007] 一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其特征在于，其制备原料包含如下组分：粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂。

[0008] 发明人经大量的实验研究发现，将上述原料制备电缆填充料具有较低的成本；且由其制得的电缆具有优异的阻燃、防火、耐火以及绝缘性，同时易敷设安装。

[0009] 优选地，所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其制备原料包含如下重量份的组分：粘土 100份；瓷化粉 10‑20份；助熔剂 5‑10份；阻燃剂 5‑20份；无机填料 
100‑200份；软化剂 20‑50份。

[0010] 进一步优选地，所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，其制备原料包含如下重量份的组分：粘土 100份；瓷化粉 12‑18份；助熔剂 6‑8份；阻燃剂 5‑10份；无机填
料 120‑180份；软化剂 30‑45份。

[0011] 优选地，所述的粘土选自高岭土、蒙脱土、石英和长石中的任意一种或两种以上的混合。

[0012] 优选地，所述的瓷化粉选自粉末状的方解石、钠硼解石、硼砂、硼镁石、硼酸铵、硼酸锌和硼熔块中的任意一种或两种以上的混合。

[0013] 优选地，所述的助熔剂选自玻璃粉、氧化硼和硼酸锌中的任意一种或两种以上的混合。

[0014] 优选地，所述的阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝和微胶囊红磷中的任意一种或两种以上的混合。

[0015] 优选地，所述的填充剂选自滑石粉或/和碳酸钙。

[0016] 优选地，所述的软化剂选自邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和癸二酸二丁酯(DBS)的中的任意一种或两种以上的混合。

[0017] 发明人在研究中发现，虽然以粘土、瓷化粉和无机填料制备电缆填充料虽然具有较低的成本，但是在不加软化剂的前提下，生产出来的电缆填充料较硬，给电缆的敷设安装
带来极大的困难，如果不解决该问题，该电缆填料同样是得不到应用的。然而，本发明所述
的电缆填料是以粘土、瓷化粉和无机填料作为主要原料；发明人在研究中发现，并不是所有
的软化剂都能够将以粘土、瓷化粉和无机填料为主要原料制备得到的电缆填充料软化的；
软化剂的选择必须适用于粘土、瓷化粉和无机填料的混合。发明人研究经大量的研究发现，
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和癸二酸二丁酯
(DBS)对以粘土、瓷化粉和无机填料为主要原料制备得到的电缆填充料具有软化作用，其中
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)的软化作用大于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和
癸二酸二丁酯(DBS)。

[0018] 进一步优选地，所述的软化剂由邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)组成。

[0019] 优选地，所述的软化剂由重量比为1：2～4：2的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)组成。

[0020] 最优选地，所述的软化剂由重量比为1：3：2的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)组成。

[0021] 发明人进一步研究表明，采用由邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)组成的软化剂其对粘土、瓷化粉和无机填料具有最佳的软化效果，其软
化效果要大于单独使用任何一种软化剂的效果，同时也优于任意两种或三种软化剂混合后
的软化效果。尤其是，采用由重量比为1：3：2的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯
(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)组成的软化剂的软化效果最好。

[0022] 本发明还提供一种低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料的制备方法，所述的方法为：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得
所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0023] 有益效果：本发明提供了一种全新的电缆填充料的制备方法；所述的电缆填充料制备成本低；且由其制得的电缆具有优异的阻燃、防火、耐火以及绝缘性；尤其是材料不固
化，硬度低，易敷设安装。

具体实施方式

[0024] 以下结合具体实施例来解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。以下实施例中的各原料组分均为常规的原料成分；本领域技术人员均可以通过市购途径获
得。

[0025] 实施例1

[0026] 原料重量份组成：粘土 100份；瓷化粉 12份；助熔剂 6份；阻燃剂 18份；无机填料 180份；软化剂 45份；

[0027] 所述的粘土选自高岭土；所述的瓷化粉选自方解石粉；所述的助熔剂选自氧化硼；所述的阻燃剂选自氢氧化镁；所述的无机填料选自滑石粉；所述的软化剂选自邻苯二甲酸
二辛酯(DOP)。

[0028] 制备方法：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0029] 该实施例制备得到的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，价格约为陶瓷化聚烯烃的1/4，材料氧指数为55、硬度为65A；该填充料应用到电缆作为试样，根据GB/T19666‑
2005进行A类成束燃烧试验及耐火试验，测得结果为：90℃绝缘电阻常数为1264MΩ·km，最
大碳化高度为0.99m，燃烧熄灭时间为0.1h，电导率为0.31μs/mm。

[0030] 实施例2

[0031] 原料重量份组成：粘土 100份；瓷化粉 15份；助熔剂 8份；阻燃剂 10份；无机填料 150份；软化剂 30份；

[0032] 所述的粘土选自蒙脱土；所述的瓷化粉选自方硼砂；所述的助熔剂选自硼酸锌；所述的阻燃剂选自氢氧化铝；所述的无机填料选自碳酸钙；所述的软化剂选自邻苯二甲酸二
辛酯(DOP)。

[0033] 制备方法：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0034] 该实施例制备得到的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，价格约为陶瓷化聚烯烃的1/4，材料氧指数为60、硬度为68A，该填充料应用到电缆作为试样，根据GB/T19666‑
2005进行A类成束燃烧试验及耐火试验，测得结果为：90℃绝缘电阻常数为939MΩ·km，最
大碳化高度为0.72m，燃烧熄灭时间为0.1h，电导率为0.40μs/mm。

[0035] 实施例3

[0036] 原料重量份组成：粘土 100份；瓷化粉 18份；助熔剂 10份；阻燃剂 5份；无机填料 120份；软化剂 20份；

[0037] 所述的粘土选自石英粉；所述的瓷化粉选自钠硼解石粉；所述的助熔剂选自硼酸锌；所述的阻燃剂选自微胶囊红磷；所述的无机填料选自滑石粉；所述的软化剂选自己二酸
二辛酯(DOA)。

[0038] 制备方法：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0039] 该实施例制备得到的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，价格约为陶瓷化聚烯烃的1/4，材料氧指数为63、硬度为69A，应用到电缆作为试样，根据GB/T19666‑2005进行A
类成束燃烧试验及耐火试验，测得结果为：90℃绝缘电阻常数为806MΩ·km，最大碳化高度
为0.86m，燃烧熄灭时间为0.1h，电导率为0.36μs/mm。

[0040] 实施例4

[0041] 原料重量份组成：粘土 100份；瓷化粉 12份；助熔剂 6份；阻燃剂 18份；无机填料 180份；软化剂 45份；

[0042] 所述的粘土选自高岭土；所述的瓷化粉选自方解石粉；所述的助熔剂选自氧化硼；所述的阻燃剂选自氢氧化镁；所述的无机填料选自滑石粉；所述的软化剂选自邻苯二甲酸
二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)以重量比为1：3的混合。

[0043] 制备方法：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0044] 该实施例制备得到的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，价格约为陶瓷化聚烯烃的1/4，材料氧指数为55、硬度为63A；该填充料应用到电缆作为试样，根据GB/T19666‑
2005进行A类成束燃烧试验及耐火试验，测得结果为：90℃绝缘电阻常数为1258MΩ·km，最
大碳化高度为0.91m，燃烧熄灭时间为0.1h，电导率为0.30μs/mm。

[0045] 实施例4与实施例1的区别在于软化剂的选择不同；实施例4的软化剂选自邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)以重量比为1：3的混合。从填料的硬度可以看出，由
邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)组成的混合软化剂相比比单独使用邻苯二
甲酸二辛酯(DOP)作为软化剂，其软化效果并无明显的改善。

[0046] 实施例5

[0047] 原料重量份组成：粘土 100份；瓷化粉 12份；助熔剂 6份；阻燃剂 18份；无机填料 180份；软化剂 40份；

[0048] 所述的粘土选自高岭土；所述的瓷化粉选自方解石粉；所述的助熔剂选自氧化硼；所述的阻燃剂选自氢氧化镁；所述的无机填料选自滑石粉；所述的软化剂选自邻苯二甲酸
二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)以重量比为1：3：2的混合。

[0049] 制备方法：将粘土、瓷化粉、助熔剂、阻燃剂、无机填料及软化剂在密闭的搅拌机中混合均匀即得所述的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料。

[0050] 该实施例制备得到的低成本无水柔性陶瓷化防火电缆填充料，价格约为陶瓷化聚烯烃的1/4，材料氧指数为57、硬度为54A；该填充料应用到电缆作为试样，根据GB/T19666‑
2005进行A类成束燃烧试验及耐火试验，测得结果为：90℃绝缘电阻常数为1221MΩ·km，最
大碳化高度为0.89m，燃烧熄灭时间为0.1h，电导率为0.33μs/mm。

[0051] 实施例5与实施例1和实施例4的区别在于软化剂的选择不同，且用量也减少了；实施例5的软化剂选自邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)以
重量比为1：3：2的混合。从填料的硬度可以看出，由邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯
(DOA)和癸二酸二丁酯(DBS)以重量比为1：3：2组成的混合软化剂其比单独使用邻苯二甲酸
二辛酯(DOP)作为软化剂或比由邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)组成的混合
软化剂的软化效果要更加出色；采用由邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)和癸
二酸二丁酯(DBS)以重量比为1：3：2组成的混合软化剂其可以以更少的用量达到更加好的
软化效果。